Überprüfen der MTU-Pfaderkennung auf Cisco IOS XR und BGP

Einleitung

Dieses Dokument beschreibt die PMTUD (Path Maximum Transmission Unit (MTU) Discovery (TCP) auf Cisco IOS® XR-Geräten.

Hintergrundinformationen

Der PMTUD-Mechanismus versucht, die größte IP-Paketgröße zu ermitteln, die entlang des Pfads zwischen zwei Hosts keine Fragmentierung erfordert. Der festgelegte Wert wird als Path MTU festgelegt und entspricht einem Minimum der MTU-Werte für jeden Hop. Wenn Sie bei der Übertragung von Informationen die MTU-Pfadangabe berücksichtigen, können Sie die Netzwerkkapazität optimal nutzen und Fragmentierung und Übertragungseffizienz vermeiden. Die PMTUD-Mechanik und -Implementierung wird in einer Vielzahl von Szenarien mithilfe des Border Gateway Protocol (BGP) als Client-Protokoll eingeführt, das schrittweise das PMTUD-Verhalten aufzeigt.

TCP-PMTUD und TCP-MSS

TCP nutzt das PMTUD-Ergebnis, um die lokale Maximum Segment Size (MSS) zu beeinflussen, d. h. es passt sich dynamisch an die erkannte Pfad-MTU an. Bevor Sie mit der PMTUD fortfahren, können Sie daher schnell die maximale TCP-Segmentgröße (Maximum Segment Size, MSS) überprüfen und verstehen, was dies bedeutet und welchen Zweck es hat.

Gemäß der ursprünglichen MSS-Definition von RFC879: Die Definition der MSS-Option kann wie folgt lauten: Die maximale Anzahl von Daten-Oktetten, die vom Sender dieser TCP-Option in TCP-Segmenten ohne TCP-Headeroptionen empfangen werden können, die in IP-Datagrammen ohne IP-Headeroptionen übertragen werden.

Um einige Aspekte zu klären und Implementierungsexperten zu beraten, RFC 6691 zeigt, wie der MSS-Wert berechnet werden muss: 

Wenn Sie den Wert für die TCP-MSS-Option berechnen, darf der MTU-Wert nur um die Größe der festen IP- und TCP-Header verringert werden und nicht um mögliche IP- oder TCP-Optionen reduziert werden. Umgekehrt MUSS der Sender die TCP-Datenlänge reduzieren, um alle IP- oder TCP-Optionen zu berücksichtigen, die er in die von ihm gesendeten Pakete einbezieht.

Eine detailliertere Definition von MSS kann dem Routing-Konfigurationsleitfaden für Cisco Router der Serie ASR 9000, IOS XR Version 7.9.x, entnommen werden: 

MSS ist die größte Datenmenge, die ein Computer oder ein Kommunikationsgerät in einem einzelnen, unfragmentierten TCP-Segment empfangen kann. Alle TCP-Sitzungen sind durch eine Beschränkung der Byteanzahl begrenzt, die in einem einzelnen Paket übertragen werden kann. dieser Grenzwert MSS ist. TCP teilt Pakete in Abschnitte in einer Übertragungswarteschlange auf, bevor Pakete an die IP-Schicht weitergeleitet werden.

Der TCP-MSS-Wert hängt von der MTU einer Schnittstelle ab. Dabei handelt es sich um die maximale Datenlänge, die von einem Protokoll in einer Instanz übertragen werden kann. Die maximale TCP-Paketlänge wird sowohl durch die MTU der ausgehenden Schnittstelle auf dem Quellgerät als auch durch die vom Zielgerät während des TCP-Einrichtungsvorgangs angekündigte MSS bestimmt. Je näher die MSS an der MTU liegt, desto effizienter ist die Übertragung von BGP-Nachrichten. Jede Datenflussrichtung kann einen anderen MSS-Wert verwenden.

Welchen Wert muss TCP dann für MSS in einer bestimmten TCP-Sitzung berücksichtigen? Und wie wird es berechnet?

Für die Standardwerte gemäß RFC879 haben Sie Folgendes: Hosts dürfen keine Datagramme senden, die größer als 576 Achtbitzeichen sind, es sei denn, sie wissen genau, dass der Zielhost bereit ist, größere Datagramme zu akzeptieren. DIE MAXIMALE TCP-SEGMENTGRÖSSE IST DIE MAXIMALE IP-DATAGRAM-GRÖSSE MINUS VIERZIG.

Die standardmäßige maximale IP-Datagrammgröße beträgt 576.

Die maximale TCP-Segmentgröße beträgt standardmäßig 536.

Dabei wird ein IP-MTU-Wert von 576 Byte berücksichtigt. Wenn Sie jedoch den tatsächlichen IP-MTU-Wert ignorieren, kann die TCP-MSS-Berechnung wie folgt zusammengefasst werden:

• Active Peer - berechnet die anfängliche MSS mit SYN-Paket und sendet diese.
  
  

MSS = IPMTU - sizeof(minimum TCPHDR) - sizeof(minimum IPHDR)
Where,
sizeof(minimum TCPHDR) = 20 bytes.
sizeof(minimum IPHDR) = 20 bytes.

• Passive Peer - berechnet die anfängliche MSS, vergleicht sie mit der empfangenen MSS von Active Peer und sendet SYN, ACK mit dem niedrigeren dieser MSS-Werte.
  
  

MIN[IPMTU - sizeof(minimum TCPHDR) - sizeof(minimum IPHDR) , Received MSS value]
Where,
sizeof(minimum TCPHDR) = 20 bytes.
sizeof(minimum IPHDR) = 20 bytes.

Received MSS value = MSS value received with Active Peer TCP SYN.

Über den Wert der MSS-Option wird nicht verhandelt. Jeder Knoten bestimmt seinen eigenen Wert und kündigt diesen beim Aufbau der TCP-Sitzung an. Wenn der für die MSS-Berechnung berücksichtigte IP-MTU-Wert aus der PMTUD abgeleitet werden kann, kann der MSS-Wert an den effektivsten Wert für eine bestimmte Path-MTU angepasst werden. Das Verhalten von Cisco IOS XR weist einige Besonderheiten in Bezug auf die MSS-Berechnung und die hier zusammengefasste Rolle der PMTUD auf.

PMTUD ist auf Cisco IOS XR standardmäßig deaktiviert:

• Bei der anfänglichen lokalen MSS-Berechnung wird die IP-MTU wie folgt berücksichtigt:
  • Bei direkt verbundenen Peers: Berücksichtigen Sie die IP-MTU der Ausgangsschnittstelle.
  • Bei nicht direkt verbundenen Peers: IP-MTU von 1.280 Byte.
  • Der MSS-Wert wird durch konfigurierte TCP-Optionen beeinflusst.

Wenn PMTUD auf Cisco IOS XR aktiviert ist:

• Bei der anfänglichen lokalen MSS-Berechnung wird die IP-MTU wie folgt berücksichtigt:
  • Unabhängig von direkt/nicht direkt verbundenen Peers: Berücksichtigen Sie die IP-MTU der Ausgangsschnittstelle.
  • Der MSS-Wert wird durch konfigurierte TCP-Optionen beeinflusst.

Es gibt weitere Details zur Mechanik und Implementierung der PMTUD, die berücksichtigt werden müssen und die in diesem Dokument anhand praktischer Beispiele vorgestellt werden, die in der nächsten Tabelle zusammengefasst sind. In dieser Tabelle werden außerdem die IP-MTU und die ausgewählten MSS-Werte für die aktiven und passiven TCP-Peers für jedes betrachtete Szenario dargestellt.

Szenarien - TCP-PMTUD deaktiviert

Standard-MTU-Werte verwenden

Bild 2.1. Mit MTU-Standardwerten

Im Fall der eBGP-Peers, die in Image 2.1 dargestellt werden, verwaltet R6 die TCP-Verbindung. Dies bedeutet, dass er die aktive Rolle spielt und die TCP-Sitzung mit R5 auf dem Zielport 179 startet. Peers sind direkt verbunden, und beide verwenden die IP-MTU-Standardwerte an den jeweiligen Schnittstellen. Basierend auf den Informationen, die am Anfang dieses Dokuments mitgeteilt wurden, kann die MSS-Berechnung in diesem Szenario wie folgt zusammengefasst werden:  

• Beide Knoten verwenden einen IP-MTU-Wert von 1500 Byte.
• Die TCP-Pfad-MTU-Erkennung ist standardmäßig deaktiviert.
• TCP-Peers sind direkt verbunden
  • R6 verwaltet die BGP-Verbindung
  • R6 sendet SYN mit MSS von 1460 Byte
    • 1500 (Schnittstellen-IP-MTU) - 20 (minTCP_H) - 20 (minIP_H)
  • R5 sendet SYN, ACK mit MSS von 1460 Byte
    • Sendet den unteren Wert von [Received MSS; Lokale anfängliche MSS]
    • Empfangene MSS 1460 Byte Lokale anfängliche MSS 1.460 Byte
  • Der niedrigste MSS-Wert wird auf beiden Peers verwendet.

Details zu TCP-Sitzungen, siehe R6 - ACTIVE:

! – As seen on R6 – ACTIVE

RP/0/0/CPU0:R6#show interfaces gigabitEthernet 0/0/0/0
Fri Jan  8 09:35:48.553 UTC
GigabitEthernet0/0/0/0 is up, line protocol is up
Interface state transitions: 1
Hardware is GigabitEthernet, address is fa16.3e85.3dc2 (bia fa16.3e85.3dc2)
Internet address is 10.5.6.6/30
MTU 1514 bytes, BW 1000000 Kbit (Max: 1000000 Kbit)
<snip>

RP/0/0/CPU0:R6#show tcp brief
Fri Jan  8 09:36:22.491 UTC
PCB     VRF-ID     Recv-Q Send-Q Local Address          Foreign Address        State
<snip>
0x121649fc 0x60000000      0      0  10.5.6.6:24454         10.5.6.5:179           ESTAB
<snip>

RP/0/0/CPU0:R6#show tcp detail pcb 0x121649fc
Fri Jan  8 09:37:00.888 UTC
==============================================================
Connection state is ESTAB, I/O status: 0, socket status: 0
Established at Fri Jan  8 09:28:28 2021

PCB 0x121649fc, SO 0x121561b8, TCPCB 0x12156f64, vrfid 0x60000000,
Pak Prio: Medium, TOS: 192, TTL: 1, Hash index: 78
Local host: 10.5.6.6, Local port: 24454 (Local App PID: 1011918)
Foreign host: 10.5.6.5, Foreign port: 179

Current send queue size in bytes: 0 (max 24576)
Current receive queue size in bytes: 0 (max 32768)  mis-ordered: 0 bytes
Current receive queue size in packets: 0 (max 0)

Timer          Starts    Wakeups         Next(msec)
Retrans            13          1                0
SendWnd             0          0                0
TimeWait            0          0                0
AckHold            10          2                0
KeepAlive           1          0                0
PmtuAger            0          0                0
GiveUp              0          0                0
Throttle            0          0                0

iss: 3757770712  snduna: 3757770960  sndnxt: 3757770960
sndmax: 3757770960  sndwnd: 32574       sndcwnd: 4380
irs: 1072103647  rcvnxt: 1072103895  rcvwnd: 32593   rcvadv: 1072136488

SRTT: 155 ms,  RTTO: 540 ms,  RTV: 385 ms,  KRTT: 0 ms
minRTT: 9 ms,  maxRTT: 229 ms

ACK hold time: 200 ms, Keepalive time: 0 sec, SYN waittime: 30 sec
Giveup time: 0 ms, Retransmission retries: 0, Retransmit forever: FALSE
Connect retries remaining: 30, connect retry interval: 50 secs

State flags: none
Feature flags: Win Scale, Nagle
Request flags: Win Scale

Datagrams (in bytes): MSS 1460, peer MSS 1460, min MSS 1460, max MSS 1460

Window scales: rcv 0, snd 0, request rcv 0, request snd 0
Timestamp option: recent 0, recent age 0, last ACK sent 0
Sack blocks {start, end}: none
Sack holes {start, end, dups, rxmit}: none

Socket options: SO_REUSEADDR, SO_REUSEPORT, SO_NBIO
Socket states: SS_ISCONNECTED, SS_PRIV
Socket receive buffer states: SB_DEL_WAKEUP
Socket send buffer states: SB_DEL_WAKEUP
Socket receive buffer: Low/High watermark 1/32768
Socket send buffer   : Low/High watermark 2048/24576, Notify threshold 0

PDU information:
#PDU's in buffer: 0
FIB Lookup Cache:  IFH: 0x40  PD ctx: size: 0  data:
Num Labels: 0  Label Stack:

RP/0/0/CPU0:R6

TCP-Sitzungsdetails, siehe R5 - PASSIVE:

! – As seen on R5 – PASSIVE

RP/0/0/CPU0:R5#show interfaces gigabitEthernet 0/0/0/0
Fri Jan  8 09:33:04.564 UTC
GigabitEthernet0/0/0/0 is up, line protocol is up
Interface state transitions: 1
Hardware is GigabitEthernet, address is fa16.3ead.518f (bia fa16.3ead.518f)
Internet address is 10.5.6.5/30
MTU 1514 bytes, BW 1000000 Kbit (Max: 1000000 Kbit)
<snip>

RP/0/0/CPU0:R5#show tcp brief
Fri Jan  8 09:33:53.221 UTC
PCB     VRF-ID     Recv-Q Send-Q Local Address          Foreign Address        State
<snip>
0x12155884 0x60000000      0      0  10.5.6.5:179           10.5.6.6:24454         ESTAB
<snip>

RP/0/0/CPU0:R5#show tcp detail pcb 0x12155884
Fri Jan  8 09:34:47.317 UTC
==============================================================
Connection state is ESTAB, I/O status: 0, socket status: 0
Established at Fri Jan  8 09:28:29 2021

PCB 0x12155884, SO 0x1215568c, TCPCB 0x12155a54, vrfid 0x60000000,
Pak Prio: Medium, TOS: 192, TTL: 1, Hash index: 78
Local host: 10.5.6.5, Local port: 179 (Local App PID: 1044686)
Foreign host: 10.5.6.6, Foreign port: 24454

Current send queue size in bytes: 0 (max 24576)
Current receive queue size in bytes: 0 (max 32768)  mis-ordered: 0 bytes
Current receive queue size in packets: 0 (max 0)

Timer          Starts    Wakeups         Next(msec)
Retrans             9          0                0
SendWnd             0          0                0
TimeWait            0          0                0
AckHold             9          7                0
KeepAlive           1          0                0
PmtuAger            0          0                0
GiveUp              0          0                0
Throttle            0          0                0

iss: 1072103647  snduna: 1072103857  sndnxt: 1072103857
sndmax: 1072103857  sndwnd: 32631       sndcwnd: 4380
irs: 3757770712  rcvnxt: 3757770922  rcvwnd: 32612   rcvadv: 3757803534

SRTT: 47 ms,  RTTO: 300 ms,  RTV: 170 ms,  KRTT: 0 ms
minRTT: 19 ms,  maxRTT: 219 ms

ACK hold time: 200 ms, Keepalive time: 0 sec, SYN waittime: 30 sec
Giveup time: 0 ms, Retransmission retries: 0, Retransmit forever: FALSE
Connect retries remaining: 0, connect retry interval: 0 secs

State flags: none
Feature flags: Win Scale, Nagle
Request flags: Win Scale

Datagrams (in bytes): MSS 1460, peer MSS 1460, min MSS 1460, max MSS 1460

Window scales: rcv 0, snd 0, request rcv 0, request snd 0
Timestamp option: recent 0, recent age 0, last ACK sent 0
Sack blocks {start, end}: none
Sack holes {start, end, dups, rxmit}: none

Socket options: SO_REUSEADDR, SO_REUSEPORT, SO_NBIO
Socket states: SS_ISCONNECTED, SS_PRIV
Socket receive buffer states: SB_DEL_WAKEUP
Socket send buffer states: SB_DEL_WAKEUP
Socket receive buffer: Low/High watermark 1/32768
Socket send buffer   : Low/High watermark 2048/24576, Notify threshold 0

PDU information:
#PDU's in buffer: 0
FIB Lookup Cache:  IFH: 0x40  PD ctx: size: 0  data:
Num Labels: 0  Label Stack:

RP/0/0/CPU0:R5#

Nicht-Standard-MTU-Wert verwenden - Aktiver TCP-Peer

Image 2.2 - AKTIVER Peer verwendet MTU-Wert, der nicht dem Standard entspricht

Dieses Szenario entspricht im Wesentlichen dem vorherigen, mit dem einzigen Unterschied, dass der aktive TCP-Peer R6 nun einen nicht standardmäßigen IP-MTU-Wert verwendet. Beachten Sie, wie die anfängliche Berechnung und Entscheidung über den MSS-Wert vom passiven TCP-Peer R5 vorgenommen wird. Die TCP-MSS-Berechnung in diesem Szenario kann wie folgt zusammengefasst werden:  

• R6 verwendet eine nicht standardmäßige IP-MTU von 460 Byte
• Die TCP-Pfad-MTU-Erkennung ist standardmäßig deaktiviert.
• TCP-Peers sind direkt verbunden
  • R6 verwaltet BGP-Verbindung
  • R6 sendet SYN mit MSS von 4420 Byte
    • 4460 (Schnittstellen-IP-MTU) - 20 (minTCP_H) - 20 (minIP_H)
  • R5 senden SYN, ACK mit MSS von 1460 Bytes
    • sendet die untere von [Empfangene MSS; Lokale anfängliche MSS]
    • MSS empfangen 4420 Bytes; Lokale anfängliche MSS 1.460 Byte
  • Der niedrigste MSS-Wert wird auf beiden Peers verwendet.

TCP SYN bezogen von R6:

! – TCP SYN sourced from R6

140    1598.150521    10.5.6.6       10.5.6.5       TCP    62     35502 → 179 [SYN] Seq=0 Win=16384 Len=0 MSS=4420 WS=1

Frame 140: 62 bytes on wire (496 bits), 62 bytes captured (496 bits) on interface 0
Ethernet II, Src: fa:16:3e:85:3d:c2 (fa:16:3e:85:3d:c2), Dst: fa:16:3e:ad:51:8f (fa:16:3e:ad:51:8f)
Internet Protocol Version 4, Src: 10.5.6.6, Dst: 10.5.6.5
Transmission Control Protocol, Src Port: 35502, Dst Port: 179, Seq: 0, Len: 0
    Source Port: 35502
    Destination Port: 179
    [Stream index: 6]
    [TCP Segment Len: 0]
    Sequence number: 0    (relative sequence number)
    Acknowledgment number: 0
    Header Length: 28 bytes
    Flags: 0x002 (SYN)
    Window size value: 16384
    [Calculated window size: 16384]
    Checksum: 0x219d [unverified]
    [Checksum Status: Unverified]
    Urgent pointer: 0
    Options: (8 bytes), Maximum segment size, Window scale, End of Option List (EOL)
        Maximum segment size: 4420 bytes
            Kind: Maximum Segment Size (2)
            Length: 4
            MSS Value: 4420
        Window scale: 0 (multiply by 1)
        End of Option List (EOL)

TCP SYN, ACK bezogen von R5:

! – TCP SYN, ACK sourced from R5

141    1598.154866    10.5.6.5       10.5.6.6       TCP    62     179 → 35502 [SYN, ACK] Seq=0 Ack=1 Win=16384 Len=0 MSS=1460 WS=1

Frame 141: 62 bytes on wire (496 bits), 62 bytes captured (496 bits) on interface 0
Ethernet II, Src: fa:16:3e:ad:51:8f (fa:16:3e:ad:51:8f), Dst: fa:16:3e:85:3d:c2 (fa:16:3e:85:3d:c2)
Internet Protocol Version 4, Src: 10.5.6.5, Dst: 10.5.6.6
Transmission Control Protocol, Src Port: 179, Dst Port: 35502, Seq: 0, Ack: 1, Len: 0
    Source Port: 179
    Destination Port: 35502
    [Stream index: 6]
    [TCP Segment Len: 0]
    Sequence number: 0    (relative sequence number)
    Acknowledgment number: 1    (relative ack number)
    Header Length: 28 bytes
    Flags: 0x012 (SYN, ACK)
    Window size value: 16384
    [Calculated window size: 16384]
    Checksum: 0xe2b4 [unverified]
    [Checksum Status: Unverified]
    Urgent pointer: 0
    Options: (8 bytes), Maximum segment size, Window scale, End of Option List (EOL)
        Maximum segment size: 1460 bytes
            Kind: Maximum Segment Size (2)
            Length: 4
            MSS Value: 1460
        Window scale: 0 (multiply by 1)
        End of Option List (EOL)

Details zu TCP-Sitzungen, siehe R6 - ACTIVE:

! - as seen on R6 – Active

RP/0/0/CPU0:R6#show interfaces gigabitEthernet 0/0/0/0
Fri Jan  8 09:46:54.138 UTC
GigabitEthernet0/0/0/0 is up, line protocol is up
  Interface state transitions: 1
  Hardware is GigabitEthernet, address is fa16.3e85.3dc2 (bia fa16.3e85.3dc2)
  Internet address is 10.5.6.6/30
  MTU 4474 bytes, BW 1000000 Kbit (Max: 1000000 Kbit)
<snip>

RP/0/0/CPU0:R6#show tcp detail pcb 0x1215761c
Fri Jan  8 09:56:25.819 UTC
==============================================================
Connection state is ESTAB, I/O status: 0, socket status: 0
Established at Fri Jan  8 09:51:46 2021

PCB 0x1215761c, SO 0x12156f64, TCPCB 0x1216419c, vrfid 0x60000000,
Pak Prio: Medium, TOS: 192, TTL: 1, Hash index: 886
Local host: 10.5.6.6, Local port: 35502 (Local App PID: 1011918)
Foreign host: 10.5.6.5, Foreign port: 179

Current send queue size in bytes: 0 (max 24576)
Current receive queue size in bytes: 0 (max 32768)  mis-ordered: 0 bytes
Current receive queue size in packets: 0 (max 0)

Timer          Starts    Wakeups         Next(msec)
Retrans             9          1                0
SendWnd             0          0                0
TimeWait            0          0                0
AckHold             6          5                0
KeepAlive           1          0                0
PmtuAger            0          0                0
GiveUp              0          0                0
Throttle            0          0                0

   iss: 764231407   snduna: 764231579   sndnxt: 764231579
sndmax: 764231579   sndwnd: 32650       sndcwnd: 4380     
   irs: 2712512697  rcvnxt: 2712512869  rcvwnd: 32669   rcvadv: 2712545538

SRTT: 31 ms,  RTTO: 300 ms,  RTV: 130 ms,  KRTT: 0 ms
minRTT: 9 ms,  maxRTT: 239 ms

ACK hold time: 200 ms, Keepalive time: 0 sec, SYN waittime: 30 sec
Giveup time: 0 ms, Retransmission retries: 0, Retransmit forever: FALSE
Connect retries remaining: 30, connect retry interval: 50 secs

State flags: none
Feature flags: Win Scale, Nagle
Request flags: Win Scale

Datagrams (in bytes): MSS 1460, peer MSS 1460, min MSS 4420, max MSS 4420

Window scales: rcv 0, snd 0, request rcv 0, request snd 0
Timestamp option: recent 0, recent age 0, last ACK sent 0
Sack blocks {start, end}: none
Sack holes {start, end, dups, rxmit}: none

Socket options: SO_REUSEADDR, SO_REUSEPORT, SO_NBIO
Socket states: SS_ISCONNECTED, SS_PRIV
Socket receive buffer states: SB_DEL_WAKEUP
Socket send buffer states: SB_DEL_WAKEUP
Socket receive buffer: Low/High watermark 1/32768
Socket send buffer   : Low/High watermark 2048/24576, Notify threshold 0

PDU information:
 #PDU's in buffer: 0
FIB Lookup Cache:  IFH: 0x40  PD ctx: size: 0  data:
  Num Labels: 0  Label Stack: 

RP/0/0/CPU0:R6#

TCP-Sitzungsdetails, siehe R5 - PASSIVE:

! - as seen on R5 – Passive

RP/0/0/CPU0:R5#show tcp detail pcb 0x12155a98
Fri Jan  8 09:55:18.193 UTC
==============================================================
Connection state is ESTAB, I/O status: 0, socket status: 0
Established at Fri Jan  8 09:51:47 2021

PCB 0x12155a98, SO 0x12153ea0, TCPCB 0x12154e18, vrfid 0x60000000,
Pak Prio: Medium, TOS: 192, TTL: 1, Hash index: 886
Local host: 10.5.6.5, Local port: 179 (Local App PID: 1044686)
Foreign host: 10.5.6.6, Foreign port: 35502

Current send queue size in bytes: 0 (max 24576)
Current receive queue size in bytes: 0 (max 32768)  mis-ordered: 0 bytes
Current receive queue size in packets: 0 (max 0)

Timer          Starts    Wakeups         Next(msec)
Retrans             6          0                0
SendWnd             0          0                0
TimeWait            0          0                0
AckHold             6          1                0
KeepAlive           1          0                0
PmtuAger            0          0                0
GiveUp              0          0                0
Throttle            0          0                0

   iss: 2712512697  snduna: 2712512850  sndnxt: 2712512850
sndmax: 2712512850  sndwnd: 32688       sndcwnd: 4380     
   irs: 764231407   rcvnxt: 764231560   rcvwnd: 32669   rcvadv: 764264229

SRTT: 107 ms,  RTTO: 538 ms,  RTV: 431 ms,  KRTT: 0 ms
minRTT: 29 ms,  maxRTT: 219 ms

ACK hold time: 200 ms, Keepalive time: 0 sec, SYN waittime: 30 sec
Giveup time: 0 ms, Retransmission retries: 0, Retransmit forever: FALSE
Connect retries remaining: 0, connect retry interval: 0 secs

State flags: none
Feature flags: Win Scale, Nagle
Request flags: Win Scale

Datagrams (in bytes): MSS 1460, peer MSS 4420, min MSS 1460, max MSS 1460

Window scales: rcv 0, snd 0, request rcv 0, request snd 0
Timestamp option: recent 0, recent age 0, last ACK sent 0
Sack blocks {start, end}: none
Sack holes {start, end, dups, rxmit}: none
Socket options: SO_REUSEADDR, SO_REUSEPORT, SO_NBIO
Socket states: SS_ISCONNECTED, SS_PRIV
Socket receive buffer states: SB_DEL_WAKEUP
Socket send buffer states: SB_DEL_WAKEUP
Socket receive buffer: Low/High watermark 1/32768
Socket send buffer   : Low/High watermark 2048/24576, Notify threshold 0

PDU information:
 #PDU's in buffer: 0
FIB Lookup Cache:  IFH: 0x40  PD ctx: size: 0  data:
  Num Labels: 0  Label Stack: 

RP/0/0/CPU0:R5#

Nicht-Standard-MTU-Wert verwenden - Passiver TCP-Peer

Image 2.3 - PASSIVE-Peer verwendet einen nicht standardmäßigen MTU-Wert.

