MTU(최대 전송 단위)란?

Maximum Transmission Unit의 약자. 링크가 1회에 운반할 수 있는 패킷의 최대 크기로, 이더넷에서는 표준 1500바이트. 이를 넘는 IP 패킷은 IPv4에서는 도중에 분할(프래그먼트)되거나 버려지고, IPv6에서는 출발지만 분할한다. 경로 도중에서 가장 작은 MTU를 알아내는 구조를 경로 MTU 탐색이라고 부른다. VPN 터널 등에서 헤더가 늘어나면 내용에 쓸 수 있는 크기는 그만큼 작아진다.

일본어 명칭: MTU(最大転送単位)

MTU(최대 전송 단위)은(는) 네트워크 설계와 운용, 네트워크 기초 등 2개 분야의 연습 문제 3개에 나와요.

분야: 네트워크 기초

도전해 보기: MTU(최대 전송 단위) 관련 문제

1 Gbps 이더넷에서 IP 패킷의 크기가 MTU를 꽉 채운 1500바이트가 되도록 하여 TCP 데이터를 계속 보낸다. IPv4 헤더를 20바이트, TCP 헤더를 20바이트, 이더넷 헤더와 FCS를 합쳐 18바이트, 프리앰블과 프레임 사이의 빈 시간(프레임 간 갭)을 합쳐 20바이트라고 할 때, 애플리케이션 데이터의 처리량 상한에 가장 가까운 것은?

  1. A약 949 Mbps
  2. B약 973 Mbps
  3. C약 1000 Mbps
정답과 해설 보기

정답: A. 약 949 Mbps

프레임 하나에 들어가는 애플리케이션 데이터는 1500 − 20 − 20 = 1460바이트입니다. 한편 회선 위에서는 프레임당 1500 + 18 + 20 = 1538바이트만큼의 시간을 사용합니다. 따라서 효율은 1460 ÷ 1538 ≈ 0.949이고, 처리량의 상한은 1000 × 0.949 ≈ 949 Mbps입니다. TCP 타임스탬프 옵션을 사용하면 헤더가 12바이트 늘어 효율은 조금 더 떨어집니다. 작은 패킷일수록 헤더 등의 비율이 커져 효율이 나빠집니다.

IPv4에서 전체 길이 4000바이트(헤더 20바이트, 데이터 3980바이트)의 패킷이 MTU가 1500바이트인 링크에서 분할(프래그먼트화)된다. 분할된 패킷의 헤더도 20바이트이며, 분할해도 되는 설정이라고 한다. 마지막 프래그먼트의 프래그먼트 오프셋 필드 값은?

  1. A185
  2. B370
  3. C2960
정답과 해설 보기

정답: B. 370

프래그먼트 하나에 넣을 수 있는 데이터는 MTU − 헤더 = 1500 − 20 = 1480바이트이며, 이는 8의 배수이므로 그대로 쓸 수 있습니다. 3980바이트의 데이터는 1480, 1480, 1020바이트의 3개로 나뉩니다. 프래그먼트 오프셋은 원래 데이터의 맨 앞에서 몇 바이트째인지를 8바이트 단위로 나타내므로, 2번째는 1480 ÷ 8 = 185, 3번째는 2960 ÷ 8 = 370입니다. 마지막 프래그먼트의 전체 길이는 1040바이트이며, 뒤에 이어지는 프래그먼트가 없음을 나타내기 위해 MF 플래그가 0이 됩니다. 목적지는 식별자가 같은 프래그먼트를 오프셋 순으로 나열하여 원래 패킷으로 재조립합니다.

해설 속 MTU(최대 전송 단위)

MTU(최대 전송 단위)이(가) 나오는 문제 (3)

  1. 1 Gbps 이더넷에서 IP 패킷의 크기가 MTU를 꽉 채운 1500바이트가 되도록 하여 TCP 데이터를 계속 보낸다. IPv4 헤더를 20바이트, TCP 헤더를 20바이트, 이더넷 헤더와 FCS를 합쳐 18바이트, 프리앰블과 프레임 사이의 빈 시간(프레임 간 갭)을 합쳐 20바이트라고 할 때, 애플리케이션 데이터의 처리량 상한에 가장 가까운 것은?
  2. IPv4에서 전체 길이 4000바이트(헤더 20바이트, 데이터 3980바이트)의 패킷이 MTU가 1500바이트인 링크에서 분할(프래그먼트화)된다. 분할된 패킷의 헤더도 20바이트이며, 분할해도 되는 설정이라고 한다. 마지막 프래그먼트의 프래그먼트 오프셋 필드 값은?
  3. 거점 간 VPN 터널을 통해 먼 곳의 웹 서버와 통신하고 있다. TCP 연결은 확립되고 작은 페이지는 표시되지만, 큰 파일의 다운로드만 도중에 멈춰 버린다. 터널 안의 MTU는 1400바이트이며, 서버는 1500바이트의 패킷을 분할 금지(DF 비트를 1)로 하여 보내고 있다. 또한 서버 앞단의 방화벽은 ICMP를 모두 버리는 설정으로 되어 있다. 원인으로 가장 적절한 것은?

관련 용어

패킷(Packet) IPv4 TCP(전송 제어 프로토콜) 이더넷(Ethernet) IP(인터넷 프로토콜) 처리량(Throughput) VPN(가상 사설망) 방화벽(Firewall) ICMP 경로 MTU 탐색(Path MTU Discovery)

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