Có thể phát hiện PLC và nhận phản hồi cho các lệnh ngắn, nhưng việc tải công thức lên hoặc hiển thị từ xa cứ bị đình trệ. Thay mô-đun quang hoặc tăng tốc độ cổng bộ chuyển mạch có thể không làm thay đổi vấn đề. Bên cạnh nguồn điện, chất lượng liên kết và phần mềm, hãy kiểm tra một giới hạn dễ bị bỏ qua: đường truyền này có thể mang gói lớn đến mức nào? MTU mô tả kích thước, không phải tốc độ. Phân biệt MTU với độ dài khung Ethernet, khung jumbo và phân đoạn TCP giúp giải thích vì sao gói nhỏ truyền được trong khi gói lớn thất bại.
Bắt đầu từ việc bao bọc: dữ liệu ứng dụng có nhiều lớp bên ngoài
Thông tin từ máy tính hoặc bộ điều khiển thường không xuất hiện trên cáp đúng như khi ứng dụng tạo ra. Trong kết nối TCP, dữ liệu ứng dụng trước tiên được thêm tiêu đề TCP chứa thông tin truyền tải như cổng và số thứ tự. Sau đó, tiêu đề IP xác định gói đến từ đâu và sẽ đi đâu. Cuối cùng, khung Ethernet mang gói qua liên kết cục bộ. Bên nhận loại bỏ các lớp này theo thứ tự ngược lại. Mỗi lớp có độ dài riêng; một con số không thể mô tả tất cả.
Ở đây, MTU IP là kích thước gói IP hoàn chỉnh lớn nhất mà một giao diện có thể truyền. Nó bao gồm tiêu đề IP và tải hữu ích IP, nhưng không bao gồm tiêu đề Ethernet bên ngoài và chuỗi kiểm tra khung. Nhiều giao diện Ethernet thông thường sử dụng MTU IP là 1500 byte, nhưng đây không phải thiết lập áp dụng chung. Thẻ VLAN bổ sung thông tin vào khung bên ngoài. Độ dài khung tối đa trong tài liệu hướng dẫn có bao gồm các thẻ và chuỗi kiểm tra hay không phụ thuộc vào định nghĩa trong tài liệu đó. Chỉ tuyên bố thiết bị hỗ trợ khung lớn là chưa đủ để xác định cấu hình chính xác của nó.
MSS và khung jumbo: một bên giới hạn dữ liệu TCP, bên còn lại mở rộng sức chứa của khung
MSS, hay kích thước phân đoạn tối đa, giới hạn phần dữ liệu ứng dụng được mang trong một phân đoạn TCP. Hãy hình dung MTU là kích thước kiện hàng đã đóng gói, còn MSS là phần hàng bên trong. Khi kết nối TCP bắt đầu, mỗi bên nhận thông báo MSS mà mình sẵn sàng tiếp nhận. Bên gửi cũng phải tính đến giao diện của chính nó và đường truyền. Chỉ chọn một con số tại hai đầu cuối không bảo đảm toàn bộ tuyến có thể mang kích thước đó. Các tùy chọn TCP, phiên bản IP và việc đóng gói bổ sung có thể ảnh hưởng đến dung lượng khả dụng.
Khung jumbo thường vượt quá kích thước khung Ethernet thông thường. Chúng có thể giảm số khung cần thiết để mang một lượng dữ liệu nhất định, nhưng không tạo thêm băng thông cổng hoặc bảo đảm phản hồi điều khiển nhanh hơn. Bộ điều hợp mạng ở đầu cuối, cổng bộ chuyển mạch, giao diện bộ định tuyến và thiết bị trung gian đều phải đáp ứng các yêu cầu liên quan. Bật khung jumbo trên một bộ chuyển mạch không thể khiến PLC hoặc thiết bị từ xa không hỗ trợ chấp nhận chúng. Các thông điệp điều khiển ngắn có thể không nhận được lợi ích thực tế nào từ việc tăng giới hạn khung.
Kiểm tra phần hẹp nhất của tuyến, không chỉ hai đầu cuối
Hãy hình dung một xe giao hàng khởi hành trên đường rộng rồi đến một cây cầu hẹp. Một kiện hàng lớn có thể vừa ở điểm xuất phát nhưng không được phép qua cây cầu đó. MTU đường truyền là giới hạn kích thước do các liên kết trên tuyến từ bên gửi đến bên nhận áp đặt. Định tuyến, truy cập từ xa hoặc đường hầm có thể khiến giới hạn này nhỏ hơn giới hạn của mạng LAN cục bộ. Tuyến dự phòng hoặc cổng bảo mật mới bổ sung cũng có thể làm thay đổi kích thước từng truyền được trước đó.