Gleiches eBGP-Szenario, jetzt jedoch mit passivem TCP-Peer: R5 mit nicht standardmäßiger IP-MTU konfiguriert und aktiver TCP-Peer: R6 mit standardmäßigem IP-MTU-Wert. Beachten Sie wie beim vorherigen Szenario, wie der MSS-Wert vom passiven Peer R5 ausgewählt wird. Die TCP-MSS-Berechnung in diesem Szenario kann wie folgt zusammengefasst werden:  

• R5 verwendet eine nicht standardmäßige IP-MTU von 460 Byte
• Die TCP-Pfad-MTU-Erkennung ist standardmäßig deaktiviert.
• TCP-Peers sind direkt verbunden
  • R6 verwaltet BGP-Verbindung
  • R6 sendet SYN mit MSS von 1460 Byte
    • 1500 (Schnittstellen-IP-MTU) - 20 (minTCP_H) - 20 (minIP_H)
  • R5 senden SYN, ACK mit MSS von 1460 Bytes
    • sendet die untere von [Empfangene MSS; Lokale anfängliche MSS]
    • Empfangene MSS 1460 Byte Lokale anfängliche MSS 4.420 Byte
  • Der niedrigste MSS-Wert wird auf beiden Peers verwendet.

TCP SYN bezogen von R6:

! – TCP SYN sourced from R6

237    2696.666481    10.5.6.6       10.5.6.5       TCP    62     47007 → 179 [SYN] Seq=0 Win=16384 Len=0 MSS=1460 WS=1

Frame 237: 62 bytes on wire (496 bits), 62 bytes captured (496 bits) on interface 0
Ethernet II, Src: fa:16:3e:85:3d:c2 (fa:16:3e:85:3d:c2), Dst: fa:16:3e:ad:51:8f (fa:16:3e:ad:51:8f)
Internet Protocol Version 4, Src: 10.5.6.6, Dst: 10.5.6.5
Transmission Control Protocol, Src Port: 47007, Dst Port: 179, Seq: 0, Len: 0
    Source Port: 47007
    Destination Port: 179
    [Stream index: 10]
    [TCP Segment Len: 0]
    Sequence number: 0    (relative sequence number)
    Acknowledgment number: 0
    Header Length: 28 bytes
    Flags: 0x002 (SYN)
    Window size value: 16384
    [Calculated window size: 16384]
    Checksum: 0x2025 [unverified]
    [Checksum Status: Unverified]
    Urgent pointer: 0
    Options: (8 bytes), Maximum segment size, Window scale, End of Option List (EOL)
        Maximum segment size: 1460 bytes
            Kind: Maximum Segment Size (2)
            Length: 4
            MSS Value: 1460
        Window scale: 0 (multiply by 1)
        End of Option List (EOL)

TCP SYN, ACK bezogen von R5:

! – TCP SYN, ACK sourced from R5

238    2696.702792    10.5.6.5       10.5.6.6       TCP    62     179 → 47007 [SYN, ACK] Seq=0 Ack=1 Win=16384 Len=0 MSS=1460 WS=1

Frame 238: 62 bytes on wire (496 bits), 62 bytes captured (496 bits) on interface 0
Ethernet II, Src: fa:16:3e:ad:51:8f (fa:16:3e:ad:51:8f), Dst: fa:16:3e:85:3d:c2 (fa:16:3e:85:3d:c2)
Internet Protocol Version 4, Src: 10.5.6.5, Dst: 10.5.6.6
Transmission Control Protocol, Src Port: 179, Dst Port: 47007, Seq: 0, Ack: 1, Len: 0
    Source Port: 179
    Destination Port: 47007
    [Stream index: 10]
    [TCP Segment Len: 0]
    Sequence number: 0    (relative sequence number)
    Acknowledgment number: 1    (relative ack number)
    Header Length: 28 bytes
    Flags: 0x012 (SYN, ACK)
    Window size value: 16384
    [Calculated window size: 16384]
    Checksum: 0x7078 [unverified]
    [Checksum Status: Unverified]
    Urgent pointer: 0
    Options: (8 bytes), Maximum segment size, Window scale, End of Option List (EOL)
        Maximum segment size: 1460 bytes
            Kind: Maximum Segment Size (2)
            Length: 4
            MSS Value: 1460
        Window scale: 0 (multiply by 1)
        End of Option List (EOL)

Details zu TCP-Sitzungen, siehe R6 - ACTIVE:

! - as seen on R6 - Active

RP/0/0/CPU0:R6#show tcp detail pcb 0x1215761c
Fri Jan  8 10:15:20.351 UTC
==============================================================
Connection state is ESTAB, I/O status: 0, socket status: 0
Established at Fri Jan  8 10:10:04 2021

PCB 0x1215761c, SO 0x12162aac, TCPCB 0x12156f64, vrfid 0x60000000,
Pak Prio: Medium, TOS: 192, TTL: 1, Hash index: 103
Local host: 10.5.6.6, Local port: 47007 (Local App PID: 1011918)
Foreign host: 10.5.6.5, Foreign port: 179

Current send queue size in bytes: 0 (max 24576)
Current receive queue size in bytes: 0 (max 32768)  mis-ordered: 0 bytes
Current receive queue size in packets: 0 (max 0)

Timer          Starts    Wakeups         Next(msec)
Retrans            10          1                0
SendWnd             0          0                0
TimeWait            0          0                0
AckHold             7          5                0
KeepAlive           1          0                0
PmtuAger            0          0                0
GiveUp              0          0                0
Throttle            0          0                0

   iss: 3949093168  snduna: 3949093359  sndnxt: 3949093359
sndmax: 3949093359  sndwnd: 32631       sndcwnd: 4380     
   irs: 54439005    rcvnxt: 54439196    rcvwnd: 32650   rcvadv: 54471846

SRTT: 75 ms,  RTTO: 459 ms,  RTV: 384 ms,  KRTT: 0 ms
minRTT: 9 ms,  maxRTT: 239 ms

ACK hold time: 200 ms, Keepalive time: 0 sec, SYN waittime: 30 sec
Giveup time: 0 ms, Retransmission retries: 0, Retransmit forever: FALSE
Connect retries remaining: 30, connect retry interval: 50 secs

State flags: none
Feature flags: Win Scale, Nagle
Request flags: Win Scale

Datagrams (in bytes): MSS 1460, peer MSS 1460, min MSS 1460, max MSS 1460

Window scales: rcv 0, snd 0, request rcv 0, request snd 0
Timestamp option: recent 0, recent age 0, last ACK sent 0
Sack blocks {start, end}: none
Sack holes {start, end, dups, rxmit}: none
Socket options: SO_REUSEADDR, SO_REUSEPORT, SO_NBIO
Socket states: SS_ISCONNECTED, SS_PRIV
Socket receive buffer states: SB_DEL_WAKEUP
Socket send buffer states: SB_DEL_WAKEUP
Socket receive buffer: Low/High watermark 1/32768
Socket send buffer   : Low/High watermark 2048/24576, Notify threshold 0

PDU information:
 #PDU's in buffer: 0
FIB Lookup Cache:  IFH: 0x40  PD ctx: size: 0  data:
  Num Labels: 0  Label Stack: 

RP/0/0/CPU0:R6#

TCP-Sitzungsdetails, siehe R5 - PASSIVE:

! - as seen on R5 – Passive

RP/0/0/CPU0:R5#show interfaces gigabitEthernet 0/0/0/0 
Fri Jan  8 10:10:39.110 UTC
GigabitEthernet0/0/0/0 is up, line protocol is up
  Interface state transitions: 1
  Hardware is GigabitEthernet, address is fa16.3ead.518f (bia fa16.3ead.518f)
  Internet address is 10.5.6.5/30
  MTU 4474 bytes, BW 1000000 Kbit (Max: 1000000 Kbit)
<snip>

RP/0/0/CPU0:R5#show tcp detail pcb 0x121550fc
Fri Jan  8 10:14:20.105 UTC
==============================================================
Connection state is ESTAB, I/O status: 0, socket status: 0
Established at Fri Jan  8 10:10:05 2021

PCB 0x121550fc, SO 0x12154e18, TCPCB 0x12154304, vrfid 0x60000000,
Pak Prio: Medium, TOS: 192, TTL: 1, Hash index: 103
Local host: 10.5.6.5, Local port: 179 (Local App PID: 1044686)
Foreign host: 10.5.6.6, Foreign port: 47007

Current send queue size in bytes: 0 (max 24576)
Current receive queue size in bytes: 0 (max 32768)  mis-ordered: 0 bytes
Current receive queue size in packets: 0 (max 0)

Timer          Starts    Wakeups         Next(msec)
Retrans             7          0                0
SendWnd             0          0                0
TimeWait            0          0                0
AckHold             7          2                0
KeepAlive           1          0                0
PmtuAger            0          0                0
GiveUp              0          0                0
Throttle            0          0                0

   iss: 54439005    snduna: 54439177    sndnxt: 54439177 
sndmax: 54439177    sndwnd: 32669       sndcwnd: 4380     
   irs: 3949093168  rcvnxt: 3949093340  rcvwnd: 32650   rcvadv: 3949125990

SRTT: 117 ms,  RTTO: 570 ms,  RTV: 453 ms,  KRTT: 0 ms
minRTT: 19 ms,  maxRTT: 229 ms

ACK hold time: 200 ms, Keepalive time: 0 sec, SYN waittime: 30 sec
Giveup time: 0 ms, Retransmission retries: 0, Retransmit forever: FALSE
Connect retries remaining: 0, connect retry interval: 0 secs

State flags: none
Feature flags: Win Scale, Nagle
Request flags: Win Scale

Datagrams (in bytes): MSS 1460, peer MSS 1460, min MSS 4420, max MSS 4420

Window scales: rcv 0, snd 0, request rcv 0, request snd 0
Timestamp option: recent 0, recent age 0, last ACK sent 0
Sack blocks {start, end}: none
Sack holes {start, end, dups, rxmit}: none

Socket options: SO_REUSEADDR, SO_REUSEPORT, SO_NBIO
Socket states: SS_ISCONNECTED, SS_PRIV
Socket receive buffer states: SB_DEL_WAKEUP
Socket send buffer states: SB_DEL_WAKEUP
Socket receive buffer: Low/High watermark 1/32768
Socket send buffer   : Low/High watermark 2048/24576, Notify threshold 0

PDU information:
 #PDU's in buffer: 0
FIB Lookup Cache:  IFH: 0x40  PD ctx: size: 0  data:
  Num Labels: 0  Label Stack: 

RP/0/0/CPU0:R5#

TCP-Optionen verwenden - XR aktiv

Wie in diesem Dokument bereits erwähnt, beeinflusst die Verwendung von TCP-Optionen (wie TCP MD5, TCP Selective-Back oder TCP-Zeitstempel) die MSS-Berechnung, da diese Optionen zu zusätzlichen Bytes führen, die bei der MSS-Berechnung berücksichtigt werden müssen.

In diesem und im nächsten Abschnitt soll die MSS-Berechnung veranschaulicht werden, die von Peers durchgeführt wird, wenn TCP-Optionen zur Verfügung stehen. Als Beispiel wird die TCP MD5-Authentifizierungsoption verwendet. Bitte beachten Sie das Referenzszenario in Abbildungen 2.4 wie im Bild dargestellt.

Bild 2.4 - Verwenden von TCP-Optionen (MD5) - XR aktiv.

In diesem Szenario verwenden beide Peers IP-MTU-Standardwerte, sind direkt verbunden, und der Peer R6 spielt die aktive Rolle des TCP. Konfiguration und Verwendung des TCP MD5 Authentication-Kontos für zusätzlichen Overhead wurden bereits freigegeben. Die TCP-MSS-Berechnung in diesem speziellen Szenario lässt sich wie folgt zusammenfassen:  

• Beide Knoten verwenden einen IP-MTU-Wert von 1500 Byte.
• Die TCP-Pfad-MTU-Erkennung ist standardmäßig deaktiviert.
• TCP-Peers sind direkt verbunden
• TCP MD5-Authentifizierung auf beiden Knoten aktiviert
  • R6 verwaltet BGP-Verbindung
  • R6 sendet SYN mit MSS von 1436 Byte
    • 1500 (Schnittstellen-IP-MTU) - 20 (minTCP_H) - 20 (minIP_H) - 24 Byte (IOS XR TCP-Optionen-Overhead)
  • R5 senden SYN, ACK mit MSS von 1436 Bytes
    • sendet die untere von [Empfangene MSS; Lokale anfängliche MSS]
    • Empfangene MSS 1436 Byte Lokale anfängliche MSS 1.460 Byte
  • Der niedrigste MSS-Wert wird auf beiden Peers verwendet.

Wie aus der Zusammenfassung hervorgeht, entspricht das Verhalten von Cisco IOS XR nicht unbedingt dem RFC 879 und RFC 6691, wonach die TCP-Optionen bei der MSS-Berechnung nicht berücksichtigt werden dürfen.

Das Cisco IOS XR-Konto mit einem zusätzlichen Faktor für die TCP-Headerlänge wird außerdem mit der Cisco Bug-ID CSCvf20166 dokumentiert:

"(...)Wenn XR die BGP-Verbindung startet, erstellt BGP zuerst den Socket und legt dann die Socket-Optionen einschließlich MD5 fest. Dies macht tcp Option Header-Länge = 24. Und damit wird die anfängliche MSS 1500 - 40 - 24 = 1436. Diese wird an den Peer gesendet und verwendet min(1436, 1460) = 1436.(..)

TCP SYN bezogen von R6:

! – TCP SYN sourced from R6

430    5775.839420    10.5.6.6       10.5.6.5       TCP    82     24785 → 179 [SYN] Seq=0 Win=16384 Len=0 MSS=1436 WS=1

Frame 430: 82 bytes on wire (656 bits), 82 bytes captured (656 bits) on interface 0
Ethernet II, Src: fa:16:3e:85:3d:c2 (fa:16:3e:85:3d:c2), Dst: fa:16:3e:ad:51:8f (fa:16:3e:ad:51:8f)
Internet Protocol Version 4, Src: 10.5.6.6, Dst: 10.5.6.5
Transmission Control Protocol, Src Port: 24785, Dst Port: 179, Seq: 0, Len: 0
    Source Port: 24785
    Destination Port: 179
    [Stream index: 14]
    [TCP Segment Len: 0]
    Sequence number: 0    (relative sequence number)
    Acknowledgment number: 0
    Header Length: 48 bytes
    Flags: 0x002 (SYN)
    Window size value: 16384
    [Calculated window size: 16384]
    Checksum: 0xd62b [unverified]
    [Checksum Status: Unverified]
    Urgent pointer: 0
    Options: (28 bytes), Maximum segment size, Window scale, No-Operation (NOP), TCP MD5 signature, End of Option List (EOL)
        Maximum segment size: 1436 bytes
            Kind: Maximum Segment Size (2)
            Length: 4
            MSS Value: 1436
        Window scale: 0 (multiply by 1)
        No-Operation (NOP)
        TCP MD5 signature
        End of Option List (EOL)

TCP SYN, ACK bezogen von R5:

! – TCP SYN, ACK sourced from R5

431    5775.845744    10.5.6.5       10.5.6.6       TCP    82     179 → 24785 [SYN, ACK] Seq=0 Ack=1 Win=16384 Len=0 MSS=1436 WS=1

Frame 431: 82 bytes on wire (656 bits), 82 bytes captured (656 bits) on interface 0
Ethernet II, Src: fa:16:3e:ad:51:8f (fa:16:3e:ad:51:8f), Dst: fa:16:3e:85:3d:c2 (fa:16:3e:85:3d:c2)
Internet Protocol Version 4, Src: 10.5.6.5, Dst: 10.5.6.6
Transmission Control Protocol, Src Port: 179, Dst Port: 24785, Seq: 0, Ack: 1, Len: 0
    Source Port: 179
    Destination Port: 24785
    [Stream index: 14]
    [TCP Segment Len: 0]
    Sequence number: 0    (relative sequence number)
    Acknowledgment number: 1    (relative ack number)
    Header Length: 48 bytes
    Flags: 0x012 (SYN, ACK)
    Window size value: 16384
    [Calculated window size: 16384]
    Checksum: 0xe83d [unverified]
    [Checksum Status: Unverified]
    Urgent pointer: 0
    Options: (28 bytes), Maximum segment size, Window scale, No-Operation (NOP), TCP MD5 signature, End of Option List (EOL)
        Maximum segment size: 1436 bytes
            Kind: Maximum Segment Size (2)
            Length: 4
            MSS Value: 1436
        Window scale: 0 (multiply by 1)
        No-Operation (NOP)
        TCP MD5 signature
        End of Option List (EOL)

Details zu TCP-Sitzungen, siehe R6 - ACTIVE:

! - as seen on R6 – Active

RP/0/0/CPU0:R6#show tcp detail pcb 0x1215761c
Fri Jan  8 11:14:13.599 UTC
==============================================================
Connection state is ESTAB, I/O status: 0, socket status: 0
Established at Fri Jan  8 11:01:21 2021

PCB 0x1215761c, SO 0x1216419c, TCPCB 0x121649fc, vrfid 0x60000000,
Pak Prio: Medium, TOS: 192, TTL: 1, Hash index: 409
Local host: 10.5.6.6, Local port: 24785 (Local App PID: 1011918)
Foreign host: 10.5.6.5, Foreign port: 179

Current send queue size in bytes: 0 (max 24576)
Current receive queue size in bytes: 0 (max 32768)  mis-ordered: 0 bytes
Current receive queue size in packets: 0 (max 0)

Timer          Starts    Wakeups         Next(msec)
Retrans            17          1                0
SendWnd             0          0                0
TimeWait            0          0                0
AckHold            14         13                0
KeepAlive           1          0                0
PmtuAger            0          0                0
GiveUp              0          0                0
Throttle            0          0                0

   iss: 1379482495  snduna: 1379482819  sndnxt: 1379482819
sndmax: 1379482819  sndwnd: 32498       sndcwnd: 4308     
   irs: 3750694052  rcvnxt: 3750694376  rcvwnd: 32517   rcvadv: 3750726893

SRTT: 55 ms,  RTTO: 300 ms,  RTV: 176 ms,  KRTT: 0 ms
minRTT: 9 ms,  maxRTT: 259 ms

ACK hold time: 200 ms, Keepalive time: 0 sec, SYN waittime: 30 sec
Giveup time: 0 ms, Retransmission retries: 0, Retransmit forever: FALSE
Connect retries remaining: 30, connect retry interval: 50 secs

State flags: none
Feature flags: MD5, Win Scale, Nagle
Request flags: Win Scale

Datagrams (in bytes): MSS 1436, peer MSS 1436, min MSS 1436, max MSS 1436

Window scales: rcv 0, snd 0, request rcv 0, request snd 0
Timestamp option: recent 0, recent age 0, last ACK sent 0
Sack blocks {start, end}: none
Sack holes {start, end, dups, rxmit}: none

Socket options: SO_REUSEADDR, SO_REUSEPORT, SO_NBIO
Socket states: SS_ISCONNECTED, SS_PRIV
Socket receive buffer states: SB_DEL_WAKEUP
Socket send buffer states: SB_DEL_WAKEUP
Socket receive buffer: Low/High watermark 1/32768
Socket send buffer   : Low/High watermark 2048/24576, Notify threshold 0

PDU information:
 #PDU's in buffer: 0
FIB Lookup Cache:  IFH: 0x40  PD ctx: size: 0  data:
  Num Labels: 0  Label Stack: 

RP/0/0/CPU0:R6#

TCP-Sitzungsdetails, siehe R5 - PASSIVE:

! - as seen on R5 – Passive

RP/0/0/CPU0:R5#show tcp detail pcb 0x12155d04
Fri Jan  8 11:12:51.984 UTC
==============================================================
Connection state is ESTAB, I/O status: 0, socket status: 0
Established at Fri Jan  8 11:01:22 2021

PCB 0x12155d04, SO 0x12154e18, TCPCB 0x12154304, vrfid 0x60000000,
Pak Prio: Medium, TOS: 192, TTL: 1, Hash index: 409
Local host: 10.5.6.5, Local port: 179 (Local App PID: 1044686)
Foreign host: 10.5.6.6, Foreign port: 24785

Current send queue size in bytes: 0 (max 24576)
Current receive queue size in bytes: 0 (max 32768)  mis-ordered: 0 bytes
Current receive queue size in packets: 0 (max 0)

Timer          Starts    Wakeups         Next(msec)
Retrans            14          0                0
SendWnd             0          0                0
TimeWait            0          0                0
AckHold            14          3                0
KeepAlive           1          0                0
PmtuAger            0          0                0
GiveUp              0          0                0
Throttle            0          0                0

iss: 3750694052  snduna: 3750694357  sndnxt: 3750694357
sndmax: 3750694357  sndwnd: 32536       sndcwnd: 4308
irs: 1379482495  rcvnxt: 1379482800  rcvwnd: 32517   rcvadv: 1379515317
SRTT: 181 ms,  RTTO: 443 ms,  RTV: 262 ms,  KRTT: 0 ms
minRTT: 29 ms,  maxRTT: 219 ms

ACK hold time: 200 ms, Keepalive time: 0 sec, SYN waittime: 30 sec
Giveup time: 0 ms, Retransmission retries: 0, Retransmit forever: FALSE
Connect retries remaining: 0, connect retry interval: 0 secs

State flags: none
Feature flags: MD5, Win Scale, Nagle
Request flags: Win Scale

Datagrams (in bytes): MSS 1436, peer MSS 1436, min MSS 1460, max MSS 1460

Window scales: rcv 0, snd 0, request rcv 0, request snd 0
Timestamp option: recent 0, recent age 0, last ACK sent 0
Sack blocks {start, end}: none
Sack holes {start, end, dups, rxmit}: none

Socket options: SO_REUSEADDR, SO_REUSEPORT, SO_NBIO
Socket states: SS_ISCONNECTED, SS_PRIV
Socket receive buffer states: SB_DEL_WAKEUP
Socket send buffer states: SB_DEL_WAKEUP
Socket receive buffer: Low/High watermark 1/32768
Socket send buffer   : Low/High watermark 2048/24576, Notify threshold 0

PDU information:
#PDU's in buffer: 0
FIB Lookup Cache:  IFH: 0x40  PD ctx: size: 0  data:
Num Labels: 0  Label Stack:

RP/0/0/CPU0:R5#

Ein ähnliches Verhalten kann bei anderen TCP-Optionen beobachtet werden, die bei der Konfiguration zusätzlichen Aufwand verursachen und die MSS-Berechnung in Cisco IOS XR beeinflussen. Denken Sie an das gleiche Szenario und die folgenden Beispiele, die die MSS-Berechnung dokumentieren, wenn TCP-Zeitstempel und TCP-Optionen für selektives Zurück konfiguriert sind.

