• Писать свой TCP/UDP сервер и клиент

• Отправлять пакеты на сервер точного времени и читать ответ

• Устанавливать безопасное (SSL) соединение

• Писать многопоточный TCP/UDP сервер

• Формировать свои произвольные пакеты (raw socket, scapy)

• Писать свой сниффер (raw socket, scapy)

• Управлять сетевыми настройками в ОС Linux прямо из Python (pyroute2)

• Работать с tun/tap устройствами и писать собственные туннели (VPN)

Помимо лекционного материала с многочисленными примерами, курс содержит несколько практических заданий и теоретических вопросов, для закрепления материала.

log_format json-logger escape=json '{

"type": "access-log",

"time": "$time_iso8601",

"remote-ip": "$remote_addr",

"x-forward-for": "$proxy_add_x_forwarded_for",

"request-id": "$request_id",

"request-length": "$request_length",

"response-bytes": "$bytes_sent",

"response-body-size": "$body_bytes_sent",

"status": "$status",

"vhost": "$host",

"protocol": "$server_protocol",

"path": "$uri",

"query": "$args",

"duration": "$request_time",

"backend-duration": "$upstream_response_time",

"backend-status": "$upstream_status",

"method": "$request_method",

"referer": "$http_referer",

"user-agent": "$http_user_agent",

"active-connections": "$connections_active"

}';

access_log /var/log/nginx/access.log json-logger;

Это приведёт к следующему выводу в файле access.log:

{

"type": "access-log",

"time": "2025-02-25T16:02:54+00:00",

"remote-ip": "130.61.78.239",

"x-forward-for": "130.61.78.239",

"request-id": "38750f2a1a51b196fa0a76025b0d1be9",

"request-length": "258",

"response-bytes": "353",

"response-body-size": "167",

"status": "404",

"vhost": "3.69.78.187",

"protocol": "HTTP/1.1",

"path": "/lib/phpunit/Util/PHP/eval-stdin.php",

"query": "",

"duration": "0.016",

"backend-duration": "0.016",

"backend-status": "404",

"method": "GET",

"referer": "",

"user-agent": "Custom-AsyncHttpClient",

"active-connections": "1"

}

Параметризация запросов

Большие размеры тела запроса, длительные тайм-ауты и чрезмерно увеличенные настройки KeepAlive могут негативно повлиять на производительность. Чтобы повысить эффективность, лучше устанавливать эти параметры на минимально возможные значения — при этом, само собой, соблюдая требования вашего приложения.

Пример из nginx.conf:

client_max_body_size 10M;

client_body_timeout 10s;

client_header_timeout 10s;

keepalive_timeout 5s 5s;

Описание параметров:

• client_max_body_size

Определяет максимальный размер тела HTTP-запроса, который клиент может отправить. Если лимит превышен, Nginx возвращает ошибку 413 Request Entity Too Large.

• client_body_timeout

Задает максимальное время ожидания полного тела запроса. Если за это время тело не получено, соединение будет закрыто.

• client_header_timeout

Устанавливает максимальное время ожидания полного заголовка HTTP-запроса от клиента. Если лимит превышен — соединение также закрывается.

• keepalive_timeout

Определяет, как долго будет оставаться открытым соединение Keep-Alive после последнего запроса.

Первый параметр (например, 5s) задаёт тайм-аут на стороне сервера. Второй (опциональный) параметр передаётся клиенту как предложение о том, как долго он может держать соединение открытым.

Ограничение количества запросов

На случай если клиент пытается перегрузить веб-сервер частыми запросами, Nginx предоставляет возможность настроить "зоны ограничения запросов" (limit request zones) — для контроля трафика по различным параметрам.

Пример настройки (реверс-прокси с зоной ограничения запросов):

limit_req_zone $binary_remote_addr zone=limitreqsbyaddr:20m rate=15r/s;

limit_req_status 429;

upstream app.localhost {

server localhost:8080;

}

server {

listen 443 ssl;

server_name app.devlab.intern;

location / {

limit_req zone=limitreqsbyaddr burst=10;

proxy_pass http://app.localhost;

}

}

Пояснение параметров:

• $binary_remote_addr

Используется для настройки зоны ограничения по IP-адресу клиента. Адрес сохраняется в бинарной форме (это снижает потребление памяти).

• zone=limitreqsbyaddr:20m

Создаёт общую (shared) область памяти объёмом 20 МБ с именем limitreqsbyaddr. В этой зоне хранятся данные о лимитах для разных IP-адресов.