Bộ chuyển mạch lớp 2 chủ yếu chuyển tiếp các khung Ethernet. Nếu khung vượt giới hạn tiếp nhận, bộ chuyển mạch có thể loại bỏ khung và tăng bộ đếm liên quan. Nó không xử lý bằng cách chia gói IP bên trong thành các phần nhỏ hơn. Phân mảnh IP là chức năng của lớp IP. Không nhầm lẫn thiết lập độ dài khung của bộ chuyển mạch với MTU IP của bộ định tuyến. Vẽ các thiết bị và giao diện thực tế dọc đường truyền, phân biệt chuyển mạch cục bộ, định tuyến giữa các mạng con và đóng gói đường hầm. Chỉ so sánh hai màn hình cấu hình đầu cuối là không đủ.
Cách IPv4 báo gói quá kích thước và điểm khác biệt của IPv6
Trong cơ chế khám phá MTU đường truyền IPv4 truyền thống, bên gửi đặt cờ DF, tức Don’t Fragment (Không phân mảnh). Nếu bộ định tuyến phải chuyển tiếp gói đó sang liên kết có MTU nhỏ hơn và không thể phân mảnh, nó loại bỏ gói rồi trả về lỗi ICMP yêu cầu phân mảnh cho nguồn gửi. Nguồn gửi sử dụng phản hồi này để giảm kích thước gói cho đường truyền đó và thử lại. ICMP giống như thông báo từ chối giao hàng: nó không phải lệnh ứng dụng, nhưng có thể giúp giao tiếp ứng dụng tiếp tục.
Nếu phản hồi cần thiết này bị lọc chặn, bên gửi có thể gặp tình trạng hết thời gian chờ lặp đi lặp lại. Các lệnh ngắn có thể hoạt động trong khi quá trình truyền lớn hầu như không tiến triển. Hệ thống thực tế cũng có thể sử dụng các cơ chế thăm dò hoặc dự phòng khác, vì vậy điều này không có nghĩa mọi lỗi bị lọc chặn đều tất yếu gây đình trệ vĩnh viễn. Khi được phép phân mảnh IPv4, bộ định tuyến có thể phân mảnh gói và bên nhận sẽ lắp ráp lại. Bộ định tuyến IPv6 không thực hiện kiểu phân mảnh này trên đường truyền; thông điệp Packet Too Big (Gói quá lớn) yêu cầu nguồn gửi điều chỉnh. Không nên gộp các cơ chế này thành một quy trình khắc phục áp dụng chung.
Đường hầm thêm một lớp bọc, nên gói từng phù hợp có thể lớn lên
Kết nối bảo trì từ xa có thể đặt một gói hiện có vào lớp đóng gói bên ngoài mới. Điều này giống như đặt một hộp đã đóng gói vào thùng vận chuyển: đường truyền phải mang tổng kích thước kết hợp. Dữ liệu ứng dụng không thay đổi, nhưng gói xuất hiện trên tuyến bên ngoài lớn hơn. Nếu thiết bị không tính đúng MTU hiệu dụng và chính sách gửi của đường hầm, lỗi có thể chỉ xuất hiện trên đường truyền từ xa trong khi truy cập cục bộ vẫn hoạt động.
Không trừ cùng một số byte cố định cho mọi VPN hoặc đường hầm. Giao thức, phương thức mã hóa và số lớp đóng gói ảnh hưởng đến dung lượng phụ trội; hãy tham khảo cách triển khai cụ thể. Điều chỉnh MSS TCP có thể giảm kích thước phân đoạn TCP trên một đường truyền cụ thể, nhưng không tự động xử lý toàn bộ lưu lượng UDP hoặc thay thế việc kiểm tra sức chứa của khung. Giữ nguyên cấu hình ban đầu của thiết bị bảo mật, xác định lưu lượng bị ảnh hưởng và xác minh phản hồi lỗi cần thiết. Không vô hiệu hóa toàn bộ chính sách bảo mật chỉ để cho gói lớn đi qua.
