CN115022419A - 一种自动调整mss的方法、装置和存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种自动调整MSS的方法、装置和存储介质，所述方法包括获取报文数据，确定所述报文数据的长度；获取所述节点设备的最小传输MTU值和链路最小分节MSS值；当所述报文数据的长度大于所述最小传输MTU值时，根据所述报文数据的长度、最小传输MTU值和链路最小分节MSS值，确定不分片传输所述报文数据的数据包传输MSS值。本发明提供的方法能够使节点终端自动修改数据包的MSS，从而修改MTU的数值，使TCP报文进行不分片传输，提高数据的传输效率。
Description
技术领域
本申请涉及通信技术领域，尤其涉及一种自动调整MSS的方法、装置和存储介质。
背景技术
在TCP(Transmission Control Protocol)协议中，通过最大分片长度MSS(Maximum segment size)对TCP报文中数据字段的最大长度进行了限制。传输控制协议/网际协议(Transmission Control Protocol/Internet Protocol，TCP/IP)对数据链路层每次发送的数据帧的最大长度也进行了限制，当报文长度大于MTU(Maximum TransmissionUnit)值时，需要对IP报文进行分片处理，使每一片的长度都小于或等于MTU值。若IP报文被频繁地进行分片，会造成网络资源的极大浪费，增大接收端在处理分片所消耗的资源和处理时间，影响网络传输的效率。当MTU值变小时，需要相应调整MSS值，避免对报文进行频繁分片。
现有技术中，主要利用PMTU(Path Maximum Transmission Unit)技术来确定MTU和MSS的取值。PMTU技术通过在传出包的IP头中设置标志位来工作，任何路径上MTU小于数据包的设备都将丢弃它，并返回包含其MTU过大的ICMPv4(类型3、代码4)数据包(如果丢弃，不会重传)，从而允许源主机适当地减小其路径MTU。该技术完全依靠源端反复发送探测报文及返回报文来确定源节点到达目的地的PMTU。但由于部分终端不支持发送探测包，该技术在使用时存在限制。此外，由于探测和调整都是在源端进行，当返回包含MTU过大的ICMPv4数据包因网络不稳定或有安全设备阻断导致返回包报文被丢掉时，会使MTU无法进行有效的调整。
因此，需要提出一种自动调整MSS的方法，使节点终端能够自动修改数据包的MSS，从而修改MTU的数值，使TCP报文进行不分片传输，提高数据的传输效率。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种自动调整MSS的方法、装置及计算机可读存储介质，用以解决现有通过PMTU技术对MTU进行调整时，由于过分依赖源端设备，造成MTU调整存在设备限制，以及返回报文时可能由于设备阻断或丢包的情况而导致无法有效对MTU进行调整的问题。
为了解决上述问题，本发明提供一种自动调整MSS的方法，包括：
获取报文数据，确定所述报文数据的长度；
获取所述节点设备的最小传输MTU值和链路最小分节MSS值；
当所述报文数据的长度大于所述最小传输MTU值时，根据所述报文数据的长度、最小传输MTU值和链路最小分节MSS值，确定不分片传输所述报文数据的数据包传输MSS值。
进一步地，获取所述节点设备的最小传输MTU值，包括：
获取预设检测时间内所述节点设备所有处于工作状态接口的接口MTU值；
根据所述接口MTU值确定所述节点设备的最小传输MTU值。
进一步地，根据所述接口MTU值确定所述节点设备的最小传输MTU值，包括：
确定所有所述接口MTU值的最小值；
在最小的所述接口MTU值的基础上增加预设的字节数，得到最小传输MTU值。
进一步地，获取链路最小分节MSS值，包括：
获取所述节点设备缓存数据流中的握手报文信息；
根据所述握手报文信息确定第一分节MSS值和第二分节MSS值；
将所述第一分节MSS值和第二分节MSS值中的最小值作为链路最小分节MSS值。
进一步地，获取所述节点设备动态缓存数据流中的握手报文信息，根据所述握手报文信息确定第一分节MSS值和第二分节MSS值，包括：
在预设缓存释放倒计时内，获取所述节点设备缓存数据流中所有TCP握手报文的syn报文和syn+ack报文；
