【教學】使用PPPoE時，MTU之最佳設定值

轉換成ADSL也已經好幾天了，昨天上網路找了一些資料，針對使用PPPoE時MTU的設定怎樣才是最佳化，在下將心得整理成文章希望對大家有幫助。如有錯誤，歡迎各位指正。

先來說說什麼是MTU好了，MTU為Maximum Transmission Unit的縮寫。字面解釋為「最大傳輸單位」，也就是我們電腦所送出網路封包的最大長度。過大時，可能在途中需分解，分別到達目的地後再組合起來，效率反而變差。但過小時，一定長度的資料需要分更多次來傳送，效率也無法提高。

看看下面那張圖1應可以比較清楚，圖中可以看出MTU就是你從軟體送出的封包的最大長度值，最大是1500 bytes，這是針對Ethernet時的狀況。

[IMG]http://www10.plala.or.jp/infra/gif/ethernet.gif[/IMG]
圖1. Ethernet封包示意圖

那使用PPPoE時又是怎樣的情形呢？因為PPPoE需要 6 bytes 的空間儲存資訊，而PPPoE本身就是PPP的衍生，所以PPP所耗用的空間他也一併接收，一般辨識用的資訊會耗用掉 2 bytes ，如果有其他資訊的話最多可以耗用 4 bytes，Mutilink PPP的資訊最多 4 bytes ，最後儲存壓縮和加密的資訊最多也是 4 bytes 所以加一加最多最多會耗用 20 bytes不過一般情形都是如圖2，也就是只有PPPoE和PPP identifies所以共耗用 8 bytes。

[IMG]http://www10.plala.or.jp/infra/gif/ethernetp.gif[/IMG]
圖2. PPPoE封包示意圖

翻查資料的結果，目前大概分成兩派，一派人針對MTU的大小，覺得是大就是好，而PPPoE因為需要耗用 8 bytes 所以MTU的最大值就是1492，他們認為設為1492是最佳的值，不過目前沒有找到有哪一篇提出相關理論基礎的實證，所以有待商榷。而另一派則是認為1454是最佳值，為什麼呢？針對這點，我們先看看下面圖3，至於圖3最下面的值就是我們等會要討論的。

[IMG]http://www10.plala.or.jp/infra/gif/adsl4.gif[/IMG]
圖3. PPPoE與ISP連接示意圖

圖3中可以看到，當我們的ADSL數據機要跟ISP那邊溝通時是透過ATM（Asynchronous Transfer Mode，非同步傳輸模式）協定來達成，關於ATM的相關問題在此不多作贅述，有興趣各位可以自行參閱相關書籍或資料。這裡我們把焦點放在ATM網路的Cell的大小，從圖4中我們可以知道，一個ATM Cell的大小是固定為 53 bytes 而真正存放資料的部分是 48 bytes。

[IMG]http://ironbark.bendigo.latrobe.edu.au/courses/bcomp/c202/2003/L18/L20Fig04.gif[/IMG]
圖4. ATM Cell示意圖

接下來就是我們要來探討，為什麼MTU設為 1454 bytes時是最佳值，因為ATM Cell是固定的 53 bytes ，而資料是 48 bytes，所以當你的資料要進入ATM網路是會被分成若干個 48 bytes 的區塊，而不足 48 bytes 則是補上PADDING，但因為不足的那一個一定是最後一個，而在ATM架構中的AAL5（ATM Adaptation Layer 5）中，最後一個Cell的最後面必須加上 8 bytes 的SAR（segmentation and re-assembly）就是儲存如何把分割後的這些Cell還原的資訊。

這樣看來的話當你的MTU設定為1492時，你傳送到ATM的實際資料大小是：

TCP/IP Payload（就是你的MTU）+ PPP Headers + PPPoE Headers + Ethernet Headers = 1492 + 2 + 6 + 18 = 1518

而你的封包必須被分成 48 bytes一個等分，所以1518 / 48 = 31 餘 30，最後一個Cell就會如圖5上半部所示，30 + 8（SAR） + 10（Padding）= 48。也就是每個封包會多使用 10 bytes 的空間，10 / 1452 = 0.68% 的空間浪費，為何是1452而不是1492，因為你本身還需要耗掉 40 bytes 來放置TCP/IP的資訊，也就是圖1、圖2中你真正資料的所在MSS。

那MTU設為1454的時候呢？

TCP/IP Payload + PPP Headers + PPPoE Headers + Ethernet Headers = 1454 + 2 + 6 + 18 = 1480
1480 / 48 = 30 餘 40

所以最後一個Cell的如圖5下半部所示，40 + 8（SAR）= 48，不需要浪費任何空間給padding。各位如有注意到圖上的字樣，NTS的Enternet軟體所採用的MTU就是 1454 bytes。

[IMG]http://www.mynetwatchman.com/kb/Images/pppoe.gif[/IMG]
圖5. MTU為 1492 bytes 和 1454 bytes時的分割結果