TCP-Sitzungsdetails (siehe R6 - ACTIVE), wobei die TCP-Optionen, Zeitstempel und Optionen für selektives Zurück konfiguriert wurden:

! - as seen on R6 – Active
! -- tcp timestamp configured
! -- 12 bytes of additional overhead 

RP/0/0/CPU0:R6#show tcp detail pcb 0x1539c844
<snip>
Feature flags: Timestamp, Win Scale, Nagle
Request flags: Timestamp, Win Scale

Datagrams (in bytes): MSS 1448, peer MSS 1448, min MSS 1448, max MSS 1448
<snip>

! - as seen on R6 – Active
! -- tcp selective-ack configured
! -- 36 bytes of additional overhead 

RP/0/0/CPU0:R6#show tcp detail pcb 0x1539df38
<snip>
Feature flags: Sack, Win Scale, Nagle
Request flags: Sack, Win Scale

Datagrams (in bytes): MSS 1424, peer MSS 1424, min MSS 1424, max MSS 1424
<snip>

! - as seen on R6 – Active
! -- tcp selective-ack and tcp timestamp configured
! -- 40 bytes of additional overhead 

RP/0/0/CPU0:R6#show tcp detail pcb 0x1539e130
<snip>
State flags: none
Feature flags: Sack, Timestamp, Win Scale, Nagle
Request flags: Sack, Timestamp, Win Scale

Datagrams (in bytes): MSS 1420, peer MSS 1420, min MSS 1420, max MSS 1420
<snip>

! - as seen on R6 – Active
! -- MD5 and tcp selective-ack configured
! -- 36 bytes of additional overhead 

RP/0/0/CPU0:R6#show tcp detail pcb 0x1539b3cc
<snip>
Feature flags: Sack, MD5, Win Scale, Nagle
Request flags: Sack, Win Scale

Datagrams (in bytes): MSS 1424, peer MSS 1424, min MSS 1424, max MSS 1424
<snip>

! - as seen on R6 – Active
! -- MD5 and tcp timestamp configured
! -- 36 bytes of additional overhead 

RP/0/0/CPU0:R6#show tcp detail pcb 0x15397b4c
<snip>

Feature flags: MD5, Timestamp, Win Scale, Nagle
Request flags: Timestamp, Win Scale

Datagrams (in bytes): MSS 1424, peer MSS 1424, min MSS 1424, max MSS 1424
<snip>

! - as seen on R6 – Active
! -- MD5, tcp timestamp, and tcp selective-ack configured
! -- 40 bytes of additional overhead 

RP/0/0/CPU0:R6#show tcp detail pcb 0x1539a4cc
<snip>
State flags: none
Feature flags: MD5, Timestamp, Win Scale, Nagle
Request flags: Timestamp, Win Scale

Datagrams (in bytes): MSS 1420, peer MSS 1420, min MSS 1420, max MSS 1420
<snip>

TCP-Optionen verwenden - XR passiv

Aus dem vorherigen Szenario haben Sie wahrscheinlich das unterschiedliche Verhalten des Cisco IOS XR-Knotens bemerkt, wenn dieser hinsichtlich der anfänglichen MSS-Berechnung in passiver Rolle ist. Der Knoten berücksichtigt nicht die TCP-Options-Header-Länge. In diesem Szenario soll dieses unterschiedliche Verhalten hervorgehoben werden, das auch von der Cisco Bug-ID beschrieben wird:

"(...) - Wenn der Peer die Verbindung initiiert, sendet er die anfängliche MSS als 1460. XR TCP erstellt Socket, pcb usw. und führt dann diese beiden Aktionen in der angegebenen Reihenfolge aus:

- Zunächst wird die anfängliche MSS berechnet, nachdem die TCP-Optionsheaderlänge subtrahiert wurde. Dies ist '0', da die MD5-Option noch nicht vom Listen-Socket an diesen Socket geerbt wurde.

- Dann erbt es die 'MD5' und andere Optionen und dies macht 'option header bytes length' zu 24.

In diesem Fall sendet XR TCP die anfängliche MSS als 1460 und wird daher von beiden verwendet. (…)“

Obwohl der aktive TCP-Peer R8 in diesem Szenario ein Cisco IOS-Knoten ist, führt dieser Umstand nicht zu einem Unterschied oder zu Einzelheiten in Bezug auf das Ziel des Szenarios. Beachten Sie jedoch, und interessanterweise, dass anders als Cisco IOS XR, wie im vorherigen Abschnitt gezeigt, der aktive TCP-Peer R8 TCP-Optionen bei der anfänglichen MSS-Berechnung nicht berücksichtigt.

Bild 2.5 - Verwenden von TCP-Optionen (MD5) - XR-passiv.

Beide Peers verwenden IP-MTU-Standardwerte und sind direkt verbunden. Cisco IOS Peer R8 spielt eine aktive Rolle. Die TCP-MSS-Berechnung in diesem Szenario lässt sich wie folgt zusammenfassen:  

• Beide Knoten verwenden einen IP-MTU-Wert von 1500 Byte.
• Die TCP-Pfad-MTU-Erkennung ist auf Cisco IOS XR R7 standardmäßig deaktiviert.
• Die TCP-Pfad-MTU-Erkennung ist auf Cisco IOS R8 standardmäßig aktiviert.
• TCP-Peers sind direkt verbunden
• TCP MD5-Authentifizierung auf beiden Knoten aktiviert
  • IOS R8 verwaltet die BGP-Verbindung
  • IOS R8 sendet SYN mit MSS von 1460 Byte
    • 1500 (Schnittstellen-IP-MTU) - 20 (minTCP_H) - 20 (minIP_H)
  • IOS XR R7 sendet SYN, ACK mit MSS von 1460 Byte
    • sendet die untere von [Empfangene MSS; Lokale anfängliche MSS]
    • Empfangene MSS 1460 Byte Lokale anfängliche MSS 1.460 Byte
  • Der niedrigste MSS-Wert wird auf beiden Peers verwendet.

TCP SYN von R8 - Cisco IOS:

! – TCP SYN sourced from R8

96     5.907127       10.7.8.2       10.7.8.1       TCP    78     52975 → 179 [SYN] Seq=0 Win=16384 Len=0 MSS=1460

Frame 96: 78 bytes on wire (624 bits), 78 bytes captured (624 bits) on interface 0
Ethernet II, Src: fa:16:3e:58:21:ba (fa:16:3e:58:21:ba), Dst: fa:16:3e:68:d9:e5 (fa:16:3e:68:d9:e5)
Internet Protocol Version 4, Src: 10.7.8.2, Dst: 10.7.8.1
Transmission Control Protocol, Src Port: 52975, Dst Port: 179, Seq: 0, Len: 0
    Source Port: 52975
    Destination Port: 179
    [Stream index: 3]
    [TCP Segment Len: 0]
    Sequence number: 0    (relative sequence number)
    Acknowledgment number: 0
    Header Length: 44 bytes
    Flags: 0x002 (SYN)
    Window size value: 16384
    [Calculated window size: 16384]
    Checksum: 0xb612 [unverified]
    [Checksum Status: Unverified]
    Urgent pointer: 0
    Options: (24 bytes), Maximum segment size, TCP MD5 signature, End of Option List (EOL)
        Maximum segment size: 1460 bytes
            Kind: Maximum Segment Size (2)
            Length: 4
            MSS Value: 1460
        TCP MD5 signature
        End of Option List (EOL)

TCP SYN, ACK von R7 - Cisco IOS XR:

! – TCP SYN,ACK sourced from R7

97     0.003446       10.7.8.1       10.7.8.2       TCP    78     179 → 52975 [SYN, ACK] Seq=0 Ack=1 Win=16384 Len=0 MSS=1460

Frame 97: 78 bytes on wire (624 bits), 78 bytes captured (624 bits) on interface 0
Ethernet II, Src: fa:16:3e:68:d9:e5 (fa:16:3e:68:d9:e5), Dst: fa:16:3e:58:21:ba (fa:16:3e:58:21:ba)
Internet Protocol Version 4, Src: 10.7.8.1, Dst: 10.7.8.2
Transmission Control Protocol, Src Port: 179, Dst Port: 52975, Seq: 0, Ack: 1, Len: 0
    Source Port: 179
    Destination Port: 52975
    [Stream index: 3]
    [TCP Segment Len: 0]
    Sequence number: 0    (relative sequence number)
    Acknowledgment number: 1    (relative ack number)
    Header Length: 44 bytes
    Flags: 0x012 (SYN, ACK)
    Window size value: 16384
    [Calculated window size: 16384]
    Checksum: 0xfb47 [unverified]
    [Checksum Status: Unverified]
    Urgent pointer: 0
    Options: (24 bytes), Maximum segment size, TCP MD5 signature, End of Option List (EOL)
        Maximum segment size: 1460 bytes
            Kind: Maximum Segment Size (2)
            Length: 4
            MSS Value: 1460
        TCP MD5 signature
        End of Option List (EOL)

Details zu TCP-Sitzungen siehe R8 - Cisco IOS - ACTIVE:

! – as seen from R8 - Cisco IOS

R8#show ip bgp neighbors
BGP neighbor is 10.7.8.1,  remote AS 65007, external link
  BGP version 4, remote router ID 192.168.0.7
  BGP state = Established, up for 00:06:12
  Last read 00:00:16, last write 00:00:16, hold time is 180, keepalive interval is 60 seconds
  Neighbor sessions:
    1 active, is not multisession capable (disabled)
  Neighbor capabilities:
    Route refresh: advertised and received(new)
    Four-octets ASN Capability: advertised and received
    Address family IPv4 Unicast: advertised and received
    Enhanced Refresh Capability: advertised
    Multisession Capability:
    Stateful switchover support enabled: NO for session 1
  Message statistics:
    InQ depth is 0
    OutQ depth is 0
  
                         Sent       Rcvd
    Opens:                  1          1
    Notifications:          0          0
    Updates:                1          1
    Keepalives:             7          7
    Route Refresh:          0          0
    Total:                  9          9
  Do log neighbor state changes (via global configuration)
  Default minimum time between advertisement runs is 30 seconds

 For address family: IPv4 Unicast
  Session: 10.7.8.1
  BGP table version 1, neighbor version 1/0
  Output queue size : 0
  Index 6, Advertise bit 0
  6 update-group member
  Slow-peer detection is disabled
  Slow-peer split-update-group dynamic is disabled
                                 Sent       Rcvd
  Prefix activity:               ----       ----
    Prefixes Current:               0          0
    Prefixes Total:                 0          0
    Implicit Withdraw:              0          0
    Explicit Withdraw:              0          0
    Used as bestpath:             n/a          0
    Used as multipath:            n/a          0
    Used as secondary:            n/a          0

                                   Outbound    Inbound
  Local Policy Denied Prefixes:    --------    -------
    Total:                                0          0
  Number of NLRIs in the update sent: max 0, min 0
  Last detected as dynamic slow peer: never
  Dynamic slow peer recovered: never
  Refresh Epoch: 1
  Last Sent Refresh Start-of-rib: never
  Last Sent Refresh End-of-rib: never
  Last Received Refresh Start-of-rib: never
  Last Received Refresh End-of-rib: never
                                       Sent       Rcvd
        Refresh activity:              ----       ----
          Refresh Start-of-RIB          0          0
          Refresh End-of-RIB            0          0

  Address tracking is enabled, the RIB does have a route to 10.7.8.1
  Connections established 6; dropped 5
  Last reset 00:06:18, due to BGP Notification received of session 1, Administrative Reset
  External BGP neighbor configured for connected checks (single-hop no-disable-connected-check)
  Interface associated: GigabitEthernet0/1 (peering address in same link)
 Transport(tcp) path-mtu-discovery is enabled
  Graceful-Restart is disabled
  SSO is disabled
Connection state is ESTAB, I/O status: 1, unread input bytes: 0           
Connection is ECN Disabled, Mininum incoming TTL 0, Outgoing TTL 1
Local host: 10.7.8.2, Local port: 52975
Foreign host: 10.7.8.1, Foreign port: 179
Connection tableid (VRF): 0
Maximum output segment queue size: 50

Enqueued packets for retransmit: 0, input: 0  mis-ordered: 0 (0 bytes)

Event Timers (current time is 0x15DD97):
Timer          Starts    Wakeups            Next
Retrans            10          0             0x0
TimeWait            0          0             0x0
AckHold             9          5             0x0
SendWnd             0          0             0x0
KeepAlive           0          0             0x0
GiveUp              0          0             0x0
PmtuAger            1          0        0x195465
DeadWait            0          0             0x0
Linger              0          0             0x0
ProcessQ            0          0             0x0

iss: 1154289541  snduna: 1154289755  sndnxt: 1154289755
irs: 2149897425  rcvnxt: 2149897635

sndwnd:  32612  scale:      0  maxrcvwnd:  16384
rcvwnd:  16175  scale:      0  delrcvwnd:    209

SRTT: 737 ms, RTTO: 2506 ms, RTV: 1769 ms, KRTT: 0 ms
minRTT: 7 ms, maxRTT: 1000 ms, ACK hold: 200 ms
uptime: 372981 ms, Sent idletime: 16648 ms, Receive idletime: 16431 ms
Status Flags: active open
Option Flags: nagle, path mtu capable, md5
IP Precedence value : 6

Datagrams (max data segment is 1460 bytes):
Rcvd: 18 (out of order: 0), with data: 8, total data bytes: 209
Sent: 16 (retransmit: 0, fastretransmit: 0, partialack: 0, Second Congestion: 0), with data: 9, total data bytes: 213

 Packets received in fast path: 0, fast processed: 0, slow path: 0
 fast lock acquisition failures: 0, slow path: 0
TCP Semaphore      0x0FBFA8A4  FREE

R8#

Details zu TCP-Sitzungen, siehe R7 - Cisco IOS XR - PASSIVE:

! – as seen from R7 – Cisco IOS XR

RP/0/0/CPU0:R7#show tcp detail pcb 0x12152e48
Wed Jan 13 13:03:43.363 UTC
==============================================================
Connection state is ESTAB, I/O status: 0, socket status: 0
Established at Wed Jan 13 12:58:16 2021

PCB 0x12152e48, SO 0x1213c130, TCPCB 0x12156060, vrfid 0x60000000,
Pak Prio: Medium, TOS: 192, TTL: 1, Hash index: 947
Local host: 10.7.8.1, Local port: 179 (Local App PID: 983244)
Foreign host: 10.7.8.2, Foreign port: 52975

Current send queue size in bytes: 0 (max 24576)
Current receive queue size in bytes: 0 (max 32768)  mis-ordered: 0 bytes
Current receive queue size in packets: 0 (max 0)

Timer          Starts    Wakeups         Next(msec)
Retrans             8          0                0
SendWnd             0          0                0
TimeWait            0          0                0
AckHold             8          7                0
KeepAlive           1          0                0
PmtuAger            0          0                0
GiveUp              0          0                0
Throttle            0          0                0

   iss: 2149897425  snduna: 2149897616  sndnxt: 2149897616
sndmax: 2149897616  sndwnd: 16194       sndcwnd: 4380     
   irs: 1154289541  rcvnxt: 1154289736  rcvwnd: 32631   rcvadv: 1154322367

SRTT: 125 ms,  RTTO: 552 ms,  RTV: 427 ms,  KRTT: 0 ms
minRTT: 19 ms,  maxRTT: 229 ms

ACK hold time: 200 ms, Keepalive time: 0 sec, SYN waittime: 30 sec
Giveup time: 0 ms, Retransmission retries: 0, Retransmit forever: FALSE
Connect retries remaining: 0, connect retry interval: 0 secs

State flags: none
Feature flags: MD5, Nagle
Request flags: none

Datagrams (in bytes): MSS 1460, peer MSS 1460, min MSS 1460, max MSS 1460

Window scales: rcv 0, snd 0, request rcv 0, request snd 0
Timestamp option: recent 0, recent age 0, last ACK sent 0
Sack blocks {start, end}: none
Sack holes {start, end, dups, rxmit}: none

Socket options: SO_REUSEADDR, SO_REUSEPORT, SO_NBIO
Socket states: SS_ISCONNECTED, SS_PRIV
Socket receive buffer states: SB_DEL_WAKEUP
Socket send buffer states: SB_DEL_WAKEUP
Socket receive buffer: Low/High watermark 1/32768
Socket send buffer   : Low/High watermark 2048/24576, Notify threshold 0

PDU information:
 #PDU's in buffer: 0
FIB Lookup Cache:  IFH: 0x40  PD ctx: size: 0  data:
  Num Labels: 0  Label Stack: 

RP/0/0/CPU0:R7#

Nicht direkt verbundene TCP-Peers

Wenn Peers nicht direkt verbunden sind, ändert sich die Art und Weise, wie die TCP-MSS-Erstberechnung durchgeführt wird, wie zuvor im Einführungsabschnitt dieses Dokuments beschrieben. Das Szenario einer iBGP-Sitzung, bei dem alle Peers mit Standard-IP-MTU-Werten konfiguriert sind, wird für die schrittweise Berechnung der MSS verwendet.

Bild 2.6 - TCP-Peers nicht direkt verbunden - iBGP.

Der wichtige Aspekt ist, dass Cisco IOS XR einen festen IP-MTU-Wert von 1280 Byte verwendet, wenn die TCP Path-MTU-Erkennung deaktiviert ist und Peers nicht direkt verbunden sind.

Im vorherigen Bild spielt R4 eine aktive Rolle und verwaltet die TCP-Verbindung. R4 öffnet die TCP-Sitzung mit R1 auf dem Zielport 179. Beide Knoten verwenden den IP-MTU-Standardwert auf ihren Schnittstellen. Die MSS-Berechnung in diesem Szenario lässt sich wie folgt zusammenfassen:  

• Alle Knoten verwenden einen IP-MTU-Wert von 1500 Byte.
• Die TCP-Pfad-MTU-Erkennung ist standardmäßig deaktiviert.
• TCP-Peers sind nicht direkt verbunden.
  • R4 verwaltet die BGP-Verbindung
  • R4 sendet SYN mit MSS von 1240 Byte
    • Schnittstellen-MTU wird nicht berücksichtigt, wenn Peers nicht direkt verbunden sind und die TCP-Pfad-MTU-Erkennung deaktiviert ist
    • Gemäß Cisco IOS XR-Design werden 1280 Byte als TCP_DEFAULT_MTU betrachtet.
    • 1280 (TCP_DEFAULT_MTU) - 20 (minTCP_H) - 20 (minIP_H)
  • R1 sendet SYN, ACK mit MSS von 1240 Byte
    • Sendet den unteren Wert von [Received MSS; Lokale anfängliche MSS]
    • Empfangene MSS 1240 Byte Lokale anfängliche MSS 1240 Byte
  • Der niedrigste MSS-Wert wird auf beiden Peers verwendet.

TCP SYN bezogen von R4:

! – TCP SYN sourced from R4

194    434.274181     192.168.0.4 192.168.0.1 TCP    62     37740 → 179 [SYN] Seq=0 Win=16384 Len=0 MSS=1240 WS=1

Frame 194: 62 bytes on wire (496 bits), 62 bytes captured (496 bits) on interface 0
Ethernet II, Src: fa:16:3e:d7:7e:f6 (fa:16:3e:d7:7e:f6), Dst: fa:16:3e:8f:8f:54 (fa:16:3e:8f:8f:54)
Internet Protocol Version 4, Src: 192.168.0.4, Dst: 192.168.0.1
Transmission Control Protocol, Src Port: 37740, Dst Port: 179, Seq: 0, Len: 0
    Source Port: 37740
    Destination Port: 179
    [Stream index: 7]
    [TCP Segment Len: 0]
    Sequence number: 0    (relative sequence number)
    Acknowledgment number: 0
    Header Length: 28 bytes
    Flags: 0x002 (SYN)
    Window size value: 16384
    [Calculated window size: 16384]
    Checksum: 0x8643 [unverified]
    [Checksum Status: Unverified]
    Urgent pointer: 0
    Options: (8 bytes), Maximum segment size, Window scale, End of Option List (EOL)
        Maximum segment size: 1240 bytes
            Kind: Maximum Segment Size (2)
            Length: 4
            MSS Value: 1240
        Window scale: 0 (multiply by 1)
        End of Option List (EOL)

TCP SYN, ACK bezogen von R1:

! – TCP SYN,ACK sourced from R1

195    434.277985     192.168.0.1 192.168.0.4 TCP    62     179 → 37740 [SYN, ACK] Seq=0 Ack=1 Win=16384 Len=0 MSS=1240 WS=1

Frame 195: 62 bytes on wire (496 bits), 62 bytes captured (496 bits) on interface 0
Ethernet II, Src: fa:16:3e:8f:8f:54 (fa:16:3e:8f:8f:54), Dst: fa:16:3e:d7:7e:f6 (fa:16:3e:d7:7e:f6)
Internet Protocol Version 4, Src: 192.168.0.1, Dst: 192.168.0.4
Transmission Control Protocol, Src Port: 179, Dst Port: 37740, Seq: 0, Ack: 1, Len: 0
    Source Port: 179
    Destination Port: 37740
    [Stream index: 7]
    [TCP Segment Len: 0]
    Sequence number: 0    (relative sequence number)
    Acknowledgment number: 1    (relative ack number)
    Header Length: 28 bytes
    Flags: 0x012 (SYN, ACK)
    Window size value: 16384
    [Calculated window size: 16384]
    Checksum: 0xd8f7 [unverified]
    [Checksum Status: Unverified]
    Urgent pointer: 0
    Options: (8 bytes), Maximum segment size, Window scale, End of Option List (EOL)
        Maximum segment size: 1240 bytes
            Kind: Maximum Segment Size (2)
            Length: 4
            MSS Value: 1240
        Window scale: 0 (multiply by 1)
        End of Option List (EOL)

TCP-Sitzungsdetails (siehe R4 - ACTIVE):

! – as seen on R4 - Active

RP/0/0/CPU0:R4#show tcp detail pcb 0x12154d3c
Fri Jan  8 12:32:41.096 UTC
==============================================================
Connection state is ESTAB, I/O status: 0, socket status: 0
Established at Fri Jan  8 12:17:46 2021

PCB 0x12154d3c, SO 0x12154460, TCPCB 0x1215486c, vrfid 0x60000000,
Pak Prio: Medium, TOS: 192, TTL: 255, Hash index: 1577
Local host: 192.168.0.4, Local port: 37740 (Local App PID: 1052958)
Foreign host: 192.168.0.1, Foreign port: 179

Current send queue size in bytes: 0 (max 24576)
Current receive queue size in bytes: 0 (max 32768)  mis-ordered: 0 bytes
Current receive queue size in packets: 0 (max 0)

Timer          Starts    Wakeups         Next(msec)
Retrans            19          1                0
SendWnd             0          0                0
TimeWait            0          0                0
AckHold            16         15                0
KeepAlive           1          0                0
PmtuAger            0          0                0
GiveUp              0          0                0
Throttle            0          0                0

   iss: 2075436506  snduna: 2075436868  sndnxt: 2075436868
sndmax: 2075436868  sndwnd: 32460       sndcwnd: 3720     
   irs: 4238127261  rcvnxt: 4238127623  rcvwnd: 32479   rcvadv: 4238160102

SRTT: 65 ms,  RTTO: 300 ms,  RTV: 40 ms,  KRTT: 0 ms
minRTT: 9 ms,  maxRTT: 229 ms

ACK hold time: 200 ms, Keepalive time: 0 sec, SYN waittime: 30 sec
Giveup time: 0 ms, Retransmission retries: 0, Retransmit forever: FALSE
Connect retries remaining: 30, connect retry interval: 30 secs

State flags: none
Feature flags: Win Scale, Nagle
Request flags: Win Scale

Datagrams (in bytes): MSS 1240, peer MSS 1240, min MSS 1240, max MSS 1240

Window scales: rcv 0, snd 0, request rcv 0, request snd 0
Timestamp option: recent 0, recent age 0, last ACK sent 0
Sack blocks {start, end}: none
Sack holes {start, end, dups, rxmit}: none

Socket options: SO_REUSEADDR, SO_REUSEPORT, SO_NBIO
Socket states: SS_ISCONNECTED, SS_PRIV
Socket receive buffer states: SB_DEL_WAKEUP
Socket send buffer states: SB_DEL_WAKEUP
Socket receive buffer: Low/High watermark 1/32768
Socket send buffer   : Low/High watermark 2048/24576, Notify threshold 0

PDU information:
 #PDU's in buffer: 0
FIB Lookup Cache:  IFH: 0x40  PD ctx: size: 0  data:
  Num Labels: 0  Label Stack: 

RP/0/0/CPU0:R4#

TCP-Sitzungsdetails, siehe R1 - PASSIVE:

! – as seen on R1 – Passive

RP/0/0/CPU0:R1#show tcp detail pcb 0x12155390
Fri Jan  8 12:23:52.041 UTC
==============================================================
Connection state is ESTAB, I/O status: 0, socket status: 0
Established at Fri Jan  8 12:17:43 2021

PCB 0x12155390, SO 0x121573e4, TCPCB 0x12156948, vrfid 0x60000000,
Pak Prio: Medium, TOS: 192, TTL: 255, Hash index: 1577
Local host: 192.168.0.1, Local port: 179 (Local App PID: 983326)
Foreign host: 192.168.0.4, Foreign port: 37740

Current send queue size in bytes: 0 (max 24576)
Current receive queue size in bytes: 0 (max 32768)  mis-ordered: 0 bytes
Current receive queue size in packets: 0 (max 0)

Timer          Starts    Wakeups         Next(msec)
Retrans             9          0                0
SendWnd             0          0                0
TimeWait            0          0                0
AckHold             9          1                0
KeepAlive           1          0                0
PmtuAger            0          0                0
GiveUp              0          0                0
Throttle            0          0                0

iss: 4238127261  snduna: 4238127471  sndnxt: 4238127471
sndmax: 4238127471  sndwnd: 32631       sndcwnd: 3720
irs: 2075436506  rcvnxt: 2075436716  rcvwnd: 32612   rcvadv: 2075469328

SRTT: 144 ms,  RTTO: 578 ms,  RTV: 434 ms,  KRTT: 0 ms
minRTT: 19 ms,  maxRTT: 239 ms

ACK hold time: 200 ms, Keepalive time: 0 sec, SYN waittime: 30 sec
Giveup time: 0 ms, Retransmission retries: 0, Retransmit forever: FALSE
Connect retries remaining: 0, connect retry interval: 0 secs

State flags: none
Feature flags: Win Scale, Nagle
Request flags: Win Scale

Datagrams (in bytes): MSS 1240, peer MSS 1240, min MSS 1240, max MSS 1240

Window scales: rcv 0, snd 0, request rcv 0, request snd 0
Timestamp option: recent 0, recent age 0, last ACK sent 0
Sack blocks {start, end}: none
Sack holes {start, end, dups, rxmit}: none

Socket options: SO_REUSEADDR, SO_REUSEPORT, SO_NBIO
Socket states: SS_ISCONNECTED, SS_PRIV
Socket receive buffer states: SB_DEL_WAKEUP
Socket send buffer states: SB_DEL_WAKEUP
Socket receive buffer: Low/High watermark 1/32768
Socket send buffer   : Low/High watermark 2048/24576, Notify threshold 0

PDU information:
#PDU's in buffer: 0
FIB Lookup Cache:  IFH: 0x40  PD ctx: size: 0  data:
Num Labels: 0  Label Stack:

RP/0/0/CPU0:R1#

TCP-Peers sind nicht direkt verbunden - verwenden Sie TCP-Optionen (MD5)

Für nicht direkt verbundene Peer-Szenarien und bei Verwendung der TCP MD5-Authentifizierung besteht kein grundlegender Unterschied zu den bereits beschriebenen Testfällen oder Szenarien. Wie bereits bei der TCP MD5-Authentifizierung berücksichtigt Cisco IOS XR den zusätzlichen Overhead und den anfänglichen MSS-Wert entsprechend. In den vorherigen Abschnitten "TCP-Optionen verwenden - XR aktiv" und "TCP-Optionen verwenden - XR passiv" finden Sie weitere Informationen zu TCP-Optionen, die Einfluss auf die TCP-MSS-Berechnung haben.