• rate=15r/s

Ограничивает количество запросов до 15 запросов в секунду на IP. Превышение лимита приводит к отклонению избыточных запросов.

• limit_req_status 429;

При превышении лимита Nginx возвращает статус 429 Too Many Requests, что означает: "Слишком много запросов за короткое время".

Эта конфигурация помогает защитить сервисы от перегрузки и злоупотреблений.

Ограничение только на необходимые HTTP-методы

На мой взгляд, ограничение допустимых HTTP-методов только теми, которые действительно необходимы или поддерживаются приложением (например, REST API), — это чистый и логичный способ синхронизации настроек веб-сервера с логикой приложения. Это помогает не только предотвратить неправильное использование API или вызов нежелательных методов, но и блокирует потенциально опасные запросы вроде TRACE. Кроме того, это снижает ненужную нагрузку на сервер, устраняя неподдерживаемые или неуместные запросы.

Пример: разрешён только метод GET (HEAD разрешается по умолчанию):

# HEAD is implicit

limit_except GET {

deny all;

}

Пример: разрешить все методы, кроме TRACE и PATCH:

if ($request_method ~ ^(PATCH|TRACE)$) {

return 405;

}

Простая защита от ботов

Если на сервер поступают запросы от ботов или плохо сконфигурированных сканеров (часто с «говорящими» user-agent'ами), можно внести путаницу и затруднить их работу, возвращая нестандартный статус HTTP от самого Nginx.

Для этого создаём файл bot.protection.conf в директории /etc/nginx/snippets со следующим содержимым:

map $http_user_agent $blacklist_user_agents {

~*wpscan 1;

~*dirbuster 1;

~*gobuster 1;

}

Вы можете дополнять список по мере необходимости.

Внутри конфигурации виртуального хоста (VHost) подключите файл следующим образом:

include /etc/nginx/snippets/bot.protection.conf;

if ($blacklist_user_agents) {

return 444;

}

HTTP 444 также можно «весело» использовать для предотвращения угадывания служебных файлов, таких как .env:

# <your-domain>/.bash_history for example ends with HTTP 444.

location ~ /\. {

return 444;

}

Что означает HTTP 444?

HTTP 444 — это нестандартизированный статус-код, используемый в NGINX, который заставляет сервер мгновенно закрыть соединение без отправки заголовков ответа клиенту. Чаще всего используется для отклонения вредоносных или некорректно оформленных запросов. Интересный побочный эффект: некоторые сканеры не умеют корректно обрабатывать такие ответы, что добавляет дополнительный уровень защиты.

Включение TCP Fast Open

TCP Fast Open — это важное улучшение в Nginx, которое позволяет более эффективно устанавливать TCP-соединения. Эта функция даёт возможность начать передачу данных уже во время начального рукопожатия, что заметно ускоряет процесс установления соединения. Особенно полезна она в условиях высокой сетевой задержки, так как помогает сократить латентность и повысить производительность.

Проверка поддержки TCP Fast Open в ядре Linux

Выполните следующую команду:

cat /proc/sys/net/ipv4/tcp_fastopen

Если в ответе вернётся 1, функция уже включена. Если нет — включите её командой:

echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/tcp_fastopen

Использование в конфигурации Nginx

Добавьте параметр fastopen в директивы listen:

listen [::]:443 ssl http2 fastopen=500;

listen 443 ssl http2 fastopen=500;

Число 500 — это количество подключений, которые могут использовать TCP Fast Open одновременно (значение можно адаптировать под вашу нагрузку).

Сжатие с помощью GZip

GZip — это метод сжатия данных, позволяющий уменьшить размер файлов. При этом исходные данные можно полностью восстановить путём распаковки («разархивирования») сжатого файла.

Для веб-приложений и сайтов GZip особенно важен, поскольку HTTP-протокол поддерживает передачу данных в сжатом виде до того, как они попадут в сеть.

Почему GZip важен:

• Снижение трафика: при включённом GZip размер передаваемых файлов уменьшается, что приводит к меньшему потреблению пропускной способности.

• Экономия на хостинге: меньше трафика — ниже затраты на обслуживание.

• Ускорение загрузки для пользователей: посетители получают более лёгкие файлы, что сокращает время загрузки страниц.

Пример конфигурации:

gzip on;

gzip_types text/plain text/css application/json application/javascript text/xml application/xml application/xml+rss text/javascript;

Эта настройка включает GZip и указывает типы содержимого, которые следует сжимать (текст, CSS, JavaScript, XML, JSON и др.).