根据所述syn报文得到第一分节MSS值；
根据所述syn+ack报文得到第二分节MSS值；
当所述预设缓存释放倒计时完成后，清空所述节点设备的缓存区，重新启动预设缓存释放倒计时。
进一步地，所述第一分节MSS值为所述节点设备所在链路的源端设备向目的端设备发送的源端MSS值；所述第二分节MSS值为所述节点设备所在链路的目的端设备发送的目的端MSS值。
进一步地，根据所述报文数据的长度、最小传输MTU值和链路最小分节MSS值，确定不分片传输所述报文数据的数据包传输MSS值，包括：
计算所述报文数据的长度与所述最小传输MTU值的数据长度差值；
用所述链路最小分节MSS值减去所述数据长度差值，得到所述不分片传输所述报文数据的数据包传输MSS值。
进一步地，所述报文数据的长度包括以太网帧头的数据长度，且不包含帧校验序列的数据长度。
本发明还提供一种自动调整MSS的装置，应用于节点设备，包括：
报文获取模块，用于获取报文数据，确定所述报文数据的长度；
参数获取模块，用于获取所述节点设备的最小传输MTU值和链路最小分节MSS值；
MSS调整模块，用于当所述报文数据的长度大于所述最小传输MTU值时，根据所述报文数据的长度、最小传输MTU值和链路最小分节MSS值，确定不分片传输所述报文数据的数据包传输MSS值。
本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述程序介质存储有计算机程序指令，当所述计算机程序指令被计算机执行时，使计算机执行上述技术方案任一所述的自动调整MSS的方法。
与现有技术相比，本发明的有益效果包括：本发明的方法应用于传输链路的任一节点设备，首先，获取报文数据并确定报文数据的长度；其次，获取所述节点设备的最小传输MTU值和链路最小分节MSS值；最后，当所述报文数据的长度大于所述最小传输MTU值时，根据所述报文数据的长度、最小传输MTU值和链路最小分节MSS值，确定不分片传输所述报文数据的数据包传输MSS值。本发明的方法通过节点设备获取需传输的报文长度、本级节点设备的最小传输MTU值和链路最小分节MSS值，对本级节点设备的MSS值进行自动调整，使报文数据能够不分片地进行传输，无需依赖源端设备逐一发送报文来确定MTU的取值，同时也解决了节点设备向源节点返回响应报文时丢包所导致的无法有效调整MTU取值的问题。
附图说明
图1为本发明提供的一种自动调整MSS的方法一实施例的流程示意图；
图2为本发明提供的一种自动调整MSS的方法一实施例的应用场景示意图；
图3为本发明提供的一种自动调整MSS的装置一实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。
在实施例描述之前，对相关术语进行释义：
MSS：最大报文段长度(Maximum segment size，MSS)是TCP(TransmissionControl Protocol)协议的一个选项，用于在TCP连接建立时，收发双方协商通信时每一个报文段所能承载的最大数据长度。
MTU：最大传输单元(Maximum Transmission Unit，MTU)用来通知对方所能接受数据服务单元的最大尺寸，说明发送方能够接受的有效载荷大小(不包含以太网帧头)。每个数据链路层能够确定发送的一个帧的最大长度称为最大传输单元(MTU：MaximumTransmission Unit)。在以太网中，MTU一般为1500字节。MTU为MSS+40字节。
分片与重组：如果要发送的IP数据包比数据链路层的MTU大，则无法发送该数据包。对于来自于上一层的IP协议，当要求发送的IP数据包比数据链路层的MTU大时，必把该数据包分割成多个IP数据包才能发送，该技术称为IP分片。另外，在进行通信的各台主机之间，存在着MTU不同的数据链路。在发送的过程中，也有MTU缩小的情况发生。当出现上述情况时，在发送过程中必须有一台能够进行分片处理的设备。接收端主机必须对经过分片处理后的IP数据包进行还原处理。
目前通过PMTU技术对网络中MTU调整实现过程如下：