Bild 2.7 - TCP-Peers nicht direkt verbunden - iBGP + TCP MD5.

Die TCP-MSS-Berechnung in diesem Szenario lässt sich wie folgt zusammenfassen:  

• Alle Knoten verwenden einen IP-MTU-Wert von 1500 Byte.
• Die TCP-Pfad-MTU-Erkennung ist standardmäßig deaktiviert.
• TCP-Peers sind nicht direkt verbunden.
  • R4 verwaltet die BGP-Verbindung
  • Ziel R1 ist nicht direkt verbunden
  • R4 sendet SYN mit MSS von 1216 Byte
    • Schnittstellen-MTU wird nicht berücksichtigt, wenn Peers nicht direkt verbunden sind und die TCP-Pfad-MTU-Erkennung deaktiviert ist
    • Gemäß Design werden 1280 Byte als TCP_DEFAULT_MTU betrachtet.
    • 1280 (TCP_DEFAULT_MTU) - 20 (minTCP_H) - 20 (minIP_H) - 24 Byte (IOS XR TCP-Optionen-Overhead)
  • R1 sendet SYN, ACK mit MSS von 1216 Byte
    • Sendet den unteren Wert von [Received MSS; Lokale anfängliche MSS]
    • Empfangene MSS 1216 Byte Lokale anfängliche MSS 1240 Byte
  • Der niedrigste MSS-Wert wird auf beiden Peers verwendet.

TCP SYN bezogen von R4:

! – TCP SYN sourced from R4

3425   3.691042       192.168.0.4 192.168.0.1 TCP    82     42135 → 179 [SYN] Seq=0 Win=16384 Len=0 MSS=1216 WS=1

Frame 3425: 82 bytes on wire (656 bits), 82 bytes captured (656 bits) on interface 0
Ethernet II, Src: fa:16:3e:d7:7e:f6 (fa:16:3e:d7:7e:f6), Dst: fa:16:3e:8f:8f:54 (fa:16:3e:8f:8f:54)
Internet Protocol Version 4, Src: 192.168.0.4, Dst: 192.168.0.1
Transmission Control Protocol, Src Port: 42135, Dst Port: 179, Seq: 0, Len: 0
    Source Port: 42135
    Destination Port: 179
    [Stream index: 10]
    [TCP Segment Len: 0]
    Sequence number: 0    (relative sequence number)
    Acknowledgment number: 0
    Header Length: 48 bytes
    Flags: 0x002 (SYN)
    Window size value: 16384
    [Calculated window size: 16384]
    Checksum: 0xc503 [unverified]
    [Checksum Status: Unverified]
    Urgent pointer: 0
    Options: (28 bytes), Maximum segment size, Window scale, No-Operation (NOP), TCP MD5 signature, End of Option List (EOL)
        Maximum segment size: 1216 bytes
            Kind: Maximum Segment Size (2)
            Length: 4
            MSS Value: 1216
        Window scale: 0 (multiply by 1)
        No-Operation (NOP)
        TCP MD5 signature
        End of Option List (EOL)

TCP SYN, ACK bezogen von R1:

! – TCP SYN,ACK sourced from R1

3426   0.004186       192.168.0.1 192.168.0.4 TCP    82     179 → 42135 [SYN, ACK] Seq=0 Ack=1 Win=16384 Len=0 MSS=1216 WS=1

Frame 3426: 82 bytes on wire (656 bits), 82 bytes captured (656 bits) on interface 0
Ethernet II, Src: fa:16:3e:8f:8f:54 (fa:16:3e:8f:8f:54), Dst: fa:16:3e:d7:7e:f6 (fa:16:3e:d7:7e:f6)
Internet Protocol Version 4, Src: 192.168.0.1, Dst: 192.168.0.4
Transmission Control Protocol, Src Port: 179, Dst Port: 42135, Seq: 0, Ack: 1, Len: 0
    Source Port: 179
    Destination Port: 42135
    [Stream index: 10]
    [TCP Segment Len: 0]
    Sequence number: 0    (relative sequence number)
    Acknowledgment number: 1    (relative ack number)
    Header Length: 48 bytes
    Flags: 0x012 (SYN, ACK)
    Window size value: 16384
    [Calculated window size: 16384]
    Checksum: 0xbb05 [unverified]
    [Checksum Status: Unverified]
    Urgent pointer: 0
    Options: (28 bytes), Maximum segment size, Window scale, No-Operation (NOP), TCP MD5 signature, End of Option List (EOL)
        Maximum segment size: 1216 bytes
            Kind: Maximum Segment Size (2)
            Length: 4
            MSS Value: 1216
        Window scale: 0 (multiply by 1)
        No-Operation (NOP)
        TCP MD5 signature
        End of Option List (EOL)

TCP-Sitzungsdetails (siehe R4 - ACTIVE):

! – as seen from R4 – Active

RP/0/0/CPU0:R4#show tcp detail pcb 0x12154490
Tue Jan 12 14:37:32.097 UTC
==============================================================
Connection state is ESTAB, I/O status: 0, socket status: 0
Established at Tue Jan 12 14:27:42 2021

PCB 0x12154490, SO 0x12155014, TCPCB 0x12155a84, vrfid 0x60000000,
Pak Prio: Medium, TOS: 192, TTL: 255, Hash index: 1876
Local host: 192.168.0.4, Local port: 42135 (Local App PID: 1052958)
Foreign host: 192.168.0.1, Foreign port: 179

Current send queue size in bytes: 0 (max 24576)
Current receive queue size in bytes: 0 (max 32768)  mis-ordered: 0 bytes
Current receive queue size in packets: 0 (max 0)

Timer          Starts    Wakeups         Next(msec)
Retrans            14          1                0
SendWnd             0          0                0
TimeWait            0          0                0
AckHold            11          9                0
KeepAlive           1          0                0
PmtuAger            0          0                0
GiveUp              0          0                0
Throttle            0          0                0


   iss: 3124761989  snduna: 3124763317  sndnxt: 3124763317
sndmax: 3124763317  sndwnd: 32711       sndcwnd: 3648     
   irs: 1090344992  rcvnxt: 1090346320  rcvwnd: 32730   rcvadv: 1090379050

SRTT: 28 ms,  RTTO: 300 ms,  RTV: 57 ms,  KRTT: 0 ms
minRTT: 9 ms,  maxRTT: 229 ms

ACK hold time: 200 ms, Keepalive time: 0 sec, SYN waittime: 30 sec
Giveup time: 0 ms, Retransmission retries: 0, Retransmit forever: FALSE
Connect retries remaining: 30, connect retry interval: 30 secs

State flags: none
Feature flags: MD5, Win Scale, Nagle
Request flags: Win Scale

Datagrams (in bytes): MSS 1216, peer MSS 1216, min MSS 1216, max MSS 1216

Window scales: rcv 0, snd 0, request rcv 0, request snd 0
Timestamp option: recent 0, recent age 0, last ACK sent 0
Sack blocks {start, end}: none
Sack holes {start, end, dups, rxmit}: none

Socket options: SO_REUSEADDR, SO_REUSEPORT, SO_NBIO
Socket states: SS_ISCONNECTED, SS_PRIV
Socket receive buffer states: SB_DEL_WAKEUP
Socket send buffer states: SB_DEL_WAKEUP
Socket receive buffer: Low/High watermark 1/32768
Socket send buffer   : Low/High watermark 2048/24576, Notify threshold 0

PDU information:
 #PDU's in buffer: 0
FIB Lookup Cache:  IFH: 0x40  PD ctx: size: 0  data:
  Num Labels: 0  Label Stack: 

RP/0/0/CPU0:R4#

TCP-Sitzungsdetails, siehe R1 - PASSIVE:

! – as seen from R1 – Passive

RP/0/0/CPU0:R1#show tcp detail pcb 0x12168df4
Tue Jan 12 14:36:38.860 UTC
==============================================================
Connection state is ESTAB, I/O status: 0, socket status: 0
Established at Tue Jan 12 14:27:32 2021

PCB 0x12168df4, SO 0x12156bf8, TCPCB 0x12157a44, vrfid 0x60000000,
Pak Prio: Medium, TOS: 192, TTL: 255, Hash index: 1876
Local host: 192.168.0.1, Local port: 179 (Local App PID: 983326)
Foreign host: 192.168.0.4, Foreign port: 42135

Current send queue size in bytes: 0 (max 24576)
Current receive queue size in bytes: 0 (max 32768)  mis-ordered: 0 bytes
Current receive queue size in packets: 0 (max 0)

Timer          Starts    Wakeups         Next(msec)
Retrans            12          0                0
SendWnd             0          0                0
TimeWait            0          0                0
AckHold            12          1                0
KeepAlive           1          0                0
PmtuAger            0          0                0
GiveUp              0          0                0
Throttle            0          0                0

   iss: 1090344992  snduna: 1090346320  sndnxt: 1090346320
sndmax: 1090346320  sndwnd: 32730       sndcwnd: 3648     
   irs: 3124761989  rcvnxt: 3124763317  rcvwnd: 32711   rcvadv: 3124796028

SRTT: 150 ms,  RTTO: 558 ms,  RTV: 408 ms,  KRTT: 0 ms
minRTT: 19 ms,  maxRTT: 239 ms

ACK hold time: 200 ms, Keepalive time: 0 sec, SYN waittime: 30 sec
Giveup time: 0 ms, Retransmission retries: 0, Retransmit forever: FALSE
Connect retries remaining: 0, connect retry interval: 0 secs

State flags: none
Feature flags: MD5, Win Scale, Nagle
Request flags: Win Scale

Datagrams (in bytes): MSS 1216, peer MSS 1216, min MSS 1240, max MSS 1240

Window scales: rcv 0, snd 0, request rcv 0, request snd 0
Timestamp option: recent 0, recent age 0, last ACK sent 0
Sack blocks {start, end}: none
Sack holes {start, end, dups, rxmit}: none

Socket options: SO_REUSEADDR, SO_REUSEPORT, SO_NBIO
Socket states: SS_ISCONNECTED, SS_PRIV
Socket receive buffer states: SB_DEL_WAKEUP
Socket send buffer states: SB_DEL_WAKEUP
Socket receive buffer: Low/High watermark 1/32768
Socket send buffer   : Low/High watermark 2048/24576, Notify threshold 0

PDU information:
 #PDU's in buffer: 0
FIB Lookup Cache:  IFH: 0x40  PD ctx: size: 0  data:
  Num Labels: 0  Label Stack: 

RP/0/0/CPU0:R1#

TCP-Peers sind nicht direkt verbunden - Pfadsegment hat niedrigere IP-MTU

Im nächsten Szenario besteht das Ziel darin, zu beobachten und abzuschließen, was passiert, wenn es ein zwischengeschaltetes Pfadsegment mit einer niedrigeren IP-MTU gibt, während es sich im Standardzustand befindet. Dies bedeutet, dass die TCP-PMTUD deaktiviert ist. Bitte beziehen Sie sich auf dieses Bild.

Image 2.8 - R2/R3-Pfadsegment hat eine niedrigere IP-MTU.

Ein erstes Szenario besteht darin, dass die BGP-Informationen minimal sind, d. h. dass alle erforderlichen Daten für den Austausch zwischen BGP-Peers mithilfe von IP-Paketen übermittelt werden können, die unter die MTU-Mindestlänge für den Pfad von 512 Byte passen. Unter dieser Annahme erfolgt die MSS-Berechnung wie im Abschnitt TCP-Peers ohne direkte Verbindung beschrieben. Sowohl R1 als auch R4 wählen einen MSS-Wert von 1240 Byte aus.

TCP-Sitzungsdetails (siehe R4 - ACTIVE):

! – as seen from R4 – Active

RP/0/0/CPU0:R4#show tcp detail pcb 0x15390fe8
==============================================================
Connection state is ESTAB, I/O status: 0, socket status: 0
Established at Wed May 12 12:09:48 2021

PCB 0x15390fe8, SO 0x15391a7c, TCPCB 0x15391368, vrfid 0x60000000,
Pak Prio: Medium, TOS: 192, TTL: 255, Hash index: 835
Local host: 192.168.0.4, Local port: 39046 (Local App PID: 1196319)
Foreign host: 192.168.0.1, Foreign port: 179
(Local App PID/instance/SPL_APP_ID: 1196319/1/0)

Current send queue size in bytes: 0 (max 24576)
Current receive queue size in bytes: 0 (max 32768)  mis-ordered: 0 bytes
Current receive queue size in packets: 0 (max 0)

Timer          Starts    Wakeups         Next(msec)
Retrans          1267          1                0
SendWnd             0          0                0
TimeWait            0          0                0
AckHold          1280       1235                0
KeepAlive           1          0                0
PmtuAger            0          0                0
GiveUp              0          0                0
Throttle            0          0                0

   iss: 1991226354  snduna: 1991250450  sndnxt: 1991250450
sndmax: 1991250450  sndwnd: 32578       sndcwnd: 2480     
   irs: 4276699304  rcvnxt: 4276746737  rcvwnd: 31568   rcvadv: 4276778305

SRTT: 213 ms,  RTTO: 300 ms,  RTV: 54 ms,  KRTT: 0 ms
minRTT: 9 ms,  maxRTT: 269 ms

ACK hold time: 200 ms, Keepalive time: 0 sec, SYN waittime: 30 sec
Giveup time: 0 ms, Retransmission retries: 0, Retransmit forever: FALSE
Connect retries remaining: 10, connect retry interval: 30 secs

State flags: none
Feature flags: Win Scale, Nagle
Request flags: Win Scale

Datagrams (in bytes): MSS 1240, peer MSS 1240, min MSS 1240, max MSS 1240
<snip>

TCP-Sitzungsdetails, siehe R1 - PASSIVE:

! – as seen from R1 – Passive

RP/0/0/CPU0:R1#show tcp detail pcb 0x15393770
==============================================================
Connection state is ESTAB, I/O status: 0, socket status: 0
Established at Wed May 12 12:09:46 2021

PCB 0x15393770, SO 0x15392224, TCPCB 0x153928cc, vrfid 0x60000000,
Pak Prio: Medium, TOS: 192, TTL: 255, Hash index: 835
Local host: 192.168.0.1, Local port: 179 (Local App PID: 1192224)
Foreign host: 192.168.0.4, Foreign port: 39046
(Local App PID/instance/SPL_APP_ID: 1192224/1/0)

Current send queue size in bytes: 0 (max 24576)
Current receive queue size in bytes: 0 (max 32768)  mis-ordered: 0 bytes
Current receive queue size in packets: 0 (max 0)

Timer          Starts    Wakeups         Next(msec)
Retrans          1280          0                0
SendWnd             0          0                0
TimeWait            0          0                0
AckHold          1264       1213                0
KeepAlive           1          0                0
PmtuAger            0          0                0
GiveUp              0          0                0
Throttle            0          0                0

   iss: 4276699304  snduna: 4276746718  sndnxt: 4276746718
sndmax: 4276746718  sndwnd: 31587       sndcwnd: 3720     
   irs: 1991226354  rcvnxt: 1991250431  rcvwnd: 32597   rcvadv: 1991283028

SRTT: 202 ms,  RTTO: 355 ms,  RTV: 153 ms,  KRTT: 0 ms
minRTT: 9 ms,  maxRTT: 309 ms

ACK hold time: 200 ms, Keepalive time: 0 sec, SYN waittime: 30 sec
Giveup time: 0 ms, Retransmission retries: 0, Retransmit forever: FALSE
Connect retries remaining: 0, connect retry interval: 0 secs

State flags: none
Feature flags: Win Scale, Nagle
Request flags: Win Scale

Datagrams (in bytes): MSS 1240, peer MSS 1240, min MSS 1240, max MSS 1240
<snip>

Wenn die BGP-Sitzung jetzt eingerichtet ist, sollten Sie bedenken, dass eine BGP-Update-Nachricht ausgelöst wird, deren Größe die minimale Pfad-MTU von 512 Byte übersteigt. Wie an den Ausgängen zu erkennen ist, setzt Cisco IOS XR das df-Bit nicht mit der BGP-Aktualisierungsnachricht, was bedeutet, dass BGP-Informationen auf Kosten der Paketfragmentierung auf zwischengeschalteten Knoten übertragen werden.

BGP-Update von R1 bezogen - PASSIVE:

! – as seen from R1 – Passive – BGP UPDATE
! – Note Total Length of 1097 bytes higher than the IP MTU value of 512 bytes at R2-R3 path segment

23     3.450878       192.168.0.1 192.168.0.4 BGP    1111   UPDATE Message

Frame 23: 1111 bytes on wire (8888 bits), 1111 bytes captured (8888 bits) on interface 0
Ethernet II, Src: fa:16:3e:42:18:05 (fa:16:3e:42:18:05), Dst: fa:16:3e:5c:f1:80 (fa:16:3e:5c:f1:80)
Internet Protocol Version 4, Src: 192.168.0.1, Dst: 192.168.0.4
    0100 .... = Version: 4
    .... 0101 = Header Length: 20 bytes (5)
    Differentiated Services Field: 0xc0 (DSCP: CS6, ECN: Not-ECT)
    Total Length: 1097
    Identification: 0x5841 (22593)
    Flags: 0x00
        0... .... = Reserved bit: Not set
        .0.. .... = Don't fragment: Not set
        ..0. .... = More fragments: Not set
    Fragment offset: 0
    Time to live: 255
    Protocol: TCP (6)
    Header checksum: 0x54a4 [validation disabled]
    [Header checksum status: Unverified]
    Source: 192.168.0.1
    Destination: 192.168.0.4
    [Source GeoIP: Unknown]
    [Destination GeoIP: Unknown]
Transmission Control Protocol, Src Port: 179, Dst Port: 39046, Seq: 20, Ack: 20, Len: 1057
Border Gateway Protocol - UPDATE Message
    Marker: ffffffffffffffffffffffffffffffff
    Length: 1057
    Type: UPDATE Message (2)
    Withdrawn Routes Length: 0
    Total Path Attribute Length: 1034
    Path attributes
        Path Attribute - MP_REACH_NLRI
        Path Attribute - ORIGIN: INCOMPLETE
        Path Attribute - AS_PATH: empty
        Path Attribute - MULTI_EXIT_DISC: 0
        Path Attribute - LOCAL_PREF: 100

Die Fragmentierung der vom Knoten R1 bezogenen BGP-Update-Nachricht erfolgt am Knoten R2, wie durch die Erfassung des Datenverkehrs an der R2-Schnittstelle GE0/0/0/1 zu beobachten ist.

IP-Fragmentierung an Knoten R2:

! – as seen from R2 – GE0/0/0/1
! – Node R2 fragments original packet in three distinct packets

4      1.334852       192.168.0.1 192.168.0.4 BGP    522    UPDATE Message
5      0.000289       192.168.0.1 192.168.0.4 IPv4   522    Fragmented IP protocol (proto=TCP 6, off=488, ID=7b41)
6      0.000122       192.168.0.1 192.168.0.4 IPv4   135    Fragmented IP protocol (proto=TCP 6, off=976, ID=7b41)

! – Captured frame details

Frame 4: 522 bytes on wire (4176 bits), 522 bytes captured (4176 bits) on interface 0
Ethernet II, Src: fa:16:3e:61:25:f0 (fa:16:3e:61:25:f0), Dst: fa:16:3e:23:ab:27 (fa:16:3e:23:ab:27)
Internet Protocol Version 4, Src: 192.168.0.1, Dst: 192.168.0.4
    0100 .... = Version: 4
    .... 0101 = Header Length: 20 bytes (5)
    Differentiated Services Field: 0xc0 (DSCP: CS6, ECN: Not-ECT)
    Total Length: 508
    Identification: 0x7b41 (31553)
    Flags: 0x01 (More Fragments)
        0... .... = Reserved bit: Not set
        .0.. .... = Don't fragment: Not set
        ..1. .... = More fragments: Set
    Fragment offset: 0
    Time to live: 254
    Protocol: TCP (6)
    Header checksum: 0x14f1 [validation disabled]
    [Header checksum status: Unverified]
    Source: 192.168.0.1
    Destination: 192.168.0.4
    [Source GeoIP: Unknown]
    [Destination GeoIP: Unknown]
Transmission Control Protocol, Src Port: 179, Dst Port: 39046, Seq: 4276759681, Ack: 1991250830
Border Gateway Protocol - UPDATE Message
<snip>

Frame 5: 522 bytes on wire (4176 bits), 522 bytes captured (4176 bits) on interface 0
Ethernet II, Src: fa:16:3e:61:25:f0 (fa:16:3e:61:25:f0), Dst: fa:16:3e:23:ab:27 (fa:16:3e:23:ab:27)
Internet Protocol Version 4, Src: 192.168.0.1, Dst: 192.168.0.4
    0100 .... = Version: 4
    .... 0101 = Header Length: 20 bytes (5)
    Differentiated Services Field: 0xc0 (DSCP: CS6, ECN: Not-ECT)
    Total Length: 508
    Identification: 0x7b41 (31553)
    Flags: 0x01 (More Fragments)
        0... .... = Reserved bit: Not set
        .0.. .... = Don't fragment: Not set
        ..1. .... = More fragments: Set
    Fragment offset: 488
    Time to live: 254
    Protocol: TCP (6)
    Header checksum: 0x14b4 [validation disabled]
    [Header checksum status: Unverified]
    Source: 192.168.0.1
    Destination: 192.168.0.4
    [Source GeoIP: Unknown]
    [Destination GeoIP: Unknown]
Data (488 bytes)
<snip>

Frame 6: 135 bytes on wire (1080 bits), 135 bytes captured (1080 bits) on interface 0
Ethernet II, Src: fa:16:3e:61:25:f0 (fa:16:3e:61:25:f0), Dst: fa:16:3e:23:ab:27 (fa:16:3e:23:ab:27)
Internet Protocol Version 4, Src: 192.168.0.1, Dst: 192.168.0.4
    0100 .... = Version: 4
    .... 0101 = Header Length: 20 bytes (5)
    Differentiated Services Field: 0xc0 (DSCP: CS6, ECN: Not-ECT)
    Total Length: 121
    Identification: 0x7b41 (31553)
    Flags: 0x00
        0... .... = Reserved bit: Not set
        .0.. .... = Don't fragment: Not set
        ..0. .... = More fragments: Not set
    Fragment offset: 976
    Time to live: 254
    Protocol: TCP (6)
    Header checksum: 0x35fa [validation disabled]
    [Header checksum status: Unverified]
    Source: 192.168.0.1
    Destination: 192.168.0.4
    [Source GeoIP: Unknown]
    [Destination GeoIP: Unknown]
Data (101 bytes)
<snip>

Szenarien - TCP-PMTUD aktiviert

PMTUD aktivieren

Sobald die PMTUD aktiviert ist, wird bei der anfänglichen MSS-Berechnung immer die IP-MTU der Ausgangsschnittstelle berücksichtigt, unabhängig davon, ob Peers direkt oder nicht direkt verbunden sind.