Нужна альтернатива OpenVPN, которую по случайному чиху не перекроют.

Хорошо всё и красиво написано во множестве постов про Xray + VLESS/XTLS - включая вариант с обратным прокси (удалённый хост стучится на сервер, а затем через удалённый хост направляется часть траффика), Traffic-Splitting тоже удобно выглядит, всякие Nekoray, v2RayN и прочие клиенты.

Но вот чего я не пойму: как пропускать часть траффика с машин из локальной сети через удалённый хост и как при подключении клиента (условно ноутбук через интернет с телефона) сделать доступной всю локальную сеть? - Не ставить же на каждую машину клиент в виде того Nekoray.

PS AmneziaWG - возможный вариант, но, насколько я догоняю, в случае чего это первый кандидат на расстрел из-за того, что траффик подозрительно выглядит как мусор.

Сервера перед установкой:

Монтаж в стойки:

Рабочие коридоры:

Суровая Реальность

Что такое фрагментация?

Из разговора про MTU мы помним четыре момента:

1. Минимальный размер кадра 64 байт.

2. MTU по умолчанию в Ethernet сетях 1500 байт.

3. Кадры могут быть гораздо больше чем 1500 байт.

4. MTU параметр настраиваемый и не факт, что на всех линка будет настроен MTU, который будет пропускать пакеты, генерируемые отправителем.

Это некие вводные ограничения, которые нам дает Ethernet. IPv4 к этим ограничением добавляет то, что узел получатель должен гарантировать всем своим соседям, что он может принять IP-пакет размером 576 байт, а узел в IPv6 должен уметь обрабатывать пакеты размером 1280 байт.

С учетом вышеописанного легко можно представить две ситуации, в которых может начать работать фрагментация :

1. Хосты согласовали обмен пакетами 1500 байт (на самом деле они согласовали TCP или SCTP MSS), но на сети есть линк или линки, где MTU меньше 1500 байт.

2. Хосты генерируют пакеты размером более 1500 байт, а на транзитных узлах MTU равен 1500 байт.

Эти ситуации можно решить за счет хостов, им просто нужно генерировать такие пакеты, которые пролезут через любой линк на сети, проблема в том, что хосты не знают MTU на всей сети и обычно надеются, что MTU всей сети не меньше, чем MTU их интерфейсов, которые в эту сеть включены, но есть и другие варианты решения:

1. Транзитное устройство может уведомить отправителя о том, что тот генерирует слишком большие пакеты и, если отправителю не запрещено, то он может начать генерировать пакеты меньшего размера.

2. Транзитный узел может не уведомлять отправителя о том, что тот генерирует большие пакеты, а начать самостоятельно разбивать их на такие пакеты, которые гарантированно пройдут через линк. Это и есть фрагментация.

3. Слишком большие пакеты могут просто уничтожаться, но нам этот вариант не очень интересен.

Стоит понимать, что фрагментация пакетов явление вынужденное и не очень желательное, единственное достоинство фрагментации заключается в следующем: если приложения не заботятся о размерах передаваемых данных, то это делает IP, чтобы хоть каким-то образом, но связь между отправителем и получателем поддерживалась.

Минусов у фрагментации много, вот три основных на мой взгляд:

1. При потере одного из фрагментов можно считать, что теряется весь исходный пакет.

2. Фрагментация повышает нагрузку на устройства сети.

3. В некоторых случаях при сборке фрагментированного пакет может быть нарушена целостность передаваемых данных.

Вот несколько ссылок, где вы можно больше узнать о проблемах, фрагментации, все на ин-язе: RFC 4963, Fragmentation Considered Harmful, RFC 8900.

Поля IP заголовка для управление фрагментацией

В IP заголовке имеется четыре поля, которые так или иначе используются при фрагментации.

1. Размер пакет (Total Lenght). В этом поле хранится полный размер пакета в байтах, т.е. заголовка плюс поля данных.

2. Идентификатор (Identification). Это поле помогает принимающей стороне собрать исходный пакет из полученных фрагментов, у фрагментов, которые являются частями одного исходного пакета, значение этого поля будет одинаковым.

3. Флаги (Flags). Под каждый флаг выделен один бит, нумерация начинается с нуля. Нулевой бит(нулевой флаг) нам не интересен, первый бит называется DF или do not fragment, если значение этого бита равно единицы, то пакет фрагментировать запрещено, если возникает ситуация когда у пакета DF = 1 и размер больше допустимого MTU, такой пакет уничтожается(некоторые устройства игнорируют бит DF и всё равно выполняют фрагментацию). Второй флаг называется MF или more fragments, он используется для того, чтобы обозначить конец последовательности фрагментированных пакетов, пока MF = 1 узел получатель будет ожидать новые фрагменты, как только придет пакет с MF = 0, получатель поймет, что последовательность фрагментированных пакетов закончилась.