綜合以上所說，我認為在MTU設為 1454 bytes 時會有比較好的效能。

請問HiNet ADSL非固定制8M/640K供用戶下載的TCP Window Size的設定檔8M_winXP.inf 裡面的值是多少K?因為我有用ROUTER,想要設成一樣.
設定檔內容如下:
[version]
signature="$Windows NT$"

[DefaultInstall]
AddReg=TweakTCP

[TweakTCP]
HKLM,System\CurrentControlSet\Services\Tcpip\Parameters,TcpWindowSize,0x00010001,00045000

這個 MTU 我通常都是調到 1300，即使在網路擁塞時也可以有比較好的連線效率。

[QUOTE][i]最初由 jaredlu 發表[/i]
[B]請問HiNet ADSL非固定制8M/640K供用戶下載的TCP Window Size的設定檔8M_winXP.inf 裡面的值是多少K?因為我有用ROUTER,想要設成一樣.
設定檔內容如下:
[version]
signature="$Windows NT$"

[DefaultInstall]
AddReg=TweakTCP

[TweakTCP]
HKLM,System\CurrentControlSet\Services\Tcpip\Parameters,TcpWindowSize,0x00010001,00045000 [/B][/QUOTE]

裡面的是設定RWIN不是MTU，他設定的值是45000。

[QUOTE][i]最初由 hertw 發表[/i]
[B]這個 MTU 我通常都是調到 1300，即使在網路擁塞時也可以有比較好的連線效率。 [/B][/QUOTE]

壅塞時用較小的Packet可以在重新送封包時只需要送較少的DATA，不過1300 + 8 + 18 = 1326，分成每48 bytes一等分後餘數是30，和1492一樣會有 10 bytes 的padding可以考慮稍微改一下，避免padding。:D

[QUOTE][i]最初由 if2 發表[/i]
[B]壅塞時用較小的Packet可以在重新送封包時只需要送較少的DATA，不過1300 + 8 + 18 = 1326，分成每48 bytes一等分後餘數是30，和1492一樣會有 10 bytes 的padding可以考慮稍微改一下，避免padding。:D [/B][/QUOTE]

我是用固接的，看來設成 1314 會更佳，感謝你的解說！

感謝if2兄的文章
看完if2兄的文章,小弟有一些疑問,
1492有10 bytes 的padding,那改成1502就不會有padding了,
可以改成1502嗎??

MTU有上限嗎??
一般網路上的資料都說設1454,有特殊原因嗎??
Thanks:-)

[QUOTE][i]最初由 jackiemi2 發表[/i]
[B]感謝if2兄的文章
看完if2兄的文章,小弟有一些疑問,
1492有10 bytes 的padding,那改成1502就不會有padding了,
可以改成1502嗎??

MTU有上限嗎??
一般網路上的資料都說設1454,有特殊原因嗎??
Thanks:-) [/B][/QUOTE]

有上限，請看圖一和二，上限為 1500 Bytes，但是PPPoE要耗用 8 Bytes，當用PPPoE時最大只能設成 1492 Bytes，所以 1502 Bytes 是不可行的。

至於設定為 1454 Bytes的原因，相信就是因為我文中所講的情況。

[QUOTE][i]最初由 if2 發表[/i]
[B]有上限，請看圖一和二，上限為 1500 Bytes，但是PPPoE要耗用 8 Bytes，當用PPPoE時最大只能設成 1492 Bytes，所以 1502 Bytes 是不可行的。

至於設定為 1454 Bytes的原因，相信就是因為我文中所講的情況。 [/B][/QUOTE]
拍謝,沒注意看到最上面的上限1500Bytes了:D

昨晚(6/23)分別以MTU值設成1492及1454於
hinet的ftp站做600MB檔案之下載速度比對
其中設MTU=1492時,可達800KB/s左右
而MTU=1454時,僅達770KB/s左右
why???
(ps.Hinet ADSL 8M/640K,CT511C-Plus)

[QUOTE][i]最初由 mlj 發表[/i]
[B]昨晚(6/23)分別以MTU值設成1492及1454於
hinet的ftp站做600MB檔案之下載速度比對
其中設MTU=1492時,可達800KB/s左右
而MTU=1454時,僅達770KB/s左右
why???
(ps.Hinet ADSL 8M/640K,CT511C-Plus) [/B][/QUOTE]

請問您是用硬撥嗎？
如果是硬撥，PC端之MTU應設為1500，若不是可能為網路狀況之差異，或是其他因素，小弟自己測試的結果1454和1492在我的電腦上是1454勝出，但差異並沒有到30KB/sec之多 :confused:。大約只有幾KB差異，差到30KB/Sec很有可能是網路狀況影響。

感謝您的測試分享:D

[QUOTE][i]最初由 if2 發表[/i]
[B]請問您是用硬撥嗎？
如果是硬撥，PC端之MTU應設為1500，若不是可能為網路狀況之差異，或是其他因素，小弟自己測試的結果1454和1492在我的電腦上是1454勝出，但差異並沒有到30KB/sec之多 :confused:。大約只有幾KB差異，差到30KB/Sec很有可能是網路狀況影響。
感謝您的測試分享:D [/B][/QUOTE]

您說對了,我是用硬体撥接
回家再測試看看1500,1492及1454間的差異
thanks.

