トランスミッションコントロールプロトコル（TCP）は、インターネットプロトコルスイートの基本的なコンポーネントであり、IPネットワークを介して通信するホストで実行されているアプリケーション間でバイトのストリームの信頼性、順序、およびエラー確認された配信を確保する責任があります。 TCPデータ送信の効率に大きく影響する重要な要因の1つは、最大送信ユニット（MTU）です。 TCPサプライヤーとして、TCP MTUがデータ送信にどのように影響するかを理解することは、ネットワークパフォーマンスを最適化し、クライアントの多様なニーズを満たすために重要です。
TCPとMTUの理解
TCPデータ送信に対するMTUの影響を掘り下げる前に、TCPとMTUが何であるかを明確に理解することが不可欠です。 TCPは、2つのエンドポイント間の信頼できる通信チャネルを提供する接続指向のプロトコルです。データをセグメントに分割し、シーケンス番号を各セグメントに割り当て、すべてのセグメントが正しい順序でエラーなしで受信されるようにします。
一方、MTUは、ネットワークレイヤーが送信できるパケットの最大サイズです。ネットワークテクノロジーが異なると、MTU値が異なります。たとえば、イーサネットネットワークには通常、1500バイトのMTUがありますが、一部の高速ネットワークではより大きなMTUをサポートする場合があります。 TCPセグメントがネットワークのMTUよりも大きい場合、それが通過している場合、セグメントはネットワークレイヤーの小さなパケットに断片化する必要があります。
TCPデータ送信に対するMTUの影響
断片化と再組み立て
TCPデータ送信に対するMTUの最も重要な効果の1つは、断片化と再組み立てです。 TCPセグメントがネットワークのMTUを超えると、IPレイヤーはセグメントをより小さなパケットに断片化します。その後、各断片化されたパケットは、ネットワーク全体で独立して送信されます。受信側では、パケットを元のTCPセグメントに再組み立てする必要があります。
断片化と再組み立てにより、いくつかの問題が発生する可能性があります。まず、ネットワークにオーバーヘッドを追加します。断片化された各パケットには追加のヘッダーが必要であり、送信されるデータの全体的なサイズが増加します。第二に、断片化されたパケットのいずれかが送信中に紛失または破損している場合、TCPセグメント全体を再送信する必要があります。これにより、大幅な遅延が発生し、スループットが減少する可能性があります。
TCPウィンドウサイズとMTU
TCPウィンドウサイズは、MTUの影響を受けるもう1つの重要な要素です。 TCPウィンドウサイズは、受信者からの確認を待たずに送信できるデータの量を決定します。ウィンドウサイズが大きいほど、より多くのデータを一度に送信できるため、スループットが改善されます。
ただし、TCPウィンドウサイズはMTUによって制限されます。 MTUが小さい場合、送信者はMTUよりも大きいセグメントを送信できないため、TCPウィンドウサイズも制限される場合があります。これにより、特にウィンドウサイズが大きいほど送信されるデータ量が増加する可能性がある高速ネットワークでは、スループットが減少する可能性があります。
パスマンディスカバリー
断片化に関連する問題を軽減するために、TCPはPath MTU Discovery（PMTUD）と呼ばれるメカニズムを使用します。 PMTUDを使用すると、送信者はレシーバーへのパスに沿った最小のMTUを決定できます。最小のMTUが決定されると、送信者はTCPセグメントのサイズをMTUに収まるように調整して、断片化を回避できます。
PMTUDは、各TCPセグメントのIPヘッダーにDONTフラグメント（DF）ビットを設定することで動作します。パスに沿ったルーターがMTUよりも大きいセグメントに遭遇し、DFビットが設定されている場合、ルーターはICMPの「断片化が必要」メッセージを送信者に送信します。送信者は、ICMPメッセージの情報に基づいてTCPセグメントのサイズを削減できます。
MTUを使用したTCPデータ送信の最適化
MTUの調整
TCPサプライヤーとして、MTUを調整することにより、クライアントがネットワークパフォーマンスを最適化するのを支援できます。場合によっては、MTUを増やすとスループットが大幅に改善される可能性があります。たとえば、高速ローカルエリアネットワークでは、MTUを1500バイトから9000バイト（ジャンボフレーム）に増やすと、断片化を減らし、各パケットで送信できるデータの量を増やすことができます。
ただし、MTUを増やすことは常に可能であるとは限りません。一部のネットワークデバイスは、より大きなMTUをサポートしていない場合があり、MTUを増やすと、エラー率が高いネットワークでのパケット損失のリスクも増加する可能性があります。したがって、MTUを調整する前に、ネットワーク環境を慎重に評価することが重要です。
PATH MTUディスカバリーを使用します
TCPデータ送信を最適化する別の方法は、すべてのネットワークデバイスでPATH MTU発見が有効になるようにすることです。 PMTUDを有効にすることにより、ネットワークはTCPセグメントのサイズを自動的に調整して、断片化を回避できます。これにより、スループットが改善され、パケット損失のリスクが低下する可能性があります。
監視とトラブルシューティング
最後に、TCPサプライヤーとして、監視およびトラブルシューティングサービスを提供して、クライアントがMTU関連の問題を特定して解決できるようにすることができます。断片化とパケット損失のネットワークを監視することにより、問題を早期に検出し、パフォーマンスを最適化するための適切なアクションを実行できます。
結論
結論として、TCP MTUはデータ送信において重要な役割を果たします。断片化、再組み立て、TCPウィンドウサイズ、および全体的なネットワークパフォーマンスに影響します。 TCPサプライヤーとして、MTUを最適化して信頼できる効率的なデータ送信を確保することの重要性を理解しています。
TCPデータ送信の最適化を支援する方法や、当社の製品やサービスについてご質問がある場合は、お気軽にお問い合わせください。私たちは、クライアントのニーズを満たす高品質のソリューションを提供することに取り組んでいます。
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参照
- Comer、De（2006）。コンピューターネットワークとインターネット。ピアソン教育。
- スティーブンス、RW（1994）。 TCP/IP Illustrated、Volume 1：プロトコル。 Addison-Wesley。