4. Смещение фрагмента (Fragment Offset). IP не гарантирует того, что получатель будет получать пакеты в той же последовательности, в которой их генерировал отправитель. В случаях, когда фрагментации нет, проблема собрать всё в нужной последовательности это проблема вышестоящего процесса или протокола, но если получатель принял фрагментированную последовательность, задача собрать исходных пакет из фрагментов ложится на IP процесс, поле смещение помогает понять в какой последовательности надо собирать исходный пакет. Данное поле хранит численное значение, одна единица этого числа равна восьми байтам.

Вот так эти поля выглядят в дампе Wireshark.

Цвета на двух картинках выше соответствуют.

Смещение фрагмента в IP

Стоит отдельно остановиться на поле Fragment Offset, его размер 13 бит, то есть максимальное значение этого поля 8191, но весь вопрос в том, какие единицы измерения используются для смещения фрагмента, если в этом поле стоит значение 1, то это означает, что сдвиг надо делать на 8 байт, то есть максимально возможное смещение 65528 байт.

Проще всего разобраться с вопросом смещения можно будет на примере, допустим, у нас есть два хоста, соединенных каналом с MTU 1500 байт, но хосты хотят обмениваться пакетами размером 5940 байт, в этом случае будет включаться механизм фрагментации, и каждый исходный пакет будет разделен на четыре пакета по 1500 байт, чтобы они гарантированно прошли через канал, смещение первого фрагментированного пакета будет равно нулю, у второго пакета оно уже будет 1480 байт, третий пакет будет иметь смещение 2960 и последний пакет будет со смещением 4440 байт, все описанное выше представлено на рисунке.

Для удобства я пересчитывал единицы измерения смещения в байты.

Из примера понятно, что фрагментация это лишняя работа не только для транзитных узлов, которые ее выполняют, но и для хостов. Также в примере виден смысл поля ID и флага MF, по ним получатель понимает, что это не конец фрагментированной последовательности, но получатель заранее не знает размер исходного пакета.

В качестве проверки и подтверждения сказанного ранее я сделал пинг пакетам с размером, как в примере выше, и снял дамп, важно, чтобы MTU линков был равен 1500 байт чтобы получилось как в примере.

Интересные столбцы выделены цветами:

голубой = размер пакета

зеленый = наличие флага MF

красный = смещение

оранжевый = идентификатор

Строки выделять не стал, поскольку розовая строка здесь означает конец фрагментированной последовательности. Плюс важно учитывать, что на этом скрине в столбце Offset значение смещения не в байтах.

Установка iPerf3 на Linux и в Windows

Перейдем к практике, тренироваться будем на той же лабе, которая использовалась в посте про MTU. Вот топология сети:

Далее будет краткий гайд по установке и использованию iPerf в Linux и Windows, кому этот момент очевиден, можно смело пропускать.

Iperf представляет собой простой кросс-платформенный генератор трафика, у него есть две версии: вторая и третья, второй никогда не пользовался и чем она отличается от третьей не знаю. Iperf является клиент-серверным приложением.

Iperf это утилита командной строки в Windows, установка его здесь довольная простая, скачиваете архив по этой ссылке, выбирайте самую свежую версию, она внизу. Внутри полученного архива будет папка с именем iperf+номер_версии_разрядность_ОС:

Если хотите, можете скинуть эту папку в любое удобное вам место и на этом установка будет завершена. Я же создам в корне диска C папку с именем iperf3 и скопирую в него содержимое папки "iperf3.17_64.", так будет проще:

При желании можете добавить путь к файлу iperf3.exe в переменную PATH, тогда для запуска программы не придется каждый раз в командной строке переходить по пути C:\iperf3 чтобы запустить программу.

Установку в Linux буду показывать на примере Debian 10, пишем две команды:

В других дистрибутивах команды могут отличаться, в команде на установку iperf тройку после iperf пишем обязательно, иначе установится вторая версия.