Dieses Szenario bietet Einblicke in das erwartete Verhalten, wenn die PMTUD aktiviert ist. Hier übernimmt der Cisco IOS XR-Knoten R4 die aktive Rolle, verwaltet die TCP-Verbindung und öffnet die TCP-Sitzung mit dem Cisco IOS XR-Knoten R1 auf dem Zielport 179. Beide Knoten verwenden die IP-MTU-Standardwerte auf ihren Schnittstellen.

Bild 3.1 - TCP-PMTUD aktiviert.

Die MSS-Berechnung in diesem Szenario lässt sich wie folgt zusammenfassen:  

• Alle Knoten verwenden einen IP-MTU-Wert von 1500 Byte.
• Die TCP Path MTU-Erkennung ist aktiviert.
• TCP-Peers sind nicht direkt verbunden.
  • R4 verwaltet die BGP-Verbindung
  • R4 sendet SYN mit MSS von 1460 Byte
    • 1500 (Schnittstellen-IP-MTU) - 20 (minTCP_H) - 20 (minIP_H)
  • R1 sendet SYN, ACK mit MSS von 1460 Byte
    • Sendet den unteren Wert von [Received MSS; Lokale anfängliche MSS]
    • Empfangene MSS 1460 Byte Lokale anfängliche MSS 1.460 Byte
  • Der niedrigste MSS-Wert wird auf beiden Peers verwendet.

Um die Verhaltensänderung hervorzuheben, die durch die Aktivierung der PMTUD eingeführt wurde, veranschaulichen die folgenden Ausgaben die Abfolge der Ereignisse:

1. Der anfängliche Status einer etablierten TCP-Sitzung im Standardszenario "PMTUD deaktiviert".
2. Die PMTUD wird auf beiden TCP-Peers R4 und R1 konfiguriert und aktiviert.
3. Die TCP-Sitzung wird neu gestartet, die MSS-Berechnung erfolgt und wird von der TCP-PMTUD beeinflusst.

Wie auf R4 zu sehen - ACTIVE - TCP PMTUD disabled (Standard):

! – as seen on R4 – Active
! – TCP path mtu discovery disabled (default)
! – TCP session initial state

RP/0/0/CPU0:R4#show tcp detail pcb 0x121536c8
Fri Jan  8 16:06:30.237 UTC
==============================================================
Connection state is ESTAB, I/O status: 0, socket status: 0
Established at Fri Jan  8 16:05:15 2021

PCB 0x121536c8, SO 0x12155370, TCPCB 0x12154f64, vrfid 0x60000000,
Pak Prio: Medium, TOS: 192, TTL: 255, Hash index: 376
Local host: 192.168.0.4, Local port: 20155 (Local App PID: 1052958)
Foreign host: 192.168.0.1, Foreign port: 179

Current send queue size in bytes: 0 (max 24576)
Current receive queue size in bytes: 0 (max 32768)  mis-ordered: 0 bytes
Current receive queue size in packets: 0 (max 0)

Timer          Starts    Wakeups         Next(msec)
Retrans             6          1                0
SendWnd             0          0                0
TimeWait            0          0                0
AckHold             3          2                0
KeepAlive           1          0                0
PmtuAger            0          0                0
GiveUp              0          0                0
Throttle            0          0                0

   iss: 357400981   snduna: 357401257   sndnxt: 357401257
sndmax: 357401257   sndwnd: 32546       sndcwnd: 3720     
   irs: 524019443   rcvnxt: 524019719   rcvwnd: 32565   rcvadv: 524052284

SRTT: 72 ms,  RTTO: 416 ms,  RTV: 344 ms,  KRTT: 0 ms
minRTT: 19 ms,  maxRTT: 229 ms

ACK hold time: 200 ms, Keepalive time: 0 sec, SYN waittime: 30 sec
Giveup time: 0 ms, Retransmission retries: 0, Retransmit forever: FALSE
Connect retries remaining: 30, connect retry interval: 30 secs

State flags: none
Feature flags: Win Scale, Nagle
Request flags: Win Scale

Datagrams (in bytes): MSS 1240, peer MSS 1240, min MSS 1240, max MSS 1240

Window scales: rcv 0, snd 0, request rcv 0, request snd 0
Timestamp option: recent 0, recent age 0, last ACK sent 0
Sack blocks {start, end}: none
Sack holes {start, end, dups, rxmit}: none

Socket options: SO_REUSEADDR, SO_REUSEPORT, SO_NBIO
Socket states: SS_ISCONNECTED, SS_PRIV
Socket receive buffer states: SB_DEL_WAKEUP
Socket send buffer states: SB_DEL_WAKEUP
Socket receive buffer: Low/High watermark 1/32768
Socket send buffer   : Low/High watermark 2048/24576, Notify threshold 0

PDU information:
 #PDU's in buffer: 0
FIB Lookup Cache:  IFH: 0x40  PD ctx: size: 0  data:
  Num Labels: 0  Label Stack: 

RP/0/0/CPU0:R4#

Wie auf R1 zu sehen - PASSIVE - TCP PMTUD deaktiviert (Standard):

! – as seen on R1 - Passive 
! – TCP path mtu discovery disabled (default)
! – TCP session initial state

RP/0/0/CPU0:R1#show tcp detail pcb 0x12157020
Fri Jan  8 16:05:52.868 UTC
==============================================================
Connection state is ESTAB, I/O status: 0, socket status: 0
Established at Fri Jan  8 16:05:12 2021

PCB 0x12157020, SO 0x121565ac, TCPCB 0x121560ec, vrfid 0x60000000,
Pak Prio: Medium, TOS: 192, TTL: 255, Hash index: 376
Local host: 192.168.0.1, Local port: 179 (Local App PID: 983326)
Foreign host: 192.168.0.4, Foreign port: 20155

Current send queue size in bytes: 0 (max 24576)
Current receive queue size in bytes: 0 (max 32768)  mis-ordered: 0 bytes
Current receive queue size in packets: 0 (max 0)

Timer          Starts    Wakeups         Next(msec)
Retrans             3          0                0
SendWnd             0          0                0
TimeWait            0          0                0
AckHold             3          1                0
KeepAlive           1          0                0
PmtuAger            0          0                0
GiveUp              0          0                0
Throttle            0          0                0

   iss: 524019443   snduna: 524019700   sndnxt: 524019700
sndmax: 524019700   sndwnd: 32584       sndcwnd: 3720     
   irs: 357400981   rcvnxt: 357401238   rcvwnd: 32565   rcvadv: 357433803

SRTT: 46 ms,  RTTO: 300 ms,  RTV: 249 ms,  KRTT: 0 ms
minRTT: 19 ms,  maxRTT: 239 ms

ACK hold time: 200 ms, Keepalive time: 0 sec, SYN waittime: 30 sec
Giveup time: 0 ms, Retransmission retries: 0, Retransmit forever: FALSE
Connect retries remaining: 0, connect retry interval: 0 secs

State flags: none
Feature flags: Win Scale, Nagle
Request flags: Win Scale

Datagrams (in bytes): MSS 1240, peer MSS 1240, min MSS 1240, max MSS 1240

Window scales: rcv 0, snd 0, request rcv 0, request snd 0
Timestamp option: recent 0, recent age 0, last ACK sent 0
Sack blocks {start, end}: none
Sack holes {start, end, dups, rxmit}: none

Socket options: SO_REUSEADDR, SO_REUSEPORT, SO_NBIO
Socket states: SS_ISCONNECTED, SS_PRIV
Socket receive buffer states: SB_DEL_WAKEUP
Socket send buffer states: SB_DEL_WAKEUP
Socket receive buffer: Low/High watermark 1/32768
Socket send buffer   : Low/High watermark 2048/24576, Notify threshold 0

PDU information:
 #PDU's in buffer: 0
FIB Lookup Cache:  IFH: 0x40  PD ctx: size: 0  data:
  Num Labels: 0  Label Stack: 

RP/0/0/CPU0:R1#

Wie auf R4 zu sehen - ACTIVE - TCP PMTUD aktiviert:

! – 'debug tcp pmtud' output on R4
! - tcp path mtu discovery enabled and uses default Path MTU aging timer (10 min / 600000 msec)

RP/0/0/CPU0:Jan  8 16:09:28.285 : tcp[399]: [t21] Try to enable path MTU discovery(neww age timer: 10 min)
RP/0/0/CPU0:Jan  8 16:09:28.285 : tcp[399]: [t21] Path mtu is ON (age-timer: 10)

! – as seen on R4 – Active
! – TCP PMTUD is enabled

RP/0/0/CPU0:R4#show tcp detail pcb 0x121536c8
Fri Jan  8 16:11:00.138 UTC
==============================================================
Connection state is ESTAB, I/O status: 0, socket status: 0
Established at Fri Jan  8 16:05:15 2021

PCB 0x121536c8, SO 0x12155370, TCPCB 0x12154f64, vrfid 0x60000000,
Pak Prio: Medium, TOS: 192, TTL: 255, Hash index: 376
Local host: 192.168.0.4, Local port: 20155 (Local App PID: 1052958)
Foreign host: 192.168.0.1, Foreign port: 179

Current send queue size in bytes: 0 (max 24576)
Current receive queue size in bytes: 0 (max 32768)  mis-ordered: 0 bytes
Current receive queue size in packets: 0 (max 0)

Timer          Starts    Wakeups         Next(msec)
Retrans            10          1                0
SendWnd             0          0                0
TimeWait            0          0                0
AckHold             7          4                0
KeepAlive           1          0                0
PmtuAger            1          0           508096
GiveUp              0          0                0
Throttle            0          0                0

   iss: 357400981   snduna: 357401333   sndnxt: 357401333
sndmax: 357401333   sndwnd: 32470       sndcwnd: 3720     
   irs: 524019443   rcvnxt: 524019795   rcvwnd: 32489   rcvadv: 524052284

SRTT: 116 ms,  RTTO: 578 ms,  RTV: 462 ms,  KRTT: 0 ms
minRTT: 9 ms,  maxRTT: 229 ms

ACK hold time: 200 ms, Keepalive time: 0 sec, SYN waittime: 30 sec
Giveup time: 0 ms, Retransmission retries: 0, Retransmit forever: FALSE
Connect retries remaining: 30, connect retry interval: 30 secs

State flags: PMTU ager
Feature flags: Win Scale, Nagle, Path MTU
Request flags: Win Scale

Datagrams (in bytes): MSS 1240, peer MSS 1240, min MSS 1240, max MSS 1240

Window scales: rcv 0, snd 0, request rcv 0, request snd 0
Timestamp option: recent 0, recent age 0, last ACK sent 0
Sack blocks {start, end}: none
Sack holes {start, end, dups, rxmit}: none

Socket options: SO_REUSEADDR, SO_REUSEPORT, SO_NBIO
Socket states: SS_ISCONNECTED, SS_PRIV
Socket receive buffer states: SB_DEL_WAKEUP
Socket send buffer states: SB_DEL_WAKEUP
Socket receive buffer: Low/High watermark 1/32768
Socket send buffer   : Low/High watermark 2048/24576, Notify threshold 0

PDU information:
 #PDU's in buffer: 0
FIB Lookup Cache:  IFH: 0x40  PD ctx: size: 0  data:
  Num Labels: 0  Label Stack: 

RP/0/0/CPU0:R4#

Wie auf R1 zu sehen - PASSIVE - TCP PMTUD aktiviert:

! – 'debug tcp pmtud' output on R1
! - tcp path mtu discovery is enabled and uses default Path MTU aging timer (10 min / 600000 msec)

RP/0/0/CPU0:Jan  8 16:09:25.214 : tcp[399]: [t21] Try to enable path MTU discovery(neww age timer: 10 min)
RP/0/0/CPU0:Jan  8 16:09:25.214 : tcp[399]: [t21] Path mtu is ON (age-timer: 10)

! – as seen on R1 - Passive
! – TCP PMTUD is enabled

RP/0/0/CPU0:R1#show tcp detail pcb 0x12157020
Fri Jan  8 16:10:03.101 UTC
==============================================================
Connection state is ESTAB, I/O status: 0, socket status: 0
Established at Fri Jan  8 16:05:12 2021

PCB 0x12157020, SO 0x121565ac, TCPCB 0x121560ec, vrfid 0x60000000,
Pak Prio: Medium, TOS: 192, TTL: 255, Hash index: 376
Local host: 192.168.0.1, Local port: 179 (Local App PID: 983326)
Foreign host: 192.168.0.4, Foreign port: 20155

Current send queue size in bytes: 0 (max 24576)
Current receive queue size in bytes: 0 (max 32768)  mis-ordered: 0 bytes
Current receive queue size in packets: 0 (max 0)

Timer          Starts    Wakeups         Next(msec)
Retrans             7          0                0
SendWnd             0          0                0
TimeWait            0          0                0
AckHold             7          4                0
KeepAlive           1          0                0
PmtuAger            1          0           562042
GiveUp              0          0                0
Throttle            0          0                0

   iss: 524019443   snduna: 524019776   sndnxt: 524019776
sndmax: 524019776   sndwnd: 32508       sndcwnd: 3720     
   irs: 357400981   rcvnxt: 357401314   rcvwnd: 32489   rcvadv: 357433803

SRTT: 95 ms,  RTTO: 528 ms,  RTV: 433 ms,  KRTT: 0 ms
minRTT: 19 ms,  maxRTT: 239 ms

ACK hold time: 200 ms, Keepalive time: 0 sec, SYN waittime: 30 sec
Giveup time: 0 ms, Retransmission retries: 0, Retransmit forever: FALSE
Connect retries remaining: 0, connect retry interval: 0 secs

State flags: PMTU ager
Feature flags: Win Scale, Nagle, Path MTU
Request flags: Win Scale

Datagrams (in bytes): MSS 1240, peer MSS 1240, min MSS 1240, max MSS 1240

Window scales: rcv 0, snd 0, request rcv 0, request snd 0
Timestamp option: recent 0, recent age 0, last ACK sent 0
Sack blocks {start, end}: none
Sack holes {start, end, dups, rxmit}: none

Socket options: SO_REUSEADDR, SO_REUSEPORT, SO_NBIO
Socket states: SS_ISCONNECTED, SS_PRIV
Socket receive buffer states: SB_DEL_WAKEUP
Socket send buffer states: SB_DEL_WAKEUP
Socket receive buffer: Low/High watermark 1/32768
Socket send buffer   : Low/High watermark 2048/24576, Notify threshold 0

PDU information:
 #PDU's in buffer: 0
FIB Lookup Cache:  IFH: 0x40  PD ctx: size: 0  data:
  Num Labels: 0  Label Stack: 

RP/0/0/CPU0:R1#

Beachten Sie das Verhalten des PMTU-Pager-Timers:

! – Note PmtuAger timer initial value is 10min
! – but after initial interval expires then it expires every 2min
! – As seen from 'debug tcp pmtud' output
! – TCP PMTUD is enabled

RP/0/0/CPU0:Jan  8 16:09:25.214 : tcp[399]: [t21] Try to enable path MTU discovery(neww age timer: 10 min)
RP/0/0/CPU0:Jan  8 16:09:25.214 : tcp[399]: [t21] Path mtu is ON (age-timer: 10)
RP/0/0/CPU0:Jan  8 16:19:25.233 : tcp[399]: [t21] PCB 0x12157020: Trying next higher MTU: 1240
RP/0/0/CPU0:Jan  8 16:21:25.245 : tcp[399]: [t21] PCB 0x12157020: Trying next higher MTU: 1240
RP/0/0/CPU0:Jan  8 16:23:25.256 : tcp[399]: [t21] PCB 0x12157020: Trying next higher MTU: 1240

Wie auf R4 zu sehen - ACTIVE - BGP Session restart - TCP SYN:

! – Once BGP session is cleared
! – TCP SYN sourced from R4 – Active
! – MSS calculation takes place and is influenced by TCP PMTUD

2734   4.810311       192.168.0.4 192.168.0.1 TCP    62     32077 → 179 [SYN] Seq=0 Win=16384 Len=0 MSS=1460 WS=1

Frame 2734: 62 bytes on wire (496 bits), 62 bytes captured (496 bits) on interface 0
Ethernet II, Src: fa:16:3e:d7:7e:f6 (fa:16:3e:d7:7e:f6), Dst: fa:16:3e:8f:8f:54 (fa:16:3e:8f:8f:54)
Internet Protocol Version 4, Src: 192.168.0.4, Dst: 192.168.0.1
Transmission Control Protocol, Src Port: 32077, Dst Port: 179, Seq: 0, Len: 0
    Source Port: 32077
    Destination Port: 179
    [Stream index: 25]
    [TCP Segment Len: 0]
    Sequence number: 0    (relative sequence number)
    Acknowledgment number: 0
    Header Length: 28 bytes
    Flags: 0x002 (SYN)
    Window size value: 16384
    [Calculated window size: 16384]
    Checksum: 0x6398 [unverified]
    [Checksum Status: Unverified]
    Urgent pointer: 0
    Options: (8 bytes), Maximum segment size, Window scale, End of Option List (EOL)
        Maximum segment size: 1460 bytes
            Kind: Maximum Segment Size (2)
            Length: 4
            MSS Value: 1460
        Window scale: 0 (multiply by 1)
        End of Option List (EOL)

Wie auf R1 zu sehen - PASSIVE - BGP Session restart - TCP SYN, ACK.

! – Once BGP session is cleared
! – TCP SYN,ACK sourced from R1 - Passive
! – MSS calculation takes place and is influenced by TCP PMTUD

2735   0.003879       192.168.0.1 192.168.0.4 TCP    62     179 → 32077 [SYN, ACK] Seq=0 Ack=1 Win=16384 Len=0 MSS=1460 WS=1

Frame 2735: 62 bytes on wire (496 bits), 62 bytes captured (496 bits) on interface 0
Ethernet II, Src: fa:16:3e:8f:8f:54 (fa:16:3e:8f:8f:54), Dst: fa:16:3e:d7:7e:f6 (fa:16:3e:d7:7e:f6)
Internet Protocol Version 4, Src: 192.168.0.1, Dst: 192.168.0.4
Transmission Control Protocol, Src Port: 179, Dst Port: 32077, Seq: 0, Ack: 1, Len: 0
    Source Port: 179
    Destination Port: 32077
    [Stream index: 25]
    [TCP Segment Len: 0]
    Sequence number: 0    (relative sequence number)
    Acknowledgment number: 1    (relative ack number)
    Header Length: 28 bytes
    Flags: 0x012 (SYN, ACK)
    Window size value: 16384
    [Calculated window size: 16384]
    Checksum: 0xbf77 [unverified]
    [Checksum Status: Unverified]
    Urgent pointer: 0
    Options: (8 bytes), Maximum segment size, Window scale, End of Option List (EOL)
        Maximum segment size: 1460 bytes
            Kind: Maximum Segment Size (2)
            Length: 4
            MSS Value: 1460
        Window scale: 0 (multiply by 1)
        End of Option List (EOL)

Details zu TCP-Sitzungen siehe R4 - ACTIVE - nach Aktivierung der TCP-PMTUD und Löschen der BGP-Sitzung:

! – BGP session re-established
! – as seen on R4 – Active

RP/0/0/CPU0:R4#show tcp detail pcb 0x121567f4
Fri Jan  8 16:45:13.928 UTC
==============================================================
Connection state is ESTAB, I/O status: 0, socket status: 0
Established at Fri Jan  8 16:41:49 2021

PCB 0x121567f4, SO 0x12154460, TCPCB 0x12156190, vrfid 0x60000000,
Pak Prio: Medium, TOS: 192, TTL: 255, Hash index: 10
Local host: 192.168.0.4, Local port: 32077 (Local App PID: 1052958)
Foreign host: 192.168.0.1, Foreign port: 179

Current send queue size in bytes: 0 (max 24576)
Current receive queue size in bytes: 0 (max 32768)  mis-ordered: 0 bytes
Current receive queue size in packets: 0 (max 0)

Timer          Starts    Wakeups         Next(msec)
Retrans             8          1                0
SendWnd             0          0                0
TimeWait            0          0                0
AckHold             5          3                0
KeepAlive           1          0                0
PmtuAger            0          0                0
GiveUp              0          0                0
Throttle            0          0                0

   iss: 1254100669  snduna: 1254100983  sndnxt: 1254100983
sndmax: 1254100983  sndwnd: 32508       sndcwnd: 4380     
   irs: 839938559   rcvnxt: 839938873   rcvwnd: 32527   rcvadv: 839971400

SRTT: 79 ms,  RTTO: 485 ms,  RTV: 406 ms,  KRTT: 0 ms
minRTT: 9 ms,  maxRTT: 229 ms

ACK hold time: 200 ms, Keepalive time: 0 sec, SYN waittime: 30 sec
Giveup time: 0 ms, Retransmission retries: 0, Retransmit forever: FALSE
Connect retries remaining: 30, connect retry interval: 30 secs

State flags: none
Feature flags: Win Scale, Nagle, Path MTU
Request flags: Win Scale

Datagrams (in bytes): MSS 1460, peer MSS 1460, min MSS 1460, max MSS 1460

Window scales: rcv 0, snd 0, request rcv 0, request snd 0
Timestamp option: recent 0, recent age 0, last ACK sent 0
Sack blocks {start, end}: none
Sack holes {start, end, dups, rxmit}: none

Socket options: SO_REUSEADDR, SO_REUSEPORT, SO_NBIO
Socket states: SS_ISCONNECTED, SS_PRIV
Socket receive buffer states: SB_DEL_WAKEUP
Socket send buffer states: SB_DEL_WAKEUP
Socket receive buffer: Low/High watermark 1/32768
Socket send buffer   : Low/High watermark 2048/24576, Notify threshold 0

PDU information:
 #PDU's in buffer: 0
FIB Lookup Cache:  IFH: 0x40  PD ctx: size: 0  data:
  Num Labels: 0  Label Stack: 

RP/0/0/CPU0:R4#

Details zu TCP-Sitzungen finden Sie auf R1 - PASSIVE -, nachdem die TCP-PMTUD aktiviert und die BGP-Sitzung gelöscht wurde.

! – BGP session re-established
! – as seen on R1 – Passive

RP/0/0/CPU0:R1#show tcp detail pcb 0x121558cc
Fri Jan  8 16:44:59.448 UTC
==============================================================
Connection state is ESTAB, I/O status: 0, socket status: 0
Established at Fri Jan  8 16:41:46 2021

PCB 0x121558cc, SO 0x121556d4, TCPCB 0x121575bc, vrfid 0x60000000,
Pak Prio: Medium, TOS: 192, TTL: 255, Hash index: 10
Local host: 192.168.0.1, Local port: 179 (Local App PID: 983326)
Foreign host: 192.168.0.4, Foreign port: 32077

Current send queue size in bytes: 0 (max 24576)
Current receive queue size in bytes: 0 (max 32768)  mis-ordered: 0 bytes
Current receive queue size in packets: 0 (max 0)

Timer          Starts    Wakeups         Next(msec)
Retrans             6          0                0
SendWnd             0          0                0
TimeWait            0          0                0
AckHold             6          3                0
KeepAlive           1          0                0
PmtuAger            0          0                0
GiveUp              0          0                0
Throttle            0          0                0

   iss: 839938559   snduna: 839938873   sndnxt: 839938873
sndmax: 839938873   sndwnd: 32527       sndcwnd: 4380     
   irs: 1254100669  rcvnxt: 1254100983  rcvwnd: 32508   rcvadv: 1254133491

SRTT: 76 ms,  RTTO: 454 ms,  RTV: 378 ms,  KRTT: 0 ms
minRTT: 19 ms,  maxRTT: 219 ms

ACK hold time: 200 ms, Keepalive time: 0 sec, SYN waittime: 30 sec
Giveup time: 0 ms, Retransmission retries: 0, Retransmit forever: FALSE
Connect retries remaining: 0, connect retry interval: 0 secs

State flags: none
Feature flags: Win Scale, Nagle, Path MTU
Request flags: Win Scale

Datagrams (in bytes): MSS 1460, peer MSS 1460, min MSS 1460, max MSS 1460

Window scales: rcv 0, snd 0, request rcv 0, request snd 0
Timestamp option: recent 0, recent age 0, last ACK sent 0
Sack blocks {start, end}: none
Sack holes {start, end, dups, rxmit}: none

Socket options: SO_REUSEADDR, SO_REUSEPORT, SO_NBIO
Socket states: SS_ISCONNECTED, SS_PRIV
Socket receive buffer states: SB_DEL_WAKEUP
Socket send buffer states: SB_DEL_WAKEUP
Socket receive buffer: Low/High watermark 1/32768
Socket send buffer   : Low/High watermark 2048/24576, Notify threshold 0

PDU information:
 #PDU's in buffer: 0
FIB Lookup Cache:  IFH: 0x40  PD ctx: size: 0  data:
  Num Labels: 0  Label Stack: 

RP/0/0/CPU0:R1#

PMTUD - Pfadsegment hat niedrigere IP-MTU

Das vorherige Szenario bot einen besseren Einblick in die Vorgänge bei der anfänglichen Einrichtung einer TCP-Sitzung bei aktivierter PMTUD. Dieses Szenario baut auf den oberen Bereich auf und hilft zu verstehen, wie die TCP-PMTUD funktioniert und welchen Einfluss sie auf etablierte TCP-Sitzungen hat.