Khắc phục sự cố: thay đổi độ dài kiểm tra với lý do rõ ràng
Trong khoảng thời gian bảo trì, ghi lại mốc tham chiếu gói nhỏ hoạt động được, sau đó tăng dần độ dài kiểm tra. Tìm các lỗi xuất hiện gần một giới hạn nhất quán. Xác định công cụ hiển thị tải hữu ích ứng dụng, độ dài gói IP hay độ dài khung hoàn chỉnh; tham số lệnh không có ý nghĩa giống nhau giữa các hệ điều hành. Một lần ping thông thường thành công không chứng minh khung lớn truyền được trên toàn bộ đường truyền. Không chạy kiểm tra tải nặng không giới hạn trên liên kết điều khiển đang vận hành.
So sánh bằng chứng tại bên gửi, bên nhận và các thiết bị trung gian. Yêu cầu đã được gửi chưa? Có lỗi liên quan đến độ dài được trả về không? Cổng bộ chuyển mạch có ghi nhận số khung quá kích thước bị loại bỏ không? Bộ định tuyến hoặc đường hầm có báo gói quá kích thước không? Gói lớn bất thường trong bản bắt gói trên máy chủ cũng có thể là kết quả của cơ chế giảm tải xử lý của bộ điều hợp mạng; gói đó có thể không có cùng kích thước trên đường truyền vật lý. Sử dụng điểm quan sát bên ngoài phù hợp khi cần. Chỉ một bộ đếm mất gói không thể xác lập nguyên nhân MTU: cũng phải xem xét tắc nghẽn, lỗi cáp và lỗi xử lý tại đầu cuối.
Trước khi kiểm tra, ghi rõ độ dài của công cụ mô tả lớp nào. Một số công cụ nhận độ dài dữ liệu kiểm tra, một số báo gói IP hoàn chỉnh, còn các công cụ khác hiển thị khung trên đường truyền. Trộn lẫn các số liệu này có thể khiến hành vi nhất quán của thiết bị trông có vẻ mâu thuẫn. Ghi lại công cụ, định nghĩa độ dài, thiết lập phân mảnh và chiều truyền. Mỗi lần chỉ thay đổi một điều kiện để kết quả có nguyên nhân rõ ràng. Thay đồng thời bộ điều hợp, đường hầm và bộ chuyển mạch có thể tạm thời khôi phục dịch vụ nhưng che khuất điểm nghẽn ban đầu.
Đưa giới hạn kích thước vào kiểm tra nghiệm thu công nghiệp
Tài liệu đã công bố của FCTEL về bộ chuyển mạch công nghiệp có quản lý là điểm khởi đầu để kiểm tra các giao diện và điều kiện mạng. Việc một mẫu cụ thể có hỗ trợ kích thước khung jumbo nhất định hay không, và cấu hình áp dụng theo từng cổng hay toàn cục, vẫn cần được xác định từ hướng dẫn sử dụng hoặc tài liệu đã xác nhận. Chỉ tốc độ Gigabit và khả năng quản lý không đủ để xác lập khả năng hỗ trợ khung jumbo. Cổng đồng và cổng quang sử dụng môi trường vật lý khác nhau; thay cáp đồng bằng cáp quang không loại bỏ giới hạn độ dài khung hoặc gói IP.
Biên bản nghiệm thu có thể liệt kê MTU của các đầu cuối, định nghĩa độ dài khung tối đa của từng thiết bị, các ràng buộc định tuyến và đường hầm, điều kiện kiểm tra theo cả hai chiều và điểm xảy ra lỗi. Nếu ứng dụng cần khung lớn, hãy xác minh từng phần của tuyến. Nếu không cần, cấu hình thông thường đã được kiểm tra thường dễ bảo trì hơn. Trả lời ba câu hỏi: kích thước nào có thể đi qua, điều gì xảy ra khi vượt giới hạn và ứng dụng có thể phục hồi khi đường truyền thay đổi không? Các kích thước trong những hình minh họa này là ví dụ giải thích, không phải thông số sản phẩm FCTEL hay số đo thực địa.
Tài liệu tham khảo kỹ thuật: RFC 1191: Khám phá MTU đường truyền IPv4; RFC 8201: Khám phá MTU đường truyền IPv6; Cisco: phân mảnh, MTU, MSS và hoạt động của đường hầm; Cisco: ví dụ khắc phục sự cố MTU của bộ chuyển mạch. Tài nguyên FCTEL liên quan: Bài viết kỹ thuật và Tài liệu bộ chuyển mạch có quản lý FCTELE FCM-G24FG4 với 24 cổng Gigabit Ethernet + 4 cổng combo.