Примечание

В репозитории дистрибутива, который вы используете, может находиться пакет не с самой последней версией iPerf, в моем случае вопрос версии не принципиален, нам просто надо посмотреть на работу фрагментации, но если вы планируете использовать его для тестов своих каналов, учитывайте два момента: тесты, выполненные на iperf разных версий, могут не показать реальной картины (обычно результаты хуже чем есть на самом деле), в разных версиях есть разные баги, влияющие на результаты тестирования. Microsoft же вообще не рекомендует использовать iPerf для тестов в Windows.

Как запустить тест скорости iPerf

Запустить тест скорости в iPerf дело не хитрое, начнем с сервера. Запуск сервера делается так:

Сервер ожидает запросы от клиента на порт 5201 любого из транспортных протоколов: TCP, UDP, SCTP. Если у вас используется firewall, убедитесь что порт открыт.

Клиента iperf будем запускать в Windows, для этого нужно запустить командую строку желательно от имени администратора, перейти в папку, где лежит exe файл (переходить никуда не надо будет, если добавить путь к iperf3.exe в переменную PATH):

Опции для разных ОС одинаковые, пользователи Linux могут получить справку при помощи утилиты man, в Windows можно написать iperf3.exe -h, но лучше обратиться к документации. Опции iperf делятся на серверные, клиентские и универсальные.

Теперь по поводу команды в Windows: -c говорит о том, что iperf запускается в режиме клиента, при этом данной опции надо передать IP-адрес сервера. Опция -f k говорит iperf о том, что скорость должна быть отображена в kbps, а -M 1300 задает размер TCP MSS 1300 байт.

Учитывайте, что какой бы протокол вы не использовали, iperf выставить df-bit = 1 и это никак не изменить, насколько мне известно, и это нужно учитывать при дальнейших тестах, плюс по умолчанию iperf генерирует пакеты только в одну сторону: от клиента к серверу. На сервере статистика тоже отображается, вот статистика для соединения, которое мы инициировали командой, выполненной выше в Windows:

Более детальную информацию о тесте можно получать, если использовать опцию -V на клиенте и сервере.

Как убрать df-bit у транзитного IP-пакета на роутере Cisco

Пожалуй, самый плохой сценарий для маршрутизатора в вопросах фрагментации, это когда маршрутизатор выполняет эту самую фрагментацию. Выше я не случайно написал про df-bit, который iPerf всегда выставляет на генерируемые им пакеты. С выставленным df-bit мы фрагментацию никогда не увидим, значит, его надо обнулить, как это сделать средствами Windows я не знаю и тратить время на то, чтобы с этим разобраться я не захотел, а вот на роутерах Cisco можно написать route-map и навешать этот route-map на интерфейс, в который будут входить пакеты с установленным df-bit, который мы хотим обнулять.

Примечание

Для тех, кто читал пост про MTU. В той лабе на интерфейсе CSR в сторону коммутатора был создан саб-интерфейс Gi2.200, на нем и был настроен IP-адрес, сейчас же саб-интерфейс Gi2.200 удален, IP-адрес перенесен на Gi2, а на линке CSR/SW кадры ходят без вланов.

Создать route-map можно, например, такой:

Строка set ip df 0 как раз и заставляет обнулять df-bit, а RM_DEL-DF-BIT это просто имя route-map, которое я ей придумал. Роут-мапу нам надо повешать на интерфейс Gi2, поскольку пакеты с df-bit, который мы хотим обнулять, будут входить именно в интерфейс (если бы остался саб-интерфейс Gi2.200, то тогда вешать надо было бы на него). Делается это так:

И давайте зададим IP MTU 1300 байт на интерфейс Gi1:

Всё, лабу подготовили.

Как работает фрагментация IP пакетов на роутере

Наконец-то мы добрались до самой фрагментации. Запустим iperf на Винде(команда iperf3.exe -c 10.0.0.2 -f k -M 1370) и снимем дампы:

1. Первый с линка между SW/Win, здесь будут идти не фрагментированные пакеты с TCP MSS 1370 байт, это уже больше чем MTU интерфейса Gi1, но к значению MSS нужно будет добавить еще размеры заголовков TCP и IP.

2. Второй дамп будем делать с линка Host_1/CSR. Здесь мы сможем увидеть фрагментированные пакеты, видя два дампа, мы сможем сделать вывод о том, что фрагментацию выполняет именно роутер.