Image 3.2 - PMTUD aktiviert, und das Pfadsegment hat eine niedrigere IP-MTU.

Betrachten Sie das vorherige Image als Referenz. Nehmen Sie an, die BGP-Sitzung ist eingerichtet, und R1 sendet die BGP-Update-Nachricht, die von einem IP-Paket mit einer Größe von mehr als 512 Byte übermittelt wird. Bei aktivierter PMTUD ist jetzt das DF-Bit (Don’t Fragment) festgelegt. Daher verwirft Knoten R2 das IP-Paket und sendet eine ICMP-Nachricht (Internet Control Message Protocol) (Destination Unreachable - Typ 3; Fragmentierung erforderlich - Code 4) zurück zu R1. Am Knoten R1 nach Empfang der ICMP-Meldung wird die PMTUD ausgelöst und versucht, den Pfad mit der niedrigsten IP-MTU festzulegen. Dazu wird der nächstniedrigere Wert aus einer Reihe klar definierter Plateaustufen verwendet, d. h. ein neuer TCP-Session-MSS-Wert. TCP sendet dann das ursprüngliche BGP-Update mit dem neuen MSS-Wert erneut, und dieser Vorgang wird so oft wiederholt, wie es erforderlich ist, bis die ICMP-Meldung (Destination Unreachable - Typ 3; Fragmentierung erforderlich - Code 4) wird nicht mehr empfangen. Dies bedeutet, bis der verwendete MSS-Wert so hoch ist, dass jedes gesendete Paket unter die niedrigste IP-MTU für das Pfadsegment fällt. Im Laufe der Zeit durchläuft die PMTUD, die vom PmtuAger-Timer gesteuert wird, die Plateaupegel in umgekehrter Richtung und erhöht die MSS wieder auf ihren Maximalwert. Wenn eine ICMP-Meldung (Destination Unreachable - type 3 ; Fragmentierung erforderlich - Code 4) wird wieder empfangen, dann wirkt die PMTUD wie zuvor beschrieben.

Die nächsten Ausgaben durchlaufen das eben beschriebene PMTUD-Verhalten und beginnen mit dem Szenario einer eingerichteten TCP-Sitzung. Hier spielt der Cisco IOS XR-Knoten R4 eine aktive Rolle. Daher verwaltet er die TCP-Verbindung und öffnet die TCP-Sitzung mit R1 auf dem Zielport 179. Beide Knoten verwenden die standardmäßigen IP-MTU-Werte auf ihren Schnittstellen. Die anfängliche MSS-Berechnung in diesem Szenario lässt sich wie folgt zusammenfassen:  

• Das Zwischensegment zwischen R2- und R3-Knoten verwendet eine nicht standardmäßige IP-MTU von 512 Byte.
• R1 und R4 verwenden MTU-Standardwerte auf ihren Schnittstellen.
• Die TCP-Pfad-MTU-Erkennung ist aktiviert.
• TCP-Peers sind nicht direkt verbunden.
  • R4 verwaltet die BGP-Verbindung.
  • R4 sendet SYN mit einer MSS von 1460 Byte.
    • 1500 (Interface IP MTU) - 20 (minTCP_H) - 20 (minIP_H).
  • R1 sendet SYN, ACK mit MSS von 1460 Byte.
    • Sendet den unteren Wert von [Received MSS; anfängliche lokale MSS].
    • Empfangene MSS 1460 Byte Lokale anfängliche MSS 1.460 Byte.
  • Der niedrigste MSS-Wert wird auf beiden Peers verwendet.

TCP SYN bezogen von R4:

! – Initial TCP session establishment
! – TCP SYN sourced from R4

392    6.752774       192.168.0.4 192.168.0.1 TCP    62     32449 → 179 [SYN] Seq=0 Win=16384 Len=0 MSS=1460 WS=1

Frame 392: 62 bytes on wire (496 bits), 62 bytes captured (496 bits) on interface 0
Ethernet II, Src: fa:16:3e:5c:f1:80 (fa:16:3e:5c:f1:80), Dst: fa:16:3e:42:18:05 (fa:16:3e:42:18:05)
Internet Protocol Version 4, Src: 192.168.0.4, Dst: 192.168.0.1
Transmission Control Protocol, Src Port: 32449, Dst Port: 179, Seq: 0, Len: 0
    Source Port: 32449
    Destination Port: 179
    [Stream index: 10]
    [TCP Segment Len: 0]
    Sequence number: 0    (relative sequence number)
    Acknowledgment number: 0
    Header Length: 28 bytes
    Flags: 0x002 (SYN)
    Window size value: 16384
    [Calculated window size: 16384]
    Checksum: 0x6858 [unverified]
    [Checksum Status: Unverified]
    Urgent pointer: 0
    Options: (8 bytes), Maximum segment size, Window scale, End of Option List (EOL)
        Maximum segment size: 1460 bytes
            Kind: Maximum Segment Size (2)
            Length: 4
            MSS Value: 1460
        Window scale: 0 (multiply by 1)
        End of Option List (EOL)

TCP SYN, ACK bezogen von R1:

! – Initial TCP session establishment
! – TCP SYN,ACK sourced from R1

393    0.003628      192.168.0.1 192.168.0.4 TCP    62     179 → 32449 [SYN, ACK] Seq=0 Ack=1 Win=16384 Len=0 MSS=1460 WS=1

Frame 393: 62 bytes on wire (496 bits), 62 bytes captured (496 bits) on interface 0
Ethernet II, Src: fa:16:3e:42:18:05 (fa:16:3e:42:18:05), Dst: fa:16:3e:5c:f1:80 (fa:16:3e:5c:f1:80)
Internet Protocol Version 4, Src: 192.168.0.1, Dst: 192.168.0.4
Transmission Control Protocol, Src Port: 179, Dst Port: 32449, Seq: 0, Ack: 1, Len: 0
    Source Port: 179
    Destination Port: 32449
    [Stream index: 10]
    [TCP Segment Len: 0]
    Sequence number: 0    (relative sequence number)
    Acknowledgment number: 1    (relative ack number)
    Header Length: 28 bytes
    Flags: 0x012 (SYN, ACK)
    Window size value: 16384
    [Calculated window size: 16384]
    Checksum: 0x509e [unverified]
    [Checksum Status: Unverified]
    Urgent pointer: 0
    Options: (8 bytes), Maximum segment size, Window scale, End of Option List (EOL)
        Maximum segment size: 1460 bytes
            Kind: Maximum Segment Size (2)
            Length: 4
            MSS Value: 1460
        Window scale: 0 (multiply by 1)
        End of Option List (EOL)

Nachdem die BGP-Sitzung hergestellt ist, sendet Knoten R1 die BGP-Update-Nachricht und empfängt die ICMP-Nachricht (Destination Unreachable - Typ 3; Fragmentierung erforderlich - Code 4) im Gegenzug aus Knoten R2 bezogen.

Dies liegt daran, dass das IP-Paket, das die BGP-Aktualisierungsnachricht überträgt, mit einem DF-Bit-Satz versehen ist und die im R2/R3-Segment verwendete IP-MTU von 512 Byte kleiner ist als die IP-Paketgröße von 1116 Byte. Wie bereits erläutert, löst der Empfang der ICMP-Nachricht die PMTUD aus.

Bei R1 ICMP wird eine Meldung vom Typ 3/Code 4 empfangen:

! – as seen from R1 – Passive
! – After session is established R1 sends BGP Update message with IP length of 1116 Bytes
! – note IP Header Flags shows DF bit set

528    5.893055       192.168.0.1 192.168.0.4 BGP    1130   UPDATE Message, KEEPALIVE Message

Frame 528: 1130 bytes on wire (9040 bits), 1130 bytes captured (9040 bits) on interface 0
Ethernet II, Src: fa:16:3e:42:18:05 (fa:16:3e:42:18:05), Dst: fa:16:3e:5c:f1:80 (fa:16:3e:5c:f1:80)
Internet Protocol Version 4, Src: 192.168.0.1, Dst: 192.168.0.4
    0100 .... = Version: 4
    .... 0101 = Header Length: 20 bytes (5)
    Differentiated Services Field: 0xc0 (DSCP: CS6, ECN: Not-ECT)
    Total Length: 1116
    Identification: 0x8c37 (35895)
    Flags: 0x02 (Don't Fragment)
    Fragment offset: 0
    Time to live: 255
    Protocol: TCP (6)
    Header checksum: 0xe09a [validation disabled]
    [Header checksum status: Unverified]
    Source: 192.168.0.1
    Destination: 192.168.0.4
    [Source GeoIP: Unknown]
    [Destination GeoIP: Unknown]
Transmission Control Protocol, Src Port: 179, Dst Port: 32449, Seq: 318, Ack: 251, Len: 1076
Border Gateway Protocol - UPDATE Message
Border Gateway Protocol - KEEPALIVE Message
<snip>

! – as seen from R1 – Passive
! – IP MTU on R2/R3 is lower than IP packet length and DF bit is set
! – R1 receives ICMP error message from R2
! – note R2 ICMP error message carries Next-Hop MTU
! – “The size in octets of the largest datagram that could be forwarded, along the path of
!   the original datagram, without being fragmented at this router. The size includes the
!   IP header and IP data, and does not include any lower-level headers.”

529    0.002423       10.2.3.1       192.168.0.1 ICMP   110    Destination unreachable (Fragmentation needed)

Frame 529: 110 bytes on wire (880 bits), 110 bytes captured (880 bits) on interface 0
Ethernet II, Src: fa:16:3e:5c:f1:80 (fa:16:3e:5c:f1:80), Dst: fa:16:3e:42:18:05 (fa:16:3e:42:18:05)
Internet Protocol Version 4, Src: 10.2.3.1, Dst: 192.168.0.1
    0100 .... = Version: 4
    .... 0101 = Header Length: 20 bytes (5)
    Differentiated Services Field: 0x00 (DSCP: CS0, ECN: Not-ECT)
    Total Length: 96
    Identification: 0x0001 (1)
    Flags: 0x00
    Fragment offset: 0
    Time to live: 255
    Protocol: ICMP (1)
    Header checksum: 0xac97 [validation disabled]
    [Header checksum status: Unverified]
    Source: 10.2.3.1
    Destination: 192.168.0.1
    [Source GeoIP: Unknown]
    [Destination GeoIP: Unknown]
Internet Control Message Protocol
    Type: 3 (Destination unreachable)
    Code: 4 (Fragmentation needed)
    Checksum: 0x2d52 [correct]
    [Checksum Status: Good]
    Length: 17
    [Length of original datagram: 68]
    Unused: 0011
    MTU of next hop: 512
    Internet Protocol Version 4, Src: 192.168.0.1, Dst: 192.168.0.4
        0100 .... = Version: 4
        .... 0101 = Header Length: 20 bytes (5)
        Differentiated Services Field: 0xc0 (DSCP: CS6, ECN: Not-ECT)
        Total Length: 1116
        Identification: 0x8c37 (35895)
        Flags: 0x02 (Don't Fragment)
        Fragment offset: 0
        Time to live: 254
        Protocol: TCP (6)
        Header checksum: 0xe19a [validation disabled]
        [Header checksum status: Unverified]
        Source: 192.168.0.1
        Destination: 192.168.0.4
        [Source GeoIP: Unknown]
        [Destination GeoIP: Unknown]
    Transmission Control Protocol, Src Port: 179, Dst Port: 32449, Seq: 2847698730, Ack: 2130367817
    Border Gateway Protocol - UPDATE Message
[Packet size limited during capture: IPv4 truncated]

Am Knoten R1, der durch eine ICMP-Meldung ausgelöst wird, versucht die TCP-PMTUD, die niedrigste End-to-End-IP-MTU durch Verwendung des nächstniedrigeren Werts aus einer Reihe genau definierter Plateau-Pegel (IP MTU) herzustellen. Diese Plateaustufen werden auf der RFC1191 - Path MTU discovery dokumentiert.

MTU plateaus from RFC 1191
- values include both TCP and IP headers
65535
32000
17914
8166
4352
2002
1492
1006
508
296
68

Aber seit ICMP (Destination Unreachable - Typ 3; Fragmentierung erforderlich - Code 4) Nachricht, die vom Knoten R1 empfangen wird, übermittelt die MTU des nächsten Hop, dann, wie als nächster gezeigt, verwendet Knoten R1 diesen Wert, der in unserem Beispiel 512 Byte beträgt, und passt den TCP-Session-MSS-Wert an. Beachten Sie, dass die ursprüngliche TCP-Segmentlänge 1076 Byte betrug. Daher sind drei Pakete erforderlich, um das ursprüngliche TCP-Segment erneut zu übertragen.

Wie bei R1 - PASSIVE - PMTUD-Betrieb:

! – As seen from R1 – Passive
! – Hint is provided by ICMP unreachable message MTU of next-hop field: 512 bytes
! – R1 then considers this value and retransmits BGP Update split in three distinct packets
! – Sum of TCP length = 472 + 472 + 132 = 1076 bytes

530    0.007497       192.168.0.1 192.168.0.4 TCP    526    [TCP Out-Of-Order] 179 → 32449 [ACK] Seq=318 Ack=251 Win=32593 Len=472
532    0.015374       192.168.0.1 192.168.0.4 TCP    526    [TCP Retransmission] 179 → 32449 [ACK] Seq=790 Ack=251 Win=32593 Len=472
533    0.004129       192.168.0.1 192.168.0.4 TCP    186    [TCP Retransmission] 179 → 32449 [PSH, ACK] Seq=1262 Ack=251 Win=32593 Len=132

Wie bereits erwähnt, durchläuft die PMTUD nach der Übertragung aller Pakete im Laufe der Zeit die Plateaustufen in umgekehrter Richtung, die vom PmtuAger-Timer bestimmt wird, und versucht, die MSS auf ihren Maximalwert gemäß dem vorhandenen Szenario anzuheben.

Wie auf R1 - PMTUD über definierte Plateaus gesehen:

! – As seen from R1 – Passive – 'debug tcp pmtud' and 'debug icmp' active
! – TCP PMTUD is triggered once ICMP unreachable received

RP/0/0/CPU0:May 12 09:09:22.763 UTC: ipv4_io[266]: IPv4 ICMP: Received ICMP too big from 192.168.0.1 about 192.168.0.4, MTU=512
RP/0/0/CPU0:May 12 09:09:22.763 UTC: ipv4_io[266]: ipv4_icmp_unreachable_rcvd ICMP unreach recvd: sending pak(0xb0c07d8f) to transport: 6, tid: 5
RP/0/0/CPU0:May 12 09:09:22.763 UTC: ipv4_io[266]: ip_icmp_lib_ipv4_receive: sending pak(0xb0c07d8f) to transport: 1, tid: 5
RP/0/0/CPU0:May 12 09:09:22.763 UTC: tcp[399]: [t4] PCB 0x15393770: Process ICMP Dest-unreach (next hop mtu: 512)

! – attempt new MSS 472 = MTU of next-hop(512) - TCP_H(20) - IP_H(20)

RP/0/0/CPU0:May 12 09:09:22.763 UTC: tcp[399]: [t4] PCB 0x15393770: Process ICMP Dest-unreach (next hop mtu: 512)
RP/0/0/CPU0:May 12 09:09:22.763 UTC: tcp[399]: [t4] PCB 0x15393770: Try to use new MSS: 472
RP/0/0/CPU0:May 12 09:09:22.763 UTC: tcp[399]: [t4] PCB 0x15393770, New path MTU decided to use: 472  configured tp_user_mss 0

! – over time PMTUD attempts to raise MSS as per egress interface configured MTU

RP/0/0/CPU0:May 12 09:19:22.782 UTC: tcp[399]: [t23] PCB 0x15393770: Trying next higher MTU: 966
RP/0/0/CPU0:May 12 09:21:22.793 UTC: tcp[399]: [t23] PCB 0x15393770: Trying next higher MTU: 1452
RP/0/0/CPU0:May 12 09:23:22.805 UTC: tcp[399]: [t23] PCB 0x15393770: Trying next higher MTU: 1460

An diesen Ausgängen kann der Endzustand beobachtet werden. Man beachte insbesondere die Min- und Max-MSS-Werte, die der Knoten R1 aufweist, der hervorhebt und signalisiert, dass die PMTUD ausgelöst wurde.

TCP-Sitzungsdetails (siehe R4 - ACTIVE):

! – Final stage as seen from R4 – Active

RP/0/0/CPU0:R4#show tcp detail pcb 0x153913b8
Wed May 12 10:09:43.246 UTC
==============================================================
Connection state is ESTAB, I/O status: 0, socket status: 0
Established at Wed May 12 09:02:07 2021

PCB 0x153913b8, SO 0x153917f0, TCPCB 0x1538fb58, vrfid 0x60000000,
Pak Prio: Medium, TOS: 192, TTL: 255, Hash index: 382
Local host: 192.168.0.4, Local port: 32449 (Local App PID: 1196319)
Foreign host: 192.168.0.1, Foreign port: 179
(Local App PID/instance/SPL_APP_ID: 1196319/1/0)

Current send queue size in bytes: 0 (max 24576)
Current receive queue size in bytes: 0 (max 32768)  mis-ordered: 0 bytes
Current receive queue size in packets: 0 (max 0)

Timer          Starts    Wakeups         Next(msec)
Retrans            72          1                0
SendWnd             0          0                0
TimeWait            0          0                0
AckHold            71         69                0
KeepAlive           1          0                0
PmtuAger            0          0                0
GiveUp              0          0                0
Throttle            0          0                0

   iss: 2130367566  snduna: 2130368957  sndnxt: 2130368957
sndmax: 2130368957  sndwnd: 31453       sndcwnd: 2920     
   irs: 2847698412  rcvnxt: 2847700946  rcvwnd: 31799   rcvadv: 2847732745

SRTT: 220 ms,  RTTO: 300 ms,  RTV: 12 ms,  KRTT: 0 ms
minRTT: 9 ms,  maxRTT: 239 ms

ACK hold time: 200 ms, Keepalive time: 0 sec, SYN waittime: 30 sec
Giveup time: 0 ms, Retransmission retries: 0, Retransmit forever: FALSE
Connect retries remaining: 10, connect retry interval: 30 secs

State flags: none
Feature flags: Win Scale, Nagle, Path MTU
Request flags: Win Scale

Datagrams (in bytes): MSS 1460, peer MSS 1460, min MSS 1460, max MSS 1460

Window scales: rcv 0, snd 0, request rcv 0, request snd 0
Timestamp option: recent 0, recent age 0, last ACK sent 0
Sack blocks {start, end}: none
Sack holes {start, end, dups, rxmit}: none

Socket options: SO_REUSEADDR, SO_REUSEPORT, SO_NBIO
Socket states: SS_ISCONNECTED, SS_PRIV
Socket receive buffer states: SB_DEL_WAKEUP
Socket send buffer states: SB_DEL_WAKEUP
Socket receive buffer: Low/High watermark 1/32768
Socket send buffer   : Low/High watermark 2048/24576, Notify threshold 0
Socket misc info     : Rcv data size (sb_cc) 0, so_qlen 0,
                       so_q0len 0, so_qlimit 0, so_error 0
                       so_auto_rearm 1

PDU information:
 #PDU's in buffer: 0
FIB Lookup Cache:  IFH: 0x40  PD ctx: size: 0  data:
  Num Labels: 0  Label Stack: 
Num of peers with authentication info: 0

RP/0/0/CPU0:R4#

TCP-Sitzungsdetails, siehe R1 - PASSIVE:

! – Final stage as seen from R1 – Passive

RP/0/0/CPU0:R1#show tcp detail pcb 0x15393770
Wed May 12 10:12:41.432 UTC
==============================================================
Connection state is ESTAB, I/O status: 240, socket status: 0
Established at Wed May 12 09:02:05 2021

PCB 0x15393770, SO 0x15394ea0, TCPCB 0x15391c0c, vrfid 0x60000000,
Pak Prio: Medium, TOS: 192, TTL: 255, Hash index: 382
Local host: 192.168.0.1, Local port: 179 (Local App PID: 1192224)
Foreign host: 192.168.0.4, Foreign port: 32449
(Local App PID/instance/SPL_APP_ID: 1192224/1/0)

Current send queue size in bytes: 0 (max 24576)
Current receive queue size in bytes: 0 (max 32768)  mis-ordered: 0 bytes
Current receive queue size in packets: 0 (max 0)

Timer          Starts    Wakeups         Next(msec)
Retrans            75          0                0
SendWnd             0          0                0
TimeWait            0          0                0
AckHold            73         71                0
KeepAlive           1          0                0
PmtuAger           28         27            41595
GiveUp              0          0                0
Throttle            0          0                0

   iss: 2847698412  snduna: 2847701003  sndnxt: 2847701003
sndmax: 2847701003  sndwnd: 31742       sndcwnd: 4380     
   irs: 2130367566  rcvnxt: 2130369014  rcvwnd: 31396   rcvadv: 2130400410

SRTT: 224 ms,  RTTO: 300 ms,  RTV: 23 ms,  KRTT: 0 ms
minRTT: 9 ms,  maxRTT: 259 ms

ACK hold time: 200 ms, Keepalive time: 0 sec, SYN waittime: 30 sec
Giveup time: 0 ms, Retransmission retries: 0, Retransmit forever: FALSE
Connect retries remaining: 0, connect retry interval: 0 secs

State flags: PMTU ager
Feature flags: Win Scale, Nagle, Path MTU
Request flags: Win Scale

Datagrams (in bytes): MSS 1460, peer MSS 1460, min MSS 472, max MSS 1460

Window scales: rcv 0, snd 0, request rcv 0, request snd 0
Timestamp option: recent 0, recent age 0, last ACK sent 0
Sack blocks {start, end}: none
Sack holes {start, end, dups, rxmit}: none

Socket options: SO_REUSEADDR, SO_REUSEPORT, SO_NBIO
Socket states: SS_ISCONNECTED, SS_PRIV
Socket receive buffer states: SB_DEL_WAKEUP
Socket send buffer states: SB_DEL_WAKEUP
Socket receive buffer: Low/High watermark 1/32768
Socket send buffer   : Low/High watermark 2048/24576, Notify threshold 0
Socket misc info     : Rcv data size (sb_cc) 0, so_qlen 0,
                       so_q0len 0, so_qlimit 0, so_error 0
                       so_auto_rearm 1

PDU information:
 #PDU's in buffer: 0
FIB Lookup Cache:  IFH: 0x20  PD ctx: size: 0  data:
  Num Labels: 0  Label Stack: 
Num of peers with authentication info: 0

RP/0/0/CPU0:R1#

Wenn zu einem bestimmten Zeitpunkt ein ICMP (Destination Unreachable - Typ 3; Fragmentierung erforderlich - Code 4) Nachricht wird wieder empfangen dann PMTUD wieder funktioniert wie zuvor beschrieben.