首先源节点假设PMTU(Path Maximum Transmission Unit)就是其出接口的MTU，发出一个试探性的报文。当转发路径上存在一个小于当前假设的PMTU时，转发设备就会向源节点发送Packet Too Big报文，并且携带自己的MTU值。此后源节点将PMTU的假设值更改为新收到的MTU值继续发送报文。如此反复，直到报文到达目的地之后，源节点就能知道到达目的地的PMTU。因此，PMTU需要链路上逐一向所有节点设备发送探测报文，当源节点收到目的端的回应报文时，MTU值才调整完毕。
从上述的过程可以看出，现有PMTU技术会受到源端设备的限制，即：源端设备需要能够发送探测报文，并接收节点设备和目的端设备的回应报文。此外，该技术在实现过程中可能会由于节点设备在返回包含其MTU过大的数据包时，因为网络不稳定或中间有安全设备阻断导致该返回包报文被丢掉时，导致MTU无法进行有效的调整。
因此，本发明提出一种自动调整MSS的方法，应用于传输链路上的任一节点设备，不需要完全依赖源端设备，不会因为中间有安全设备阻断导致调整无法完成。本发明提出的方法能够实现节点设备MSS自动调整，使TCP报文数据能够进行不分片传输，提高数据的传输效率。
本实施例提供一种自动调整MSS的方法，应用于节点设备，包括：
步骤S101：获取报文数据，确定所述报文数据的长度；
步骤S102：获取所述节点设备的最小传输MTU值和链路最小分节MSS值；
步骤S103：当所述报文数据的长度大于所述最小传输MTU值时，根据所述报文数据的长度、最小传输MTU值和链路最小分节MSS值，确定不分片传输所述报文数据的数据包传输MSS值。
本实施例的方法应用于传输链路的任一节点设备，首先，获取报文数据并确定报文数据的长度；其次，获取所述节点设备的最小传输MTU值和链路最小分节MSS值；最后，当所述报文数据的长度大于所述最小传输MTU值时，根据所述报文数据的长度、最小传输MTU值和链路最小分节MSS值，确定不分片传输所述报文数据的数据包传输MSS值。本发明的方法通过节点设备获取需传输的报文长度、本级节点设备的最小传输MTU值和链路最小分节MSS值，对本级节点设备的MSS值进行自动调整，使报文数据能够不分片地进行传输，无需依赖源端设备逐一发送报文来确定MTU的取值，同时也解决了节点设备向源节点返回响应报文时丢包所导致的无法有效调整MTU取值的问题。
为了保证节点设备所有的出接口正反向都能够不分片传输报文数据，作为优选的实施例，获取所述节点设备的最小传输MTU值，包括：
获取预设检测时间内所述节点设备所有处于工作状态接口的接口MTU值；
根据所述接口MTU值确定所述节点设备的最小传输MTU值。
作为优选的实施例，根据所述接口MTU值确定所述节点设备的最小传输MTU值，包括：
确定所有所述接口MTU值的最小值；
在最小的所述接口MTU值的基础上增加预设的字节数，得到最小传输MTU值。
作为一个具体的实施例，节点设备在预设检测时间内，周期性的比对自身所有处于工作状态接口的MTU值，在最小的接口MTU的基础上，添加14字节(以太网帧头)后记录为最小传输MTU值。
在调整MSS的过程中，除了要获取本级节点设备自身的出接口MTU最小值外，还要确定链路上源端设备和目的端设备设定的MSS值。根据源端设备、目的端设备和本级节点设备的MSS值来确定不分片传输报文的MSS最小值。
作为优选的实施例，获取链路最小分节MSS值，包括：
获取所述节点设备动态缓存数据流中的握手报文信息；
根据所述握手报文信息确定第一分节MSS值和第二分节MSS值；
将所述第一分节MSS值和第二分节MSS值中的最小值作为链路最小分节MSS值。
作为优选的实施例，获取所述节点设备动态缓存数据流中的握手报文信息，根据所述握手报文信息确定第一分节MSS值和第二分节MSS值，包括：
在预设缓存释放倒计时内，获取所述节点设备缓存数据流中所有TCP握手报文的syn报文和syn+ack报文；
根据所述syn报文得到第一分节MSS值；
根据所述syn+ack报文得到第二分节MSS值；
当所述预设缓存释放倒计时完成后，清空所述节点设备的缓存区，重新启动预设缓存释放倒计时。
作为一个具体的实施例，节点设备动态缓存数据流中数据包中所有TCP(Transmission Control Protocol)3次握手中前2个报文，缓存后，同时开始动态缓存定时释放时间倒计时，比如定时释放时间为5s。通过动态获取缓存区内数据流的握手报文，实现MSS值的动态调整。