Важно найти один и тот же пакет как в первом, так и во втором дампе, проще всего это сделать по идентификатору пакета. Вот пакет с номером 2e8b на линке SW/Win:

Размер пакета 1410 байт, df-bit = 1. А вот этот же пакет на линке Host_1/CSR:

Во-первых, пакетов два: 1300 байт и 130 байт, а это больше изначальных 1410, уже неприятно, особенно, если счёт будем вести на миллионы. Во-вторых, видим, что пакеты, которые идут в сторону Debian, имеют df-bit = 0, из увиденного делаем выводы:

1. Route-map работает, CSR снимает df-bit и делает фрагментацию.

2. Фрагментацию выполняет роутер.

Не вижу сейчас особого смысла смотреть внутрь пакета, т.к. все интересующие нас поля я вывел в дамп, но если что, вот пакет, который генерировала Винда:

Вот первый фрагмент на выходе из CSR Gi1:

А вот второй фрагмент:

Мы посмотрели пример фрагментации пакетов, понятно, что делать это на роутерах не очень правильно, но иногда приходится.

В следующий раз поговорим про Path MTU Discovery, для этого нужно отвязать route-map от интерфейса Gi2, чтобы роутер перестал обнулять df-bit:

IP MTU 1300 байт на линке Gi1 оставляем.

Вопросы для ваших ответов

Может ли фрагментированный IP пакет быть меньше 68 байт и почему?

Напомню топологию

Представим ситуации: на интерфейсе Gi2 роутера CSR настроен IP MTU 1400 байт, на всех остальных линках IP MTU 1500 байт, хост Windows генерирует в сторону Linux пакеты размером 1450 байт, что с этими пакетами будет?

Имеется линк с IP MTU 700 байт: на сколько фрагментов и какого разрмера будет разбит пакет1400 байт?

Имеется линк с IP MTU 725 байт: на сколько фрагментов и какого разрмера будет разбит пакет1430 байт?

Видео версия

Для тех, кому проще смотреть и слушать есть видео версия

Схема, на которой будем всё это тестировать:

Зеленый кружок это возможность для выхода устройств лабы в реальную сеть, IP-адреса подписаны на схеме, а на линке SW/CSR кадры ходят в 200 влане, в сторону Windows кадры отдаются без метки.

Как изменить MTU на коммутаторе Cisco

Перед изменением MTU разберемся как его смотреть, есть стандартное заблуждение, что на оборудование Cisco в конфигурации нельзя увидеть значения MTU, если оно равно значению MTU по умолчанию, и действительно, команда show run не дает никаких результатов:

Можно даже посмотреть конфигурацию одного из интерфейсов:

Но почему-то многие забывают что есть show run all:

В лабе EVE-NG используется коммутатор IOL, MTU у них меняются на интерфейсах. Вот пример конфигурации интерфейса Ethernet0/0:

Если не увидели в выводе выше значение MTU, то вот строки: mtu 1500, mpls mtu 1500. Все интерфейсов на коммутаторе четыре:

Посмотреть MTU на интерфейсе можно еще и так:

Это канальный MTU. В конфигурации каждого порта мы видим два MTU: Ethernet и MPLS, оба равны 1500 байт, но порт можно перевести в режим роутера, тогда у него появится еще и IP MTU. Переводим порт:

Посмотрим какие MTU есть на коммутаторе:

Появилась строка ip mtu 1500, она относится к порту Ethernet0/1. Чтобы посмотреть IP MTU можно воспользоваться вот такой командной:

Возникла ошибка, дело в том, что интерфейс e0/1 переведен в режим роутера, но на нем не работает IP процесс, чтобы он заработал, надо настроить IP-адрес:

Теперь мы можем посмотреть IP MTU и другие параметры процесса IP:

MPLS MTU посмотреть можно так (но MPLS должен быть включен на интерфейсе):

Изменить канальный MTU можно было бы вот такой командой:

IP MTU на образах IOL меняется:

MPLS MTU тоже можно поменять:

Итоговая конфигурация интерфейса теперь такая:

Классические коммутаторы Cisco, как правило, не позволяют менять MTU отдельных интерфейсов и не имеют конфигураций MPLS MTU, у них есть так называемый system mtu, который позволяет задавать MTU всем интерфейсам сразу, показать не могу, поэтому отправлю к странице Configuration Guide для Catalyst 2960.