Wie aus R1 - PASSIVE - PMTUD hat wieder ausgelöst:

! – As seen from R1 – Passive
! – TCP PMTUD is again triggered upon new ICMP unreachable received
! – Behavior can be triggered via clearing redistributed, network and aggregate routes originated

RP/0/0/CPU0:R1#clear bgp ipv4 all self-originated
Wed May 12 10:19:06.836 UTC
RP/0/0/CPU0:R1#

! – New BGP update message is sourced from R1 after clear bgp command

1707   1.712657       192.168.0.1 192.168.0.4 BGP    1121   UPDATE Message

Frame 1707: 1121 bytes on wire (8968 bits), 1121 bytes captured (8968 bits) on interface 0
Ethernet II, Src: fa:16:3e:42:18:05 (fa:16:3e:42:18:05), Dst: fa:16:3e:5c:f1:80 (fa:16:3e:5c:f1:80)
Internet Protocol Version 4, Src: 192.168.0.1, Dst: 192.168.0.4
    0100 .... = Version: 4
    .... 0101 = Header Length: 20 bytes (5)
    Differentiated Services Field: 0xc0 (DSCP: CS6, ECN: Not-ECT)
    Total Length: 1107
    Identification: 0x1a38 (6712)
    Flags: 0x02 (Don't Fragment)
    Fragment offset: 0
    Time to live: 255
    Protocol: TCP (6)
    Header checksum: 0x52a3 [validation disabled]
    [Header checksum status: Unverified]
    Source: 192.168.0.1
    Destination: 192.168.0.4
    [Source GeoIP: Unknown]
    [Destination GeoIP: Unknown]
Transmission Control Protocol, Src Port: 179, Dst Port: 32449, Seq: 2705, Ack: 1562, Len: 1067
Border Gateway Protocol - UPDATE Message

! – ICMP Destination Unreachable / Fragmentation needed is received and triggers PMTUD

1708   0.001614       10.2.3.1       192.168.0.1 ICMP   110    Destination unreachable (Fragmentation needed)

Frame 1708: 110 bytes on wire (880 bits), 110 bytes captured (880 bits) on interface 0
Ethernet II, Src: fa:16:3e:5c:f1:80 (fa:16:3e:5c:f1:80), Dst: fa:16:3e:42:18:05 (fa:16:3e:42:18:05)
Internet Protocol Version 4, Src: 10.2.3.1, Dst: 192.168.0.1
    0100 .... = Version: 4
    .... 0101 = Header Length: 20 bytes (5)
    Differentiated Services Field: 0x00 (DSCP: CS0, ECN: Not-ECT)
    Total Length: 96
    Identification: 0x0002 (2)
    Flags: 0x00
    Fragment offset: 0
    Time to live: 255
    Protocol: ICMP (1)
    Header checksum: 0xac96 [validation disabled]
    [Header checksum status: Unverified]
    Source: 10.2.3.1
    Destination: 192.168.0.1
    [Source GeoIP: Unknown]
    [Destination GeoIP: Unknown]
Internet Control Message Protocol
    Type: 3 (Destination unreachable)
    Code: 4 (Fragmentation needed)
    Checksum: 0x3b73 [correct]
    [Checksum Status: Good]
    Length: 17
    [Length of original datagram: 68]
    Unused: 0011
    MTU of next hop: 512
    Internet Protocol Version 4, Src: 192.168.0.1, Dst: 192.168.0.4
        0100 .... = Version: 4
        .... 0101 = Header Length: 20 bytes (5)
        Differentiated Services Field: 0xc0 (DSCP: CS6, ECN: Not-ECT)
        Total Length: 1107
        Identification: 0x1a38 (6712)
        Flags: 0x02 (Don't Fragment)
        Fragment offset: 0
        Time to live: 254
        Protocol: TCP (6)
        Header checksum: 0x53a3 [validation disabled]
        [Header checksum status: Unverified]
        Source: 192.168.0.1
        Destination: 192.168.0.4
        [Source GeoIP: Unknown]
        [Destination GeoIP: Unknown]
    Transmission Control Protocol, Src Port: 179, Dst Port: 32449, Seq: 2847701117, Ack: 2130369128
    Border Gateway Protocol - UPDATE Message

! – Note new/updated MSS value and PmtuAger
! - MSS 472 ; Aligned with “MTU of next hop” value contained in ICMP message

RP/0/0/CPU0:R1#show tcp detail pcb 0x15393770    
Wed May 12 10:19:31.494 UTC
==============================================================
Connection state is ESTAB, I/O status: 240, socket status: 0
Established at Wed May 12 09:02:05 2021

PCB 0x15393770, SO 0x15394ea0, TCPCB 0x15391c0c, vrfid 0x60000000,
Pak Prio: Medium, TOS: 192, TTL: 255, Hash index: 382
Local host: 192.168.0.1, Local port: 179 (Local App PID: 1192224)
Foreign host: 192.168.0.4, Foreign port: 32449
(Local App PID/instance/SPL_APP_ID: 1192224/1/0)

Current send queue size in bytes: 0 (max 24576)
Current receive queue size in bytes: 0 (max 32768)  mis-ordered: 0 bytes
Current receive queue size in packets: 0 (max 0)

Timer          Starts    Wakeups         Next(msec)
Retrans            83          0                0
SendWnd             0          0                0
TimeWait            0          0                0
AckHold            80         77                0
KeepAlive           1          0                0
PmtuAger           32         30           575401
GiveUp              0          0                0
Throttle            0          0                0

   iss: 2847698412  snduna: 2847702184  sndnxt: 2847702184
sndmax: 2847702184  sndwnd: 32173       sndcwnd: 944      
   irs: 2130367566  rcvnxt: 2130369147  rcvwnd: 32730   rcvadv: 2130401877

SRTT: 221 ms,  RTTO: 300 ms,  RTV: 16 ms,  KRTT: 0 ms
minRTT: 9 ms,  maxRTT: 259 ms

ACK hold time: 200 ms, Keepalive time: 0 sec, SYN waittime: 30 sec
Giveup time: 0 ms, Retransmission retries: 0, Retransmit forever: FALSE
Connect retries remaining: 0, connect retry interval: 0 secs

State flags: PMTU ager
Feature flags: Win Scale, Nagle, Path MTU
Request flags: Win Scale

Datagrams (in bytes): MSS 472, peer MSS 1460, min MSS 472, max MSS 1460

Window scales: rcv 0, snd 0, request rcv 0, request snd 0
Timestamp option: recent 0, recent age 0, last ACK sent 0
Sack blocks {start, end}: none
Sack holes {start, end, dups, rxmit}: none

Socket options: SO_REUSEADDR, SO_REUSEPORT, SO_NBIO
Socket states: SS_ISCONNECTED, SS_PRIV
Socket receive buffer states: SB_DEL_WAKEUP
Socket send buffer states: SB_DEL_WAKEUP
Socket receive buffer: Low/High watermark 1/32768
Socket send buffer   : Low/High watermark 2048/24576, Notify threshold 0
Socket misc info     : Rcv data size (sb_cc) 0, so_qlen 0,
                       so_q0len 0, so_qlimit 0, so_error 0
                       so_auto_rearm 1

PDU information:
 #PDU's in buffer: 0
FIB Lookup Cache:  IFH: 0x20  PD ctx: size: 0  data:
  Num Labels: 0  Label Stack: 
Num of peers with authentication info: 0

RP/0/0/CPU0:R1#

Bei Cisco IOS XR-Versionen, die von der Cisco Bug-ID CSCvf10395 betroffen sind, wird der in der ICMP-Fehlermeldung enthaltene Next-Hop ignoriert, und der Knoten versucht, die End-to-End-niedrigste IP-MTU anhand des nächstniedrigeren Werts aus der zuvor erwähnten und von RFC1191 dokumentierten Gruppe von wohldefinierten Plateau-Ebenen (IP MTU) herzustellen. MTU-Erkennung. Diese Versuche laufen bis zur erfolgreichen Übertragung, das heißt bis ICMP (Destination Unreachable - Typ 3; Fragmentierung erforderlich - Code 4)-Nachrichten werden nicht mehr empfangen.

Ein Knoten mit Cisco IOS XR-Version, der von der Cisco Bug-ID CSCvf10395 betroffen ist:

! – As seen from IOX XR node with a release impacted by Cisco bug ID CSCvf10395
! – Node ignores “MTU of next hop” and tries next lower plateau
! – This is observed till ICMP error messages are no longer received
! – Practical consequence is extra retransmissions occurrence

RP/0/0/CPU0:Feb 23 17:05:32.929 : tcp[399]: [t4] PCB 0x12152adc: Process ICMP Dest-unreach (next hop mtu: 33554432)
RP/0/0/CPU0:Feb 23 17:05:32.929 : tcp[399]: [t4] PCB 0x12152adc: Invalid next hop mtu (33554432), ignore it
RP/0/0/CPU0:Feb 23 17:05:34.649 : tcp[399]: [t27] PCB 0x12152adc: Trying next lower MTU: 1452 <<<<<<<< HERE: Plateau 1492

RP/0/0/CPU0:Feb 23 17:05:35.519 : tcp[399]: [t4] PCB 0x12152adc: Process ICMP Dest-unreach (next hop mtu: 33554432)
RP/0/0/CPU0:Feb 23 17:05:35.519 : tcp[399]: [t4] PCB 0x12152adc: Invalid next hop mtu (33554432), ignore it
RP/0/0/CPU0:Feb 23 17:05:37.239 : tcp[399]: [t27] PCB 0x12152adc: Trying next lower MTU: 966 <<<<<<<< HERE: Plateau 1006

RP/0/0/CPU0:Feb 23 17:05:38.109 : tcp[399]: [t4] PCB 0x12152adc: Process ICMP Dest-unreach (next hop mtu: 33554432)
RP/0/0/CPU0:Feb 23 17:05:38.109 : tcp[399]: [t4] PCB 0x12152adc: Invalid next hop mtu (33554432), ignore it
RP/0/0/CPU0:Feb 23 17:05:39.829 : tcp[399]: [t27] PCB 0x12152adc: Trying next lower MTU: 468 <<<<<<<< HERE: Plateau 508

Im nächsten Schritt sollten Sie dasselbe Szenario, jedoch mit Label Distribution Protocol (LDP) für alle Schnittstellen in Betracht ziehen. Ziel hierbei ist es, die Unterschiede zu analysieren, die in einer MPLS-fähigen Umgebung im Vergleich zu früheren Szenarien beobachtet werden können.

Image 3.3 - PMTUD aktiviert, und das Pfadsegment weist eine niedrigere IP-MTU auf - MPLS-Szenario.

Betrachten Sie zunächst die erste Phase der BGP-Sitzung vor dem PMTUD-Trigger, wie hier gezeigt.

TCP (BGP) im ursprünglichen Zustand gemäß R4 - ACTIVE - MPLS-fähiges Szenario:

! – as seen on R4 – Active
! – TCP path MTU discovery enabled
! – MPLS LDP enabled
! – TCP session initial state

RP/0/0/CPU0:R4#show tcp detail pcb 0x153bdaf0
Mon May 17 08:32:16.673 UTC
==============================================================
Connection state is ESTAB, I/O status: 0, socket status: 0
Established at Mon May 17 08:31:57 2021

PCB 0x153bdaf0, SO 0x153acc80, TCPCB 0x153acea8, vrfid 0x60000000,
Pak Prio: Medium, TOS: 192, TTL: 255, Hash index: 757
Local host: 192.168.0.4, Local port: 57400 (Local App PID: 1196319)
Foreign host: 192.168.0.1, Foreign port: 179
(Local App PID/instance/SPL_APP_ID: 1196319/1/0)

Current send queue size in bytes: 0 (max 24576)
Current receive queue size in bytes: 0 (max 32768)  mis-ordered: 0 bytes
Current receive queue size in packets: 0 (max 0)

Timer          Starts    Wakeups         Next(msec)
Retrans             5          1                0
SendWnd             0          0                0
TimeWait            0          0                0
AckHold             2          1                0
KeepAlive           1          0                0
PmtuAger            0          0                0
GiveUp              0          0                0
Throttle            0          0                0

   iss: 1386459919  snduna: 1386460037  sndnxt: 1386460037
sndmax: 1386460037  sndwnd: 32726       sndcwnd: 4380     
   irs: 3874414679  rcvnxt: 3874414864  rcvwnd: 32678   rcvadv: 3874447542

SRTT: 48 ms,  RTTO: 300 ms,  RTV: 228 ms,  KRTT: 0 ms
minRTT: 9 ms,  maxRTT: 229 ms

ACK hold time: 200 ms, Keepalive time: 0 sec, SYN waittime: 30 sec
Giveup time: 0 ms, Retransmission retries: 0, Retransmit forever: FALSE
Connect retries remaining: 10, connect retry interval: 30 secs

State flags: none
Feature flags: Win Scale, Nagle, Path MTU
Request flags: Win Scale

Datagrams (in bytes): MSS 1460, peer MSS 1460, min MSS 1460, max MSS 1460

Window scales: rcv 0, snd 0, request rcv 0, request snd 0
Timestamp option: recent 0, recent age 0, last ACK sent 0
Sack blocks {start, end}: none
Sack holes {start, end, dups, rxmit}: none

Socket options: SO_REUSEADDR, SO_REUSEPORT, SO_NBIO
Socket states: SS_ISCONNECTED, SS_PRIV
Socket receive buffer states: SB_DEL_WAKEUP
Socket send buffer states: SB_DEL_WAKEUP
Socket receive buffer: Low/High watermark 1/32768
Socket send buffer   : Low/High watermark 2048/24576, Notify threshold 0
Socket misc info     : Rcv data size (sb_cc) 0, so_qlen 0,
                       so_q0len 0, so_qlimit 0, so_error 0
                       so_auto_rearm 1

PDU information:
 #PDU's in buffer: 0
FIB Lookup Cache:  IFH: 0x40  PD ctx: size: 0  data:
  Num Labels: 1  Label Stack:  0x5dc2 
Num of peers with authentication info: 0

RP/0/0/CPU0:R4#

TCP- (BGP)-Ausgangsstatus, wie in R1 gezeigt - PASSIVE - MPLS-fähiges Szenario:

! – as seen on R1 – Passive
! – TCP path MTU discovery enabled
! – MPLS LDP enabled
! – TCP session initial state

RP/0/0/CPU0:R1#show tcp detail pcb 0x153acc8c
Mon May 17 08:32:56.618 UTC
==============================================================
Connection state is ESTAB, I/O status: 0, socket status: 0
Established at Mon May 17 08:31:55 2021

PCB 0x153acc8c, SO 0x153adad4, TCPCB 0x153adcfc, vrfid 0x60000000,
Pak Prio: Medium, TOS: 192, TTL: 255, Hash index: 757
Local host: 192.168.0.1, Local port: 179 (Local App PID: 1192224)
Foreign host: 192.168.0.4, Foreign port: 57400
(Local App PID/instance/SPL_APP_ID: 1192224/1/0)

Current send queue size in bytes: 0 (max 24576)
Current receive queue size in bytes: 0 (max 32768)  mis-ordered: 0 bytes
Current receive queue size in packets: 0 (max 0)

Timer          Starts    Wakeups         Next(msec)
Retrans             3          0                0
SendWnd             0          0                0
TimeWait            0          0                0
AckHold             3          1                0
KeepAlive           1          0                0
PmtuAger            0          0                0
GiveUp              0          0                0
Throttle            0          0                0

   iss: 3874414679  snduna: 3874414864  sndnxt: 3874414864
sndmax: 3874414864  sndwnd: 32678       sndcwnd: 4380     
   irs: 1386459919  rcvnxt: 1386460037  rcvwnd: 32726   rcvadv: 1386492763

SRTT: 45 ms,  RTTO: 300 ms,  RTV: 239 ms,  KRTT: 0 ms
minRTT: 19 ms,  maxRTT: 229 ms

ACK hold time: 200 ms, Keepalive time: 0 sec, SYN waittime: 30 sec
Giveup time: 0 ms, Retransmission retries: 0, Retransmit forever: FALSE
Connect retries remaining: 0, connect retry interval: 0 secs

State flags: none
Feature flags: Win Scale, Nagle, Path MTU
Request flags: Win Scale

Datagrams (in bytes): MSS 1460, peer MSS 1460, min MSS 1460, max MSS 1460

Window scales: rcv 0, snd 0, request rcv 0, request snd 0
Timestamp option: recent 0, recent age 0, last ACK sent 0
Sack blocks {start, end}: none
Sack holes {start, end, dups, rxmit}: none

Socket options: SO_REUSEADDR, SO_REUSEPORT, SO_NBIO
Socket states: SS_ISCONNECTED, SS_PRIV
Socket receive buffer states: SB_DEL_WAKEUP
Socket send buffer states: SB_DEL_WAKEUP
Socket receive buffer: Low/High watermark 1/32768
Socket send buffer   : Low/High watermark 2048/24576, Notify threshold 0
Socket misc info     : Rcv data size (sb_cc) 0, so_qlen 0,
                       so_q0len 0, so_qlimit 0, so_error 0
                       so_auto_rearm 1

PDU information:
 #PDU's in buffer: 0
FIB Lookup Cache:  IFH: 0x20  PD ctx: size: 0  data:
  Num Labels: 1  Label Stack:  0x5dc3 
Num of peers with authentication info: 0

RP/0/0/CPU0:R1#

In diesem MPLS-aktivierten Szenario wird beobachtet, dass die Details für die TCP-Sitzungen (LDP) festgelegt wurden. Beachten Sie, dass alle oben im Zusammenhang mit der MSS-Berechnung für TCP-Sitzungen (BGP) beschriebenen Vorgänge auch für TCP-Sitzungen (LDP) gelten. Als Beispiel kann die Berechnung der Sitzungs-MSS für die Knoten R3 und R2 TCP (LDP) wie folgt zusammengefasst werden:

• Sowohl R2 als auch R3 verwenden eine nicht standardmäßige IP-MTU von 512 Byte.
• Die MTU-Pfaderkennung ist aktiviert.
• TCP-Peers sind nicht direkt verbunden (zwischen Loopback-Schnittstellen wird eine TCP-Sitzung aufgebaut).
  • R3 verwaltet die LDP-Verbindung.
  • R3 sendet SYN mit einer MSS von 472 Byte.
    • 512 (Schnittstellen-IP-MTU) - 20 (minTCP_H) - 20 (minIP_H).
  • R2 sendet SYN, ACK mit einer MSS von 472 Byte.
    • Sendet den unteren Wert von [Received MSS; anfängliche lokale MSS].
    • Empfangene MSS 472 Byte; Lokale anfängliche MSS 472 Byte.
  • Der niedrigste MSS-Wert wird auf beiden Peers verwendet.

Einzelheiten der TCP (LDP)-Sitzung, siehe R3 - ACTIVE - MPLS-fähiges Szenario:

! – as seen on R3 – Active
! – TCP path MTU discovery enabled
! – MPLS LDP enabled
! – TCP session initial state

RP/0/0/CPU0:R3#show tcp detail pcb 0x15393fbc
Mon May 17 08:33:30.627 UTC
==============================================================
Connection state is ESTAB, I/O status: 0, socket status: 0
Established at Mon May 17 08:30:04 2021

PCB 0x15393fbc, SO 0x15393d94, TCPCB 0x153941b4, vrfid 0x60000000,
Pak Prio: Medium, TOS: 192, TTL: 255, Hash index: 970
Local host: 192.168.0.3, Local port: 57146 (Local App PID: 1151216)
Foreign host: 192.168.0.2, Foreign port: 646
(Local App PID/instance/SPL_APP_ID: 1151216/0/0)

Current send queue size in bytes: 0 (max 16384)
Current receive queue size in bytes: 0 (max 16384)  mis-ordered: 0 bytes
Current receive queue size in packets: 0 (max 60)

Timer          Starts    Wakeups         Next(msec)
Retrans             8          1                0
SendWnd             0          0                0
TimeWait            0          0                0
AckHold             6          4                0
KeepAlive           1          0                0
PmtuAger            0          0                0
GiveUp              0          0                0
Throttle            0          0                0

   iss: 2917752466  snduna: 2917752838  sndnxt: 2917752838
sndmax: 2917752838  sndwnd: 16013       sndcwnd: 944      
   irs: 228184383   rcvnxt: 228184763   rcvwnd: 16005   rcvadv: 228200768

SRTT: 103 ms,  RTTO: 580 ms,  RTV: 477 ms,  KRTT: 0 ms
minRTT: 9 ms,  maxRTT: 279 ms

ACK hold time: 200 ms, Keepalive time: 0 sec, SYN waittime: 30 sec
Giveup time: 0 ms, Retransmission retries: 0, Retransmit forever: FALSE
Connect retries remaining: 1, connect retry interval: 3 secs

State flags: none
Feature flags: Win Scale, Nagle, Path MTU
Request flags: Win Scale

Datagrams (in bytes): MSS 472, peer MSS 472, min MSS 472, max MSS 472

Window scales: rcv 0, snd 0, request rcv 0, request snd 0
Timestamp option: recent 0, recent age 0, last ACK sent 0
Sack blocks {start, end}: none
Sack holes {start, end, dups, rxmit}: none

Socket options: SO_REUSEADDR, SO_REUSEPORT, SO_NBIO
Socket states: SS_ISCONNECTED, SS_PRIV
Socket receive buffer states: SB_SEL, SB_DEL_WAKEUP
Socket send buffer states: SB_DEL_WAKEUP
Socket receive buffer: Low/High watermark 1/16384
Socket send buffer   : Low/High watermark 2048/16384, Notify threshold 0
Socket misc info     : Rcv data size (sb_cc) 0, so_qlen 0,
                       so_q0len 0, so_qlimit 0, so_error 0
                       so_auto_rearm 1

PDU information:
 #PDU's in buffer: 0
FIB Lookup Cache:  IFH: 0x40  PD ctx: size: 0  data:
  Num Labels: 1  Label Stack:  0x5dc2 
Num of peers with authentication info: 0

RP/0/0/CPU0:R3#

Einzelheiten der TCP (LDP)-Sitzung, siehe R2 - PASSIVE - MPLS-fähiges Szenario:

! – as seen on R2 – Passive
! – TCP path MTU discovery enabled
! – MPLS LDP enabled
! – TCP session initial state

RP/0/0/CPU0:R2#show tcp detail pcb 0x153a1f44
Mon May 17 08:34:28.843 UTC
==============================================================
Connection state is ESTAB, I/O status: 0, socket status: 0
Established at Mon May 17 08:30:31 2021

PCB 0x153a1f44, SO 0x153a1d1c, TCPCB 0x153a213c, vrfid 0x60000000,
Pak Prio: Medium, TOS: 192, TTL: 255, Hash index: 970
Local host: 192.168.0.2, Local port: 646 (Local App PID: 1151216)
Foreign host: 192.168.0.3, Foreign port: 57146
(Local App PID/instance/SPL_APP_ID: 1151216/0/0)

Current send queue size in bytes: 0 (max 16384)
Current receive queue size in bytes: 0 (max 16384)  mis-ordered: 0 bytes
Current receive queue size in packets: 0 (max 60)

Timer          Starts    Wakeups         Next(msec)
Retrans             7          0                0
SendWnd             0          0                0
TimeWait            0          0                0
AckHold             7          5                0
KeepAlive           1          0                0
PmtuAger            0          0                0
GiveUp              0          0                0
Throttle            0          0                0

   iss: 228184383   snduna: 228184763   sndnxt: 228184763
sndmax: 228184763   sndwnd: 16005       sndcwnd: 944      
   irs: 2917752466  rcvnxt: 2917752856  rcvwnd: 15995   rcvadv: 2917768851

SRTT: 95 ms,  RTTO: 561 ms,  RTV: 466 ms,  KRTT: 0 ms
minRTT: 0 ms,  maxRTT: 219 ms

ACK hold time: 200 ms, Keepalive time: 0 sec, SYN waittime: 30 sec
Giveup time: 0 ms, Retransmission retries: 0, Retransmit forever: FALSE
Connect retries remaining: 0, connect retry interval: 0 secs

State flags: none
Feature flags: Win Scale, Nagle, Path MTU
Request flags: Win Scale

Datagrams (in bytes): MSS 472, peer MSS 472, min MSS 472, max MSS 472

Window scales: rcv 0, snd 0, request rcv 0, request snd 0
Timestamp option: recent 0, recent age 0, last ACK sent 0
Sack blocks {start, end}: none
Sack holes {start, end, dups, rxmit}: none

Socket options: SO_REUSEADDR, SO_REUSEPORT, SO_NBIO
Socket states: SS_ISCONNECTED, SS_PRIV
Socket receive buffer states: SB_SEL, SB_DEL_WAKEUP
Socket send buffer states: SB_DEL_WAKEUP
Socket receive buffer: Low/High watermark 1/16384
Socket send buffer   : Low/High watermark 2048/16384, Notify threshold 0
Socket misc info     : Rcv data size (sb_cc) 0, so_qlen 0,
                       so_q0len 0, so_qlimit 0, so_error 0
                       so_auto_rearm 1

PDU information:
 #PDU's in buffer: 0
FIB Lookup Cache:  IFH: 0x60  PD ctx: size: 0  data:
  Num Labels: 1  Label Stack:  0x5dc1 
Num of peers with authentication info: 0

RP/0/0/CPU0:R2#

Nach Einrichtung der BGP-Sitzung sendet R1 die BGP-Update-Nachricht und empfängt die ICMP-Nachricht (Destination Unreachable - Typ 3; Fragmentierung erforderlich - Code 4) im Gegenzug vom Knoten R2, der die TCP-PMTUD am Knoten R1 auslöst. Dies liegt daran, dass das IP-Paket, das die BGP-Aktualisierungsnachricht überträgt, das DF-Bit aufweist und die IP-MTU von 512 Byte, die im R2/R3-Segment verwendet wird, niedriger ist als die IP-Paketgröße von 116 Byte. Wie zuvor löst der Empfang dieser ICMP-Nachricht die PMTUD aus. Der Unterschied zwischen dem MPLS-fähigen Szenario und den vorherigen Nicht-MPLS-Szenarien bezieht sich auf die MTU des nächsten Hop-Werts, der in der ICMP-Meldung des Knotens R2 enthalten ist (Destination Unreachable - Typ 3; Fragmentierung erforderlich - Code 4). In diesem MPLS-fähigen Szenario berücksichtigt die MTU des nächsten Hop-Werts den zusätzlichen MPLS-Overhead von 4 Byte, d. h., sie berücksichtigt den MPLS-Label-Stack am Ausgang von R2, wie in diesen Ausgaben zu sehen ist.

