pppoe环境下的mtu和mss的配合问题

一、问题描述

前端是连接因特网的路由器，中间利用LINUX –IPTABLES搭建的防火墙，由PPPOE协议承担拨入功能，并开通NAT,后端是客户机，故障现象是当LINUX系统拨入VPN后，LINUX系统本身域名解析和网站浏览正常，NAT后端客户机出现域名解析正常但网站浏览失败。

二、问题解决

我们在给防火墙加入以下规则后，网络通信恢复正常。

iptables -A FORWARD -p tcp -m tcp--tcp-flags SYN,RST SYN -j  TCPMSS--clamp-mss-to-pmtu

我们现在来看下这条规则的具体功能，-A 是增加，-FORWARD是要处理通过的数据包，-p,指定要审查tcp协议，审查内容是SYN， RST标志，TCPMSS,是指通过TCPMSS模块调整MSS的大小。

那么为什么通过调整MSS的大小就可以解决的网络通信的故障呢？

三、MSS和MTU

 1、什么是TCP-MSS?

MSS: Maxitum Segment Size 最大分段大小，MSS就是TCP每次能够传输的最大数据分段。为了达到最佳的传输效能，TCP协议在建立连接时要协商双方的MSS值，现实情况下，常使用二层协议中的MTU值代替。

 

TCP报文中MSS的位置在选项的位置，选项中内容有很多种，MSS是其中的一种。MSS在TCP报文中是可选项不是必选项，换句话说MSS是可协商的，而且在协商过后该选项内容可以改变也可以没有，在协商MSS时一般是建立TCP连接的两端发送[Syn]标志报文时互相通报然后选取最小MSS作为双方的约定。

这里又出现了一个概念，MTU。

2、什么是MTU

我们可以根据下面这面图表来了解MTU

 

 

MTU:MaxitumTransmission Unit 最大传输单元,在以太网中数据帧最长为1518Bytes，扣除帧头14Bytes和帧尾CRC校验部分4Bytes，承载上层协议的数据部分最大是1500Bytes. 这个值我们就把它称之为MTU。网络层的IP协议会根据这个值来决定如何对数据进行分片，在网络，两台终端进行网络通信时，数据需要经过各种型号的路由器和多种传输媒介才能到达对端，网络中不同媒介的MTU各不相同，最终取值由最小的MTU值决定。对于网络层的上层协议而言，它们对MTU的值并没有特别关心，它们认为这个是网络层的工作。网络层IP协议会检查每个从上层协议下来的数据包的大小，并根据本机MTU的大小决定是否作“分片”处理。分片最大的坏处就是降低了传输性能，所以在网络层更高一层（传输层）的实现中往往会对此加以注意。有些高层协议要求在IP包中设置DF标志，DF（Donot Fragment），说明不能进行分片，这样当这个IP数据包在网络传输的时候，如果遇到MTU小于IP数据包的情况，转发设备就会根据要求丢弃这个数据 包,然后返回一个错误信息给发送者。这样会造成某些通讯上的问题，不过现实情况是大部分网络链路都是MTU1500或者大于1500。

3、MTU和MSS的联系

MTU是一个二层的概念，以太网最大的MTU是1500Bytes，MSS是TCP协议中一个可协商的选项，，它是TCP数据包每次能够传输的最大数据分段， IP MTU=MSS+20Bytes（IP包头）+20Bytes（TCP包头）。在PPPoE的情况下，还要包括6Bytes的PPPoE头部和2Bytes的PPP协议ID号，因此， PPP负载数据不能超过1492字节，也就是相当于在PPPOE环境下的MTU是1492字节，MSS是1452字节。

四、原因

现在回头看下问题的产生原因：在利用pppoe＋nat组网时，由于PPPOE是按下图的形式进行封装的，

IP

PPP

PPPoE

Ethernet

 

随着宽带接入,PPPOE由于具有认证和计的费功能而得广泛应用。

下面是PPPOE的数据报文格式：

版本	类型	代码	会话ID
长度			净载荷

PPPOE是通过以太网传输的,其含有PPPOE协议头有6个字节和以太网帧类型2字节。这个8字节的PPPOE封装字段会在数据从拨号接口发送出去时被添加到数据报文中。因此，该数据报文从拨号接口出去时的真实长度会大于物理以太网接口的MTU值1500，因此，该数据包将会被丢弃，PPPOE造成的影响是二次封装耗费资源，降低了传输效能等等，最大的不足就是PPPoE导致MTU变小了，以太网的MTU是1500，再减去PPP的包头包尾的开销（8Bytes），就变成1492，所以在PPPOE环境下，设置接口MTU时需要将8个字节的PPPOE封装字段考虑进去，MTU=1500-8=1492，这样，当IP报头（20）+ICMP报头（8）+ICMP净荷载长度+PPPOE头（8）<=物理接口1500（即ICMP净载荷<=1500-28=1472）时，该数据包不会因为数据包长度超过接口MTU值被丢弃，而且还可以在不需要分片的情况下最大限度的发送数据包，提高传输效率

所以有可能由于报文太大需要分片，导致必须通过设置tcpmss解决。另外IP 报文里是由五元组组成的的，报文要进行分片的，这时就有可能只有第一片报文带有IP的五元组信息（源目的ip位址，源目的端口号，协议号），后续的分片不再保留 TCP/UDP报文所有的标识信息，如端口号信息等，这时，当网关进行NAT转换时，将导致报文不能正确组包，

因此可以看出，MTU和TCP MSS是密不可分的，在PPPOE+NAT环境下尤为重要。如果是PPPOE+NAT上网出现网站打开不流畅，就有可能是MTU或MSS设置不当了，至此，对PPPOE＋NAT上网环境下MTU和MSS的问题基本搞清楚了。

标签：mss,报文,MSS,TCP,MTU,IP,pppoe,mtu,PPPOE
来源： https://www.cnblogs.com/chenxiaomeng/p/12739395.html