Команда Ping и размеры пакетов при пинге

Порт e0/1 на коммутаторе никак не влияет на передачу данных между хостами. MTU на всех линках, которые обеспечивают связность между ПК, сейчас стандартный и равен 1500 байт. Давайте в этом убедимся пингом с одного хоста на другой:

Здесь стоит обратить внимание на то, что опция -s 1472 задает размер ICMP вложения без учета ICMP и IP заголовков, таким образом получается, что сформированный IP-пакет равен 1500 байт. В этом легко убедиться, если посмотреть на дамп Wireshark:

Если указать размер 1473 байта, то пинга не будет:

На скрине зеленым выделен размер кадра, красным IP-пакета. А теперь сделаем пинг с роутера в сторону Debian:

По результату пингов можно сделать вывод, что в IOS XE задается размер IP пакета при выполнении пинга. В Windows при пинге задается размер ICMP вложения без учета заголовков IP и ICMP:

Вывод из этого всего простой. Когда вы задаете размеры чего-то при пинге, всегда узнавайте, чего именно размер вы задаете.

Как изменить MTU на роутере Cisco?

Фактически способы изменения различных MTU на роутере мы рассмотрели, когда говорили про коммутаторы, т.к. для примера использовался multilayer switch. Но давайте все-таки кое-что посмотрим.

Для начала обратим внимание что максимальный канальный MTU на интерфейсе роутера может быть 9216 байт:

При этом сейчас канальный MTU равен 1500 байт, давайте посмотрим на возможные значение IP и MPLS MTU:

Изменим L2 MTU, зададим максимальное значение:

Значение изменилось, а теперь давайте посмотрим на значения, которые можно задать IP и MPLS MTU:

Их верхняя граница отодвинулась на значение 9216 байт, при этом у IP минимальный MTU может быть равен 68 байт, а у Ethernet и MPLS 64. Давайте теперь посмотрим на линк в сторону коммутатора, в самом начале я упоминал, что на этом линке используется 200 влан, со стороны роутера настроен саб-интерфейс с номером 200, который инкапсулирует кадры в 200 влан, конфигурация выглядит так:

Поясню по поводу саб-интерфейса Gi2.200: о том, что на кадры нужно ставить метку с номером 200, говорит строка encapsulation dot1Q 200, цифра 200 после Gi2 это номер саб-интерфейса, эта цифра не обязана совпадать с номером влана, но для удобства их обычно делают одинаковыми.

Саб-интерфейс и влан в данном случае я городил, чтобы посмотреть на связь между MTU физического интерфейса и MTU саб-интерфейса.

Посмотрим какие MTU сейчас на Gi2 и Gi2.200:

Посмотрим какой MTU можно задать саб-интерфейсу:

Выставим саб-интерфейсу L2 и L3 MTU равными 1600 байт:

Роутер съел команду mtu 1600, но при этом задать ip mtu 1600 возможности нет. Давайте посмотрим применился ли L2 MTU 1600 для саб-интерфейса:

А вот и не изменился. Выставим L2 MTU 1600 байт для Gi2:

Выставили, он применился. Посмотрим MTU Gi2.200:

Увеличим MTU Gi2 до 1700 байт и посмотрим канальный MTU Gi2.200:

Канальный MTU саб-интерфейса увеличивается вместе с канальным MTU основного интерфейса. L3 MTU теперь тоже можно сделать 1700 байт, но мы сделаем 1600 байт:

Какие выводы мы можем сделать из увиденного?

1. В IOS XE значение Ethernet MTU саб-интерфейса наследуется от основного интерфейса.

2. Сетевым MTU саб-интерфейса можно управлять, но он не может быть больше канального.

3. Плюс нужно не забывать, что это пример конкретного оборудования с конкретной операционной системой, и на каком-то ином оборудование поведение может быть другим, поэтому либо читайте документацию, либо тестируйте, а лучше и то и другое.

По факту в IOS XE на саб-интерфейсе можно менять IP MTU и MPLS MTU, канальный MTU наследуется, это подтверждает вывод sh run all:

По результатам sh run all видим, что нет даже возможности задать канальный mtu на саб-интерфейсе, а вот конфигурация основной интерфейс.

Для дальнейшего рассмотрения я вернул MTU всех интерфейсов на 1500 байт.

Размер Ethernet заголовка и настройки MTU

В прошлом посте про MTU я говорил, что есть некоторые стандарты, которые увеличивают размер заголовка, самый очевидный и часто используемый в компьютерных сетях стандарт это 802.1q или VLAN, он добавляет к полю заголовка 4 байта, то есть эта добавка никак не должна влиять на способность оборудования пропустить кадр с MTU 1500, если на интерфейсах этого оборудования настроено 1500 байт.

Убедимся в этом, запустим пинг из Linux в Windows IP-пакетами размером 1500 байт и снимем дамп с двух линков:

1. На линке Host_1/CSR. Здесь кадр идет без поля 802.1q.

2. На линке CSR/SW, здесь кадры идут с меткой 200.

