计算最大UDP有效载荷大小，以避免在以太网局域网上分裂

Question

我有一个计划，该程序旨在通过千兆以太网LAN发送/接收UDP数据包（注意：不是一般互联网），为了最大化吞吐量，我想让它使其成为数据包尽可能大，而不会引起任何碎裂。

我知道以太网的MTU大小为1500个字节。但是，这些1500个字节不仅由我的应用程序的有效载荷数据，而且由数据包的IP和UDP标头使用，这意味着我需要将有效载荷尺寸降低到这些标头的尺寸，以便适合MTU大小的所有内容并避免分裂。

鉴于这一点，我使用下面显示的代码来计算我应该传递给sendto（）的最大有效载荷大小。下面的程序在运行时给出了此输出：

Recommended maximum payload size for an IPv4 packet is 1404 bytes.
Recommended maximum payload size for an IPv6 packet is 1388 bytes.

我的问题是：我的计算是否正确，还是错过了一些重要的细节？

#include <stdio.h>

/** The total maximum size of a UDP packet (including all the headers and payload data) that can be sent
 *  over a network without causing packet fragmentation.  1500 is appropriate for standard Ethernet LANs(?)
 */
const int RAW_MTU_SIZE_BYTES = 1500;

const int POTENTIAL_EXTRA_HEADERS_SIZE_BYTES = 64; /**< Extra room, just in case some router or VLAN headers need to be added to the packet also */

const int IPV4_HEADER_SIZE_BYTES = 24;  /**< Number of bytes in an IPv4 packet header: assumes worst-case scenario (i.e. that the options field is included) */
const int IPV6_HEADER_SIZE_BYTES = 40;  /**< Number of bytes in an IPv6 packet header: assuming no additional header chunks, of course */

const int UDP_HEADER_SIZE_BYTES  = (4*sizeof(short));  /**< Number of additional bytes in a UDP sub-header (sourceport, destport, length, checksum) */

/** Returns the number of application-payload bytes that we can fit into a UDP packet without causing packet fragmentation. */
const int GetRecommendedUDPPayloadSizeBytes(bool isForIPv6)
{
   const int ipHeaderSizeBytes = isForIPv6 ? IPV6_HEADER_SIZE_BYTES : IPV4_HEADER_SIZE_BYTES;
   return RAW_MTU_SIZE_BYTES - (ipHeaderSizeBytes+UDP_HEADER_SIZE_BYTES+POTENTIAL_EXTRA_HEADERS_SIZE_BYTES);
}

int main(int, char **)
{
   printf("Recommended maximum payload size for an IPv4 packet is %i bytes.\n", GetRecommendedUDPPayloadSizeBytes(false));
   printf("Recommended maximum payload size for an IPv6 packet is %i bytes.\n", GetRecommendedUDPPayloadSizeBytes(true));
   return 0;
}

Answer 1

由于接口的MTU可能与1500不同，因此假设MTU值不是一个好主意。

通常，有一种方法可以从OS（Linux中的SIOCSIFMTU IOCTL）询问网络接口的MTU。

如果数据包路径中有几个链接，则路径MTU可能小于接口的MTU。为了避免路径中的碎片化，您可以使用 path-mtu discovery 。

正如Ikegami已经评论的那样，IPv4和IPv6数据包可能具有可选的标题内容，以便更难计算最佳有效负载尺寸。