好像有網站([url]http://forums.speedguide.net:8117/[/url])可以幫你測試mtu最佳值
我測出來是1480,設1492我很容易time out
所以我設在1480
^^"

[QUOTE][i]最初由 QQ 發表[/i]
[B]好像有網站([url]http://forums.speedguide.net:8117/[/url])可以幫你測試mtu最佳值
我測出來是1480,設1492我很容易time out
所以我設在1480
^^" [/B][/QUOTE]

他測出來的是你電腦的設定值喔，不是最佳設定值，他建議的最佳設定值是1492。（看MTU = XXXX的下面那一行）

請問一下~
是不是1454都適合每個人使用呢?

我有點搞不清楚@@~有點笨

那如果是分享器後面呢?? 算是pppoe還是?:corkysm:

[QUOTE][i]最初由 if2 發表[/i]
[B]他測出來的是你電腦的設定值喔，不是最佳設定值，他建議的最佳設定值是1492。（看MTU = XXXX的下面那一行） [/B][/QUOTE]

不是喔
我改成其他數值(ex:1450)後他還是顯示建議1480
而且我測過大約在1480左右的MTU是我PING 168.95.1.1 加上不同封包大小後可以得到最佳的反應時間說(1490以上都會TIME OUT)

[QUOTE][i]最初由 leon666 發表[/i]
[B]請問一下~
是不是1454都適合每個人使用呢?

我有點搞不清楚@@~有點笨 [/B][/QUOTE]

細讀文章就可以知道這是按照理論推導出來的最大建議值，但是當網路狀況不好的時候，可以依照需求縮小封包大小，避免因為重送過多大封包而使速度減慢。

[QUOTE][i]最初由 sco00262 發表[/i]
[B]那如果是分享器後面呢?? 算是pppoe還是?:corkysm: [/B][/QUOTE]

由分享器負責撥接，那PC本身並不是送出PPPoE封包，所以設成1500比比較理想。

[QUOTE][i]最初由 QQ 發表[/i]
[B]不是喔
我改成其他數值(ex:1450)後他還是顯示建議1480
而且我測過大約在1480左右的MTU是我PING 168.95.1.1 加上不同封包大小後可以得到最佳的反應時間說(1490以上都會TIME OUT) [/B][/QUOTE]

根據該網站的說明：
The SG TCP/IP Analyzer is a server-side program designed to display your Internet connection parameters, extracted directly from your TCP packets sent to our server.

The server part of the TCP Analyzer is a specialized web server. It doesn't really serve different web pages, rather it responds to all requests with the same page, the content of which is modified depending on the TCP settings of the requesting client. It then transfers control to a PHP script that does the actual analysis and displays the results.

這個Analyzer純粹是讀出您設定的數值（建議值是寫在MTU ＝ XXX的下面那一行），若是更改後他仍然顯示1480表示您更改的數值並未生效（未重新開機、更改位置錯誤等..）。

[QUOTE][i]最初由 if2 發表[/i]
[B]他測出來的是你電腦的設定值喔，不是最佳設定值，他建議的最佳設定值是1492。（看MTU = XXXX的下面那一行） [/B][/QUOTE]

可能他用的是XP內建的PPPoE
XP內建的PPPoE MTU的最大值是1480
[url]http://www.speedguide.net/faq_in_q.php?category=98&qid=37[/url]

如果是seednet的dhcp呢?也是1500?

[QUOTE][i]最初由 sco00262 發表[/i]
[B]如果是seednet的dhcp呢?也是1500? [/B][/QUOTE]

SeedNet DHCP 跑的是 Ethernet 封包，所以應該也是 1500。

[QUOTE][i]最初由 leon666 發表[/i]
[B]請問一下~
是不是1454都適合每個人使用呢?

我有點搞不清楚@@~有點笨 [/B][/QUOTE]

只能說 1454 是網路不擁塞時的最佳值，當網路擁塞時當然就不是最佳值了，這是要視情況調整。

[QUOTE][i]最初由 if2 發表[/i]
[B]由分享器負責撥接，那PC本身並不是送出PPPoE封包，所以設成1500比比較理想。 [/B][/QUOTE]
但是一般分享器pppoe的設定值最大只允許1492 :corkysm:

抱歉挖個古文 :lovely:
話說鄙人協助親戚設定LaFonera 1.0 PPPoE連線（咳孽特），
以LaFonera預設的MTU 1454開啟某些網站會發生Timout問題，但有線連線OK。
嘗試降低LF PPPoE MTU問題始終不得解。
但將MTU調至Max 1492，某些網站timrout迎刃而解。
LF 1.0韌體為0.7.2.4，難以理解啊 :o

我也有在某幾台IP分享器上面遇到特定MTU會開不起來一些網站

請教一下...

如果依照1454的理論基礎計算, 當我欲依次往下降速時, 每次需降多少呢?
一次-48嗎? -->1406?