На линке коммутатор/Windows дамп снимать смысла нет, потому что коммутатор убирает метку, когда отдает кадр в сторону ПК. Пинг:

Дамп с линка между Линуксом и роутером:

Зеленым выделен размер кадра (Dst MAC + Src MAC + Type + Payload). Красным выделен размер пакета 1500 байт. Теперь кадр на линке между роутером и коммутатором:

Размер кадра увеличен до 1518 байт за счет того, что к заголовку добавились поля 802.1Q, но IP-пакет по-прежнему 1500 байт, данный кадр прошел через линк с MTU 1500 байт и это правильное поведение оборудование, но если вы работаете с каким-нибудь noname китайским тестируйте такие моменты.

Как изменить MTU интерфейса в Windows 10?

Сразу скажу, что я не самый быстрый стрелок на этом диком западе в части специфичных сетевых настроек на Винде, но как поменять MTU я знаю, для начала давайте посмотрим какие интерфейсы есть и какой MTU на них задан. Вот этой командной можно посмотреть канальные интерфейсы и их MTU в Windows:

В левом столбце значение L2 MTU, вывод я такой делаю, потому что можно посмотреть расширенные настройки интерфейсов:

И тут написано Link MTU. Поменяем значение MTU интерфейсу со значением Ethernet на 1600 байт через командую строку. Изменения рекомендую вносить через командую строку, запущенную от имени администратора:

Слово "Ethernet" в команде для смены MTU это имя интерфейса, имена интерфейсов можно посмотреть командой ipconfig. В графическом интерфейсе можно изменить размер кадров, который должен уметь обрабатывать интерфейс, заходим в меню "Настройки параметров адаптера" и здесь жмем ПКМ на нужный интерфейс:

Выбираем пункт "Свойства"/"Properties".

Жмем на кнопку "Configure..."/"Настроить...". А далее идем по цифрам:

В русской версии Windows меню "Jumbo Packet" перевели как "Большой кадр". Значение 9014 байт это именно что размер кадра, потому что после того как будет выбрано 9014 байт, MTU интерфейса станет 9000 байт:

Когда вы включаете Jumbo кадры, интерфейс перезагружается.

Как изменить MTU в Linux?

Перейдем к Linux. Разберемся как проверять MTU на интерфейсах.

Прежде чем продолжить сделаю одно примечания. В посте о настройке лабы TTL я довольно подробно описал базовые сетевые настройки для Debian 10, плюс там же дал некоторые полезные ссыли, поэтому сейчас на этом вопросе подробно не останавливаюсь.

На конкретном интерфейсе MTU смотрим так:

На всех интерфейсах можно посмотреть так:

Или вот так:

Или даже так:

Разберемся с тем, как сделать временные изменения MTU на интерфейсе, изменять будем на ens3, этот интерфейс включен в мою домашнюю сеть, а через нее в интернет, для проверки попинуем Гугл:

Пакеты размером 1501 байт не проходят, пакеты размером 1500 байт проходят. Изменим MTU:

Запустим пинг:

Пакеты размером 1401 байт не проходят, 1400 байт проходят. Посмотрим параметры интерфейса:

У интерфейса ens3 MTU будет 1400 байт до перезагрузки машины, после ребута он вновь станет 1500 байт. Разберемся как изменить MTU на постоянной основе, как и большая часть других настроек Linux, постоянные изменения применяются через изменение конфигурационных файлов. Открываем файл с сетевыми настройками любым удобным редактором:

Находим конфигурацию нужного нам интерфейса и добавляем в нее значение MTU нужного нам размера, в моем случае 1400 байт:

Стоит учитывать что название и расположение файла с сетевыми настройками зависит от дистрибутива, с которым вы работаете. Давайте проверим изменился ли MTU:

Нет, он по-прежнему 1500 байт, надо передернуть:

Просто ifup будет недостаточно, сперва интерфейс надо выключить, потом включить. Контрольная проверка пингами:

И не забывайте, что в Linux есть замечательная утилита grep, которая позволяет избежать просмотра портянок различного рода конфигураций и диагностических выводов:

Ну и всё, спасибо, что дочитали!

Вопрос для вашего ответа

Почему роутер дает возможность установить минимальный MTU для IP 68 байт, а для MPLS и Ethernet 64 байта? В чем логика, если IP это вложение в Ethernet и тот же IP может быть закрыт MPLS заголовком?

Видео версия

Видео версия для тех, кому проще посмотреть и послушать, чем почитать.