网络术语MSS/MTU/TSO/Len说明
在网络通信中，MSS、MTU、Len 和 TSO 是与数据包传输相关的关键概念。以下是对这些概念的详细解释和它们之间的关系。
1. MSS（Maximum Segment Size）
1.1 定义
MSS 是 TCP 协议中的一个参数，表示 TCP 数据段中可以携带的最大数据量（不包括 TCP 头部和 IP 头部）。
在 TCP 三次握手时，客户端和服务端会协商 MSS 值，以确保数据包不会超过网络路径的 MTU。
1.2 作用
限制数据包大小：MSS 用于限制每个 TCP 数据段的最大数据长度，避免数据包过大导致 IP 分片。
优化传输效率：通过合理设置 MSS，可以提高传输效率，减少网络开销。
1.3 计算
MSS = MTU - IP 头部大小 - TCP 头部大小
例如，以太网的 MTU 通常为 1500 字节，IP 头部为 20 字节，TCP 头部为 20 字节，因此 MSS = 1500 - 20 - 20 = 1460 字节。
2. MTU（Maximum Transmission Unit）
2.1 定义
MTU 是网络层（IP 层）的参数，表示数据包的最大长度（包括 IP 头部和数据）。
MTU 决定了数据包在网络中传输时的最大大小。
2.2 作用
避免 IP 分片：如果数据包大小超过 MTU，IP 层会进行分片，这会增加网络开销并降低传输效率。
优化网络性能：通过合理设置 MTU，可以避免分片，提高网络传输效率。
2.3 常见 MTU 值
以太网：1500 字节。
PPPoE：1492 字节。
VPN：通常小于 1500 字节，具体取决于 VPN 协议。
3. Len（Length）
3.1 定义
Len 表示数据包的实际数据长度（不包括头部）。
在 TCP 数据包中，Len 是 TCP 数据段中实际携带的数据量。
3.2 作用
数据包大小：Len 用于表示数据包的实际大小，帮助接收方正确处理数据。
传输效率：通过合理控制 Len，可以优化数据传输效率。
3.3 与 MSS 的关系
Len <= MSS：在正常情况下，Len 不会超过 MSS。
Len > MSS：如果 Len 超过 MSS，TCP 会自动将数据分片为多个数据包。
4. TSO（TCP Segmentation Offload）
4.1 定义
TSO 是一种网络优化技术，允许网卡硬件对大数据包进行分片，而不是由操作系统内核完成。
TSO 将大数据包的分割任务从 CPU 转移到网卡，从而减轻 CPU 的负担，提高网络传输效率。
4.2 作用
减少 CPU 开销：通过将分片任务交给网卡，TSO 可以显著减少 CPU 的负担。
提高传输效率：TSO 可以提高网络传输效率，特别是在高带宽和低延迟的网络环境中。
4.3 与 MSS 的关系
TSO 与 MSS 的关系：
TSO 允许发送大于 MSS 的数据包，网卡会自动将数据包分片为多个 MSS 大小的数据包。
例如，如果 TSO 启用，操作系统可以发送一个 64KB 的数据包，网卡会将其分片为多个 1460 字节的 TCP 数据段。
4.4 启用 TSO
在 Linux 系统中，可以通过以下命令检查和启用 TSO：
ethtool -k eth0 | grep tcp-segmentation-offload
ethtool -K eth0 tso on
5. MSS、MTU、Len 和 TSO 的关系
5.1 MSS 与 MTU 的关系
MSS = MTU - IP 头部大小 - TCP 头部大小
例如，以太网的 MTU 为 1500 字节，MSS = 1500 - 20 - 20 = 1460 字节。
5.2 Len 与 MSS 的关系
Len <= MSS：在正常情况下，Len 不会超过 MSS。
Len > MSS：如果 Len 超过 MSS，TCP 会自动将数据分片为多个数据包。
5.3 TSO 与 MSS 的关系
TSO 允许发送大于 MSS 的数据包：
例如，如果 TSO 启用，操作系统可以发送一个 64KB 的数据包，网卡会将其分片为多个 1460 字节的 TCP 数据段。
5.4 TSO 与 MTU 的关系
TSO 不影响 MTU：
TSO 只是将分片任务从 CPU 转移到网卡，不会改变 MTU 的值。
网卡仍然会根据 MTU 对数据包进行分片。
6. 总结
MSS：TCP 数据段中可以携带的最大数据量（不包括 TCP 头部和 IP 头部）。
MTU：数据包的最大长度（包括 IP 头部和数据），用于避免 IP 分片。
Len：数据包的实际数据长度（不包括头部）。
TSO：一种网络优化技术，允许网卡对大数据包进行分片，减轻 CPU 的负担。
关系：
MSS = MTU - IP 头部大小 - TCP 头部大小。
Len <= MSS，如果 Len > MSS，TCP 会自动分片。
TSO 允许发送大于 MSS 的数据包，网卡会自动分片。
巨帧：
巨帧是指 MTU 大于 1500 字节的数据包。
常见的巨帧 MTU 值为 9000 字节，但也可以根据需求设置为其他值（如 4000、8000 等）。
作用：
减少数据包的数量，从而减少网络开销（如减少帧头和校验的开销）。
提高大文件传输的效率，特别是在高带宽和低延迟的网络环境中。
配置方法：
Linux：
修改网络接口的 MTU 值：
ifconfig eth0 mtu 9000
或者使用 ip 命令：
ip link set dev eth0 mtu 9000
巨帧需要系统网卡和交换机的支持
ethtool -g eth0
输出示例：
Ring parameters for eth0:
Pre-set maximums:
RX: 4096
RX Mini: 0
RX Jumbo: 8192
TX: 4096
Current hardware settings:
RX: 512
RX Mini: 0
RX Jumbo: 0
TX: 512
RX Jumbo：如果 RX Jumbo 的值大于 0，说明网卡支持巨帧。
启用巨帧的接收和发送
方法：
使用 ethtool 启用巨帧的接收和发送。
命令：
ethtool -G eth0 rx 8192 tx 8192
测试命令：
ping -M do -s 8972 <destination_ip>
-M do：禁止分片。
-s 8972：发送 8972 字节的数据（加上 28 字节的 IP 和 ICMP 头部，总大小为 9000 字节）。
检测网卡TSO：
命令：
ethtool -k eth0
输出示例：
Features for eth0:
rx-checksumming: on
tx-checksumming: on
scatter-gather: on
tcp-segmentation-offload: off
udp-fragmentation-offload: off
generic-segmentation-offload: on
generic-receive-offload: on
large-receive-offload: off
tcp-segmentation-offload：如果显示为 on，表示 TSO 已启用；如果显示为 off，表示 TSO 未启用。
scatter-gather：如果显示为 on，表示网卡支持 TSO 所需的分散-聚集（Scatter-Gather）功能。
开启TSO：
使用 ethtool 命令开启 TSO
ethtool -K eth0 tso on
验证：
使用 ethtool -k eth0 检查 TSO 是否已启用：
ethtool -k eth0
修改网络接口配置文件（可选）
方法：
如果希望在系统重启后保持 TSO 的配置，可以修改网络接口的配置文件。
步骤：
编辑网络接口的配置文件（如 /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0），添加以下内容：
ETHTOOL_OPTS="tso on"
示例：
DEVICE=eth0
BOOTPROTO=none
ONBOOT=yes
ETHTOOL_OPTS="tso on"
重启网络服务：
systemctl restart network
抓包时，TCP建立连接之初告知服务端MSS为1460，而后续数据包Len却是2920，就是因为网卡支持TSO