作为优选的实施例，所述第一分节MSS值为所述节点设备所在链路的源端设备向目的端设备发送的源端MSS值；所述第二分节MSS值为所述节点设备所在链路的目的端设备发送的目的端MSS值。
作为优选的实施例，根据所述报文数据的长度、最小传输MTU值和链路最小分节MSS值，确定不分片传输所述报文数据的数据包传输MSS值，包括：
计算所述报文数据的长度与所述最小传输MTU值的数据长度差值；
用所述链路最小分节MSS值减去所述数据长度差值，得到所述不分片传输所述报文数据的数据包传输MSS值。
作为优选的实施例，所述报文数据的长度包括以太网帧头的数据长度，且不包含帧校验序列的数据长度。
作为一个具体的实施例，如果节点设备收到的数据包长度大于所述最小传输MTU值，则自动将数据包中的MSS通过以下计算公式进行调整：
调整后的MSS值＝链路最小分节MSS-[数据包长度-最小传输MTU值]。
上述计算公式中的数据包长度包含14字节的以太网帧头，且不包含4字节的帧校验序列长度。
下面结合一个具体的数值实施例，对上述的调整过程进行详细说明。
如图2所示，图2为上述自动调整MSS方法的应用场景一实施例的示意图。以节点设备Device01、FW01和Device02接收到字节长度为1522字节的TCP报文为例。
首先，所述节点设备Device01、FW01和Device02周期性比对自身所有工作状态接口的接口MTU值，根据所有的接口MTU值，确定了接口MTU值的最小值，此实施例中，Device01的最小接口MTU值为1510字节，FW01的最小接口MTU为1500字节，Device02的最小接口MTU值为1500字节。将最小接口MTU值增加14字节的以太网帧头，得到各自的最小传输MTU值，即：Device01的最小传输MTU为1524字节，FW01的最小传输MTU为1514字节，Device02的最小传输MTU为1514字节。因此，对于Device01而言，需要传输的1522字节的TCP报文长度小于Device01的最小传输MTU值1524字节，因此Device01的可以不分片对报文进行传输。但设备的FW01的最小传输MTU值1514字节小于TCP报文长度，因此，需要对MSS长度进行调整。调整过程为：
设备FW01动态缓存数据流中数据包中所有TCP3次握手中前2个报文，即：syn报文和syn+ack报文，同时开始动态缓存定时释放时间倒计时，定时释放时间为5s。本实施例中，设备FW01根据syn报文得到源端设备向接收端设备发送的源端TCPMSS值为1460字节，根据syn+ack报文得到接收端设备发送的目的端TCPMSS值为1450字节，从而得到链路最小分节MSS值为1450字节。
根据本申请的MSS调整公式，设备FW01根据计算公式：
调整后的MSS值＝链路最小分节MSS-[数据包长度-最小传输MTU值]
对MSS值进行调整，即：将设备FW01的MSS调整为1450-(1522-1514)＝1442字节。
后续TCPMSS协商报文经过设备FW01时，TCPMSS被修改为1442，通过与接收端发送的1450协商，取小值1442。这样就实现了源端设备发送报文长度-14＝设备FW01出接口的MTU值(1500字节)以及设备Device02的不分片转发。
本发明还提供一种自动调整MSS的装置，其结构框图如图3所示，所述一种自动调整MSS的装置300，应用于节点设备，包括：
报文获取模块301，用于获取报文数据，确定所述报文数据的长度；
参数获取模块302，用于获取所述节点设备的最小传输MTU值和链路最小分节MSS值；
MSS调整模块303，用于当所述报文数据的长度大于所述最小传输MTU值时，根据所述报文数据的长度、最小传输MTU值和链路最小分节MSS值，确定不分片传输所述报文数据的数据包传输MSS值。
本实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述程序介质存储有计算机程序指令，当所述计算机程序指令被计算机执行时，使计算机执行上述技术方案任一所述的自动调整MSS的方法。
根据本发明上述实施例提供的计算机可读存储介质和计算设备，可以参照根据本发明实现如上所述的自动调整MSS的方法具体描述的内容实现，并具有与如上所述的一种自动调整MSS的方法类似的有益效果，在此不再赘述。
本发明公开的一种自动调整MSS的方法、装置和计算机可读存储介质，本发明的方法应用于传输链路的任一节点设备，首先，获取报文数据并确定报文数据的长度；其次，获取所述节点设备的最小传输MTU值和链路最小分节MSS值；最后，当所述报文数据的长度大于所述最小传输MTU值时，根据所述报文数据的长度、最小传输MTU值和链路最小分节MSS值，确定不分片传输所述报文数据的数据包传输MSS值。
本发明的方法通过节点设备获取需传输的报文长度、本级节点设备的最小传输MTU值和链路最小分节MSS值，对本级节点设备的MSS值进行自动调整，使报文数据能够不分片地进行传输，无需依赖源端设备逐一发送报文来确定MTU的取值，同时也解决了节点设备向源节点返回响应报文时丢包所导致的无法有效调整MTU取值的问题。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种自动调整MSS的方法，应用于节点设备，其特征在于，包括：
获取报文数据，确定所述报文数据的长度；
获取所述节点设备的最小传输MTU值和链路最小分节MSS值；
当所述报文数据的长度大于所述最小传输MTU值时，根据所述报文数据的长度、最小传输MTU值和链路最小分节MSS值，确定不分片传输所述报文数据的数据包传输MSS值。
2.根据权利要求1所述的自动调整MSS的方法，其特征在于，获取所述节点设备的最小传输MTU值，包括：
获取预设检测时间内所述节点设备所有处于工作状态接口的接口MTU值；
根据所述接口MTU值确定所述节点设备的最小传输MTU值。
3.根据权利要求2所述的自动调整MSS的方法，其特征在于，根据所述接口MTU值确定所述节点设备的最小传输MTU值，包括：
确定所有所述接口MTU值的最小值；
在最小的所述接口MTU值的基础上增加预设的字节数，得到最小传输MTU值。
4.根据权利要求1所述的自动调整MSS的方法，其特征在于，获取链路最小分节MSS值，包括：
获取所述节点设备缓存数据流中的握手报文信息；
根据所述握手报文信息确定第一分节MSS值和第二分节MSS值；
将所述第一分节MSS值和第二分节MSS值中的最小值作为链路最小分节MSS值。
5.根据权利要求4所述的自动调整MSS的方法，其特征在于，获取所述节点设备动态缓存数据流中的握手报文信息，根据所述握手报文信息确定第一分节MSS值和第二分节MSS值，包括：
在预设缓存释放倒计时内，获取所述节点设备缓存数据流中所有TCP握手报文的syn报文和syn+ack报文；
根据所述syn报文得到第一分节MSS值；
根据所述syn+ack报文得到第二分节MSS值；
当所述预设缓存释放倒计时完成后，清空所述节点设备的缓存区，重新启动预设缓存释放倒计时。
6.根据权利要求4所述的自动调整MSS的方法，其特征在于，所述第一分节MSS值为所述节点设备所在链路的源端设备向目的端设备发送的源端MSS值；所述第二分节MSS值为所述节点设备所在链路的目的端设备发送的目的端MSS值。
7.根据权利要求1所述的自动调整MSS的方法，其特征在于，根据所述报文数据的长度、最小传输MTU值和链路最小分节MSS值，确定不分片传输所述报文数据的数据包传输MSS值，包括：
计算所述报文数据的长度与所述最小传输MTU值的数据长度差值；
用所述链路最小分节MSS值减去所述数据长度差值，得到所述不分片传输所述报文数据的数据包传输MSS值。
8.根据权利要求7所述的自动调整MSS的方法，其特征在于，所述报文数据的长度包括以太网帧头的数据长度，且不包含帧校验序列的数据长度。
9.一种自动调整MSS的装置，应用于节点设备，其特征在于，包括：
报文获取模块，用于获取报文数据，确定所述报文数据的长度；
参数获取模块，用于获取所述节点设备的最小传输MTU值和链路最小分节MSS值；
MSS调整模块，用于当所述报文数据的长度大于所述最小传输MTU值时，根据所述报文数据的长度、最小传输MTU值和链路最小分节MSS值，确定不分片传输所述报文数据的数据包传输MSS值。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述程序介质存储有计算机程序指令，当所述计算机程序指令被计算机执行时，使计算机执行根据权利要求1-8中任一所述的自动调整MSS的方法。
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