TCP-Pfad-MTU-Erkennung in Aktion, wie in R1 gezeigt - PASSIVE - MPLS-aktiviertes Szenario:

! – as seen from R1 – Passive
! – R1 sends BGP Update message with IP length of 1116 Bytes
! – Note MPLS Header as packet is to be label-switched (single label ; IGP label)
! – note IP Header Flags shows DF bit set

455    0.044859       192.168.0.1 192.168.0.4 BGP    1134   UPDATE Message, KEEPALIVE Message

Frame 455: 1134 bytes on wire (9072 bits), 1134 bytes captured (9072 bits) on interface 0
Ethernet II, Src: fa:16:3e:42:18:05 (fa:16:3e:42:18:05), Dst: fa:16:3e:5c:f1:80 (fa:16:3e:5c:f1:80)
MultiProtocol Label Switching Header, Label: 24002, Exp: 6, S: 1, TTL: 255
Internet Protocol Version 4, Src: 192.168.0.1, Dst: 192.168.0.4
    0100 .... = Version: 4
    .... 0101 = Header Length: 20 bytes (5)
    Differentiated Services Field: 0xc0 (DSCP: CS6, ECN: Not-ECT)
    Total Length: 1116
    Identification: 0xc6dd (50909)
    Flags: 0x02 (Don't Fragment)
        0... .... = Reserved bit: Not set
        .1.. .... = Don't fragment: Set
        ..0. .... = More fragments: Not set
    Fragment offset: 0
    Time to live: 255
    Protocol: TCP (6)
    Header checksum: 0xa5f4 [validation disabled]
    [Header checksum status: Unverified]
    Source: 192.168.0.1
    Destination: 192.168.0.4
    [Source GeoIP: Unknown]
    [Destination GeoIP: Unknown]
Transmission Control Protocol, Src Port: 179, Dst Port: 57400, Seq: 242, Ack: 175, Len: 1076
Border Gateway Protocol - UPDATE Message
Border Gateway Protocol - KEEPALIVE Message
<snip>

! – as seen from R1 – Passive
! – IP MTU on R2/R3 of 512 bytes is lower than IP packet length and DF bit is set
! – R1 receives ICMP error message from R2
! – note R2 ICMP error message carries Next-Hop MTU
! – “The size in octets of the largest datagram that could be forwarded, along the path of
!   the original datagram, without being fragmented at this router. The size includes the
!   IP header and IP data, and does not include any lower-level headers.”
! – In present MPLS-enabled scenario Next-Hop MTU value is 508 bytes
! – In previous non-MPLS scenario Next-Hop MTU value was 512 bytes

456    0.014117       10.2.3.1       192.168.0.1 ICMP   182    Destination unreachable (Fragmentation needed)

Frame 456: 182 bytes on wire (1456 bits), 182 bytes captured (1456 bits) on interface 0
Ethernet II, Src: fa:16:3e:5c:f1:80 (fa:16:3e:5c:f1:80), Dst: fa:16:3e:42:18:05 (fa:16:3e:42:18:05)
Internet Protocol Version 4, Src: 10.2.3.1, Dst: 192.168.0.1
    0100 .... = Version: 4
    .... 0101 = Header Length: 20 bytes (5)
    Differentiated Services Field: 0x00 (DSCP: CS0, ECN: Not-ECT)
    Total Length: 168
    Identification: 0x001f (31)
    Flags: 0x00
        0... .... = Reserved bit: Not set
        .0.. .... = Don't fragment: Not set
        ..0. .... = More fragments: Not se
    Fragment offset: 0
    Time to live: 251
   Protocol: ICMP (1)
    Header checksum: 0xb031 [validation disabled]
    [Header checksum status: Unverified]
    Source: 10.2.3.1
    Destination: 192.168.0.1
    [Source GeoIP: Unknown]
    [Destination GeoIP: Unknown]
Internet Control Message Protocol
    Type: 3 (Destination unreachable)
    Code: 4 (Fragmentation needed)
    Checksum: 0x5199 [correct]
    [Checksum Status: Good]
    Length: 17
    [Length of original datagram: 68]
    Unused: 0011
    MTU of next hop: 508
    Internet Protocol Version 4, Src: 192.168.0.1, Dst: 192.168.0.4
    Transmission Control Protocol, Src Port: 179, Dst Port: 57400, Seq: 3874414921, Ack: 1386460094
    Border Gateway Protocol - UPDATE Message

! – As seen from R1 – Passive
! – Hint is provided by ICMP unreachable message MTU of next-hop field: 508 bytes
! – R1 then considers this value and retransmits BGP Update split in three distinct packets
! – Sum of TCP length = 468 + 468 + 140 = 1076 bytes

457    0.006689       192.168.0.1 192.168.0.4 TCP    526    [TCP Retransmission] 179 → 57400 [ACK] Seq=242 Ack=175 Win=32669 Len=468
460    0.004001       192.168.0.1 192.168.0.4 TCP    526    [TCP Retransmission] 179 → 57400 [ACK] Seq=710 Ack=175 Win=32669 Len=468
461    0.001788       192.168.0.1 192.168.0.4 TCP    198    [TCP Retransmission] 179 → 57400 [PSH, ACK] Seq=1178 Ack=175 Win=32669 Len=140
463    0.056695       192.168.0.4 192.168.0.1 TCP    54     57400 → 179 [ACK] Seq=175 Ack=1318 Win=31545 Len=0

! – As seen from R1 – Passive – 'debug tcp pmtud' and 'debug icmp' active
! – TCP PMTUD is triggered once ICMP unreachable received

RP/0/0/CPU0:May 17 08:29:56.131 UTC: tcp[399]: [t1] Try to enable path MTU discovery(neww age timer: 10 min)
RP/0/0/CPU0:May 17 08:29:56.131 UTC: tcp[399]: [t1] Path mtu is ON (age-timer: 10)
RP/0/0/CPU0:May 17 08:35:51.726 UTC: ipv4_io[266]: ip_icmp_lib_ipv4_receive: Receiving pak(0xb0c07d8f) tid: 5
RP/0/0/CPU0:May 17 08:35:51.726 UTC: ipv4_io[266]: Entering ipv4_mtu_update_cb
RP/0/0/CPU0:May 17 08:35:51.726 UTC: ipv4_io[266]: IPv4 ICMP: Received ICMP too big from 192.168.0.1 about 192.168.0.4, MTU=508
RP/0/0/CPU0:May 17 08:35:51.726 UTC: ipv4_io[266]: ipv4_icmp_unreachable_rcvd ICMP unreach recvd: sending pak(0xb0c07d8f) to transport: 6, tid: 5
RP/0/0/CPU0:May 17 08:35:51.726 UTC: ipv4_io[266]: ip_icmp_lib_ipv4_receive: sending pak(0xb0c07d8f) to transport: 1, tid: 5
RP/0/0/CPU0:May 17 08:35:51.726 UTC: tcp[399]: [t4] PCB 0x153acc8c: Process ICMP Dest-unreach (next hop mtu: 508)

! – attempt new MSS 468 = MTU of next-hop(508) - TCP_H(20) - IP_H(20)

RP/0/0/CPU0:May 17 08:35:51.726 UTC: tcp[399]: [t4] PCB 0x153acc8c: Try to use new MSS: 468
RP/0/0/CPU0:May 17 08:35:51.726 UTC: tcp[399]: [t4] PCB 0x153acc8c, New path MTU decided to use: 468  configured tp_user_mss 0

! – over time PMTUD attempts to raise MSS as per egress interface configured MTU

RP/0/0/CPU0:May 17 08:45:51.745 UTC: tcp[399]: [t29] PCB 0x153acc8c: Trying next higher MTU: 966
RP/0/0/CPU0:May 17 08:47:51.757 UTC: tcp[399]: [t29] PCB 0x153acc8c: Trying next higher MTU: 1452
RP/0/0/CPU0:May 17 08:49:51.769 UTC: tcp[399]: [t29] PCB 0x153acc8c: Trying next higher MTU: 1460

Aus Sicht von R1 - PASSIVE - TCP-PMTUD-Auslösung - MPLS-fähiges Szenario:

! – as seen on R1 – Passive
! – R1 session details after TCP PMTUD trigger

RP/0/0/CPU0:R1#show tcp detail pcb 0x153acc8c
Mon May 17 08:43:07.077 UTC
==============================================================
Connection state is ESTAB, I/O status: 240, socket status: 0
Established at Mon May 17 08:31:55 2021

PCB 0x153acc8c, SO 0x153adad4, TCPCB 0x153adcfc, vrfid 0x60000000,
Pak Prio: Medium, TOS: 192, TTL: 255, Hash index: 757
Local host: 192.168.0.1, Local port: 179 (Local App PID: 1192224)
Foreign host: 192.168.0.4, Foreign port: 57400
(Local App PID/instance/SPL_APP_ID: 1192224/1/0)

Current send queue size in bytes: 0 (max 24576)
Current receive queue size in bytes: 0 (max 32768)  mis-ordered: 0 bytes
Current receive queue size in packets: 0 (max 0)

Timer          Starts    Wakeups         Next(msec)
Retrans            15          0                0
SendWnd             0          0                0
TimeWait            0          0                0
AckHold            14          9                0
KeepAlive           1          0                0
PmtuAger            1          0           164599
GiveUp              0          0                0
Throttle            0          0                0

   iss: 3874414679  snduna: 3874416130  sndnxt: 3874416130
sndmax: 3874416130  sndwnd: 31412       sndcwnd: 936      
   irs: 1386459919  rcvnxt: 1386460246  rcvwnd: 32517   rcvadv: 1386492763

SRTT: 180 ms,  RTTO: 509 ms,  RTV: 329 ms,  KRTT: 0 ms
minRTT: 19 ms,  maxRTT: 239 ms

ACK hold time: 200 ms, Keepalive time: 0 sec, SYN waittime: 30 sec
Giveup time: 0 ms, Retransmission retries: 0, Retransmit forever: FALSE
Connect retries remaining: 0, connect retry interval: 0 secs

State flags: PMTU ager
Feature flags: Win Scale, Nagle, Path MTU
Request flags: Win Scale

Datagrams (in bytes): MSS 468, peer MSS 1460, min MSS 468, max MSS 1460

Window scales: rcv 0, snd 0, request rcv 0, request snd 0
Timestamp option: recent 0, recent age 0, last ACK sent 0
Sack blocks {start, end}: none
Sack holes {start, end, dups, rxmit}: none

Socket options: SO_REUSEADDR, SO_REUSEPORT, SO_NBIO
Socket states: SS_ISCONNECTED, SS_PRIV
Socket receive buffer states: SB_DEL_WAKEUP
Socket send buffer states: SB_DEL_WAKEUP
Socket receive buffer: Low/High watermark 1/32768
Socket send buffer   : Low/High watermark 2048/24576, Notify threshold 0
Socket misc info     : Rcv data size (sb_cc) 0, so_qlen 0,
                       so_q0len 0, so_qlimit 0, so_error 0
                       so_auto_rearm 1

PDU information:
 #PDU's in buffer: 0
FIB Lookup Cache:  IFH: 0x20  PD ctx: size: 0  data:
  Num Labels: 1  Label Stack:  0x5dc3 
Num of peers with authentication info: 0

RP/0/0/CPU0:R1#

Beachten Sie, dass im MPLS-aktivierten Szenario der Wert der MTU des nächsten Hop, der im Knoten R2 der ICMP-Meldung enthalten ist, den Ausgangs-MPLS-Label-Stack berücksichtigt. Um diesen Aspekt weiter zu verstärken, betrachten wir das nächste Beispiel. Wenn das bei R2 gefilterte IP-Paket einem L3VPN-Service zugeordnet ist, bedeutet dies, dass der Ethernet-Frame jetzt zwei Labels (IGP-Label und VPN-Label) enthält. Anschließend spiegelt die MTU des nächsten Hop die erforderliche Label-Stack-Größe wider. Beziehen Sie sich auf diese Ausgaben.

Wie auf R1 - PASSIVE - L3-VPN-Servicepaket zu sehen:

! – as seen from R1 – Passive
! – L3 VPN service packet is sourced by node R1 and destined to node R4
! – Note presence of MPLS label stack – both IGP and VPN label are present
! – Note IP Total Length of 610 bytes higher than the IP MTU on R2/R3 segment
! – note IP Header Flags shows DF bit set

2024   0.302370       10.1.14.1      10.1.14.14     TELNET 632    Telnet Data ...

Frame 2024: 632 bytes on wire (5056 bits), 632 bytes captured (5056 bits) on interface 0
Ethernet II, Src: fa:16:3e:42:18:05 (fa:16:3e:42:18:05), Dst: fa:16:3e:5c:f1:80 (fa:16:3e:5c:f1:80)
MultiProtocol Label Switching Header, Label: 24002, Exp: 0, S: 0, TTL: 255
    0000 0101 1101 1100 0010 .... .... .... = MPLS Label: 24002
    .... .... .... .... .... 000. .... .... = MPLS Experimental Bits: 0
    .... .... .... .... .... ...0 .... .... = MPLS Bottom Of Label Stack: 0
    .... .... .... .... .... .... 1111 1111 = MPLS TTL: 255
MultiProtocol Label Switching Header, Label: 24005, Exp: 0, S: 1, TTL: 255
    0000 0101 1101 1100 0101 .... .... .... = MPLS Label: 24005
    .... .... .... .... .... 000. .... .... = MPLS Experimental Bits: 0
    .... .... .... .... .... ...1 .... .... = MPLS Bottom Of Label Stack: 1
    .... .... .... .... .... .... 1111 1111 = MPLS TTL: 255
Internet Protocol Version 4, Src: 10.1.14.1, Dst: 10.1.14.14
    0100 .... = Version: 4
    .... 0101 = Header Length: 20 bytes (5)
    Differentiated Services Field: 0x00 (DSCP: CS0, ECN: Not-ECT)
    Total Length: 610
    Identification: 0x7c9f (31903)
    Flags: 0x02 (Don't Fragment)
        0... .... = Reserved bit: Not set
        .1.. .... = Don't fragment: Set
        ..0. .... = More fragments: Not set
    Fragment offset: 0
    Time to live: 255
    Protocol: TCP (6)
    Header checksum: 0xcce5 [validation disabled]
    [Header checksum status: Unverified]
    Source: 10.1.14.1
    Destination: 10.1.14.14
    [Source GeoIP: Unknown]
    [Destination GeoIP: Unknown]
Transmission Control Protocol, Src Port: 22008, Dst Port: 23, Seq: 34755, Ack: 93250, Len: 570

Wie auf R1 - PASSIVE - L3 VPN-Service - ICMP Typ 3/Code 4 zu sehen:

! – as seen from R1 – Passive
! – IP MTU on R2/R3 of 512 bytes is lower than IP packet length and DF bit is set
! – R1 receives ICMP error message from R2
! – note R2 ICMP error message carries Next-Hop MTU
! – “The size in octets of the largest datagram that could be forwarded, along the path of
!   the original datagram, without being fragmented at this router. The size includes the
!   IP header and IP data, and does not include any lower-level headers.”
! – In present L3VPN MPLS-enabled scenario (dual-label) Next-Hop MTU value is 504 bytes
! – In previous MPLS scenario (single-label) Next-Hop MTU value was 508 bytes

2030   0.020299       10.2.3.1       10.1.14.1      ICMP   190    Destination unreachable (Fragmentation needed)

Frame 2030: 190 bytes on wire (1520 bits), 190 bytes captured (1520 bits) on interface 0
Ethernet II, Src: fa:16:3e:5c:f1:80 (fa:16:3e:5c:f1:80), Dst: fa:16:3e:42:18:05 (fa:16:3e:42:18:05)
MultiProtocol Label Switching Header, Label: 24005, Exp: 0, S: 1, TTL: 251
    0000 0101 1101 1100 0101 .... .... .... = MPLS Label: 24005
    .... .... .... .... .... 000. .... .... = MPLS Experimental Bits: 0
    .... .... .... .... .... ...1 .... .... = MPLS Bottom Of Label Stack: 1
    .... .... .... .... .... .... 1111 1011 = MPLS TTL: 251
Internet Protocol Version 4, Src: 10.2.3.1, Dst: 10.1.14.1
    0100 .... = Version: 4
    .... 0101 = Header Length: 20 bytes (5)
    Differentiated Services Field: 0x00 (DSCP: CS0, ECN: Not-ECT)
    Total Length: 172
    Identification: 0x002b (43)
    Flags: 0x00
        0... .... = Reserved bit: Not set
        .0.. .... = Don't fragment: Not set
        ..0. .... = More fragments: Not set
    Fragment offset: 0
    Time to live: 253
    Protocol: ICMP (1)
    Header checksum: 0x9821 [validation disabled]
    [Header checksum status: Unverified]
    Source: 10.2.3.1
    Destination: 10.1.14.1
    [Source GeoIP: Unknown]
    [Destination GeoIP: Unknown]
Internet Control Message Protocol
    Type: 3 (Destination unreachable)
    Code: 4 (Fragmentation needed)
    Checksum: 0xbbac [correct]
    [Checksum Status: Good]
    Length: 17
    [Length of original datagram: 68]
    Unused: 0011
    MTU of next hop: 504
    Internet Protocol Version 4, Src: 10.1.14.1, Dst: 10.1.14.14
        0100 .... = Version: 4
        .... 0101 = Header Length: 20 bytes (5)
        Differentiated Services Field: 0x00 (DSCP: CS0, ECN: Not-ECT)
        Total Length: 610
        Identification: 0x7c9f (31903)
        Flags: 0x02 (Don't Fragment)
            0... .... = Reserved bit: Not set
            .1.. .... = Don't fragment: Set
            ..0. .... = More fragments: Not set
        Fragment offset: 0
        Time to live: 255
        Protocol: TCP (6)
        Header checksum: 0xcce5 [validation disabled]
        [Header checksum status: Unverified]
        Source: 10.1.14.1
        Destination: 10.1.14.14
        [Source GeoIP: Unknown]
        [Destination GeoIP: Unknown]
    Transmission Control Protocol, Src Port: 22008, Dst Port: 23, Seq: 586828435, Ack: 754580617

PMTUD - TCP-Optionen (MD5)

Bild 3.4 - PMTUD aktiviert und TCP MD5-Authentifizierung.

Es wird kein Unterschied zum PMTUD-Verhalten gemacht, das bereits in den vorherigen Szenarien beschrieben wurde, wenn die TCP MD5-Authentifizierung aktiviert ist. Wie bereits bei der verwendeten TCP MD5-Authentifizierung berücksichtigt Cisco IOS XR auch hier den zusätzlichen Overhead und den Wert für die aktive TCP-Peer-Anfangs-MSS. Weitere Informationen zu den Auswirkungen der Verwendung von TCP-Optionen finden Sie in den vorherigen Abschnitten Verwenden von TCP-Optionen - XR aktiv und Verwenden von TCP-Optionen - XR passiv. Die TCP-MSS-Berechnung in diesem Szenario lässt sich wie folgt zusammenfassen:  

• Für alle Knoten wird eine IP-MTU von 1.500 Byte verwendet.
• Die TCP-Pfad-MTU-Erkennung ist aktiviert.
• TCP-Peers sind nicht direkt verbunden.
• TCP MD5-Authentifizierung ist sowohl auf R1 als auch auf R4 aktiviert.
  • R4 verwaltet die BGP-Verbindung.
  • R4 sendet SYN mit einer MSS von 1436 Byte.
    • 1500 (Schnittstellen-IP-MTU) - 20 (minTCP_H) - 20 (minIP_H) - 24 Byte (IOS XR TCP-Optionen-Overhead).
  • R1 senden SYN, ACK mit MSS von 1436 Bytes.
    • sendet die untere von [Received MSS; anfängliche lokale MSS].
    • Empfangene MSS 1436 Byte Lokale anfängliche MSS 1.460 Byte.
  • Auf beiden Peers wird der niedrigste MSS-Wert verwendet.

TCP SYN bezogen von R4:

! – TCP SYN sourced from R4

2408   5.695076       192.168.0.4 192.168.0.1 TCP    82     59050 → 179 [SYN] Seq=0 Win=16384 Len=0 MSS=1436 WS=1

Frame 2408: 82 bytes on wire (656 bits), 82 bytes captured (656 bits) on interface 0
Ethernet II, Src: fa:16:3e:d7:7e:f6 (fa:16:3e:d7:7e:f6), Dst: fa:16:3e:8f:8f:54 (fa:16:3e:8f:8f:54)
Internet Protocol Version 4, Src: 192.168.0.4, Dst: 192.168.0.1
Transmission Control Protocol, Src Port: 59050, Dst Port: 179, Seq: 0, Len: 0
    Source Port: 59050
    Destination Port: 179
    [Stream index: 8]
    [TCP Segment Len: 0]
    Sequence number: 0    (relative sequence number)
    Acknowledgment number: 0
    Header Length: 48 bytes
    Flags: 0x002 (SYN)
    Window size value: 16384
    [Calculated window size: 16384]
    Checksum: 0x20d7 [unverified]
    [Checksum Status: Unverified]
    Urgent pointer: 0
    Options: (28 bytes), Maximum segment size, Window scale, No-Operation (NOP), TCP MD5 signature, End of Option List (EOL)
        Maximum segment size: 1436 bytes
            Kind: Maximum Segment Size (2)
            Length: 4
            MSS Value: 1436
        Window scale: 0 (multiply by 1)
        No-Operation (NOP)
        TCP MD5 signature
        End of Option List (EOL)

TCP SYN, ACK bezogen von R1:

! – TCP SYN,ACK sourced from R1

2409   0.004352       192.168.0.1 192.168.0.4 TCP    82     179 → 59050 [SYN, ACK] Seq=0 Ack=1 Win=16384 Len=0 MSS=1436 WS=1

Frame 2409: 82 bytes on wire (656 bits), 82 bytes captured (656 bits) on interface 0
Ethernet II, Src: fa:16:3e:8f:8f:54 (fa:16:3e:8f:8f:54), Dst: fa:16:3e:d7:7e:f6 (fa:16:3e:d7:7e:f6)
Internet Protocol Version 4, Src: 192.168.0.1, Dst: 192.168.0.4
Transmission Control Protocol, Src Port: 179, Dst Port: 59050, Seq: 0, Ack: 1, Len: 0
    Source Port: 179
    Destination Port: 59050
    [Stream index: 8]
    [TCP Segment Len: 0]
    Sequence number: 0    (relative sequence number)
    Acknowledgment number: 1    (relative ack number)
    Header Length: 48 bytes
    Flags: 0x012 (SYN, ACK)
    Window size value: 16384
    [Calculated window size: 16384]
    Checksum: 0xcbf8 [unverified]
    [Checksum Status: Unverified]
    Urgent pointer: 0
    Options: (28 bytes), Maximum segment size, Window scale, No-Operation (NOP), TCP MD5 signature, End of Option List (EOL)
        Maximum segment size: 1436 bytes
            Kind: Maximum Segment Size (2)
            Length: 4
            MSS Value: 1436
        Window scale: 0 (multiply by 1)
        No-Operation (NOP)
        TCP MD5 signature
        End of Option List (EOL)

TCP-Sitzungsdetails (siehe R4 - ACTIVE):

! – as seen from R4 - Active

RP/0/0/CPU0:R4#show tcp detail pcb 0x121542c0
Tue Jan 12 13:27:23.526 UTC
==============================================================
Connection state is ESTAB, I/O status: 0, socket status: 0
Established at Tue Jan 12 13:25:41 2021

PCB 0x121542c0, SO 0x1213c0e4, TCPCB 0x12156010, vrfid 0x60000000,
Pak Prio: Medium, TOS: 192, TTL: 255, Hash index: 359
Local host: 192.168.0.4, Local port: 59050 (Local App PID: 1052958)
Foreign host: 192.168.0.1, Foreign port: 179

Current send queue size in bytes: 0 (max 24576)
Current receive queue size in bytes: 0 (max 32768)  mis-ordered: 0 bytes
Current receive queue size in packets: 0 (max 0)

Timer          Starts    Wakeups         Next(msec)
Retrans             6          1                0
SendWnd             0          0                0
TimeWait            0          0                0
AckHold             3          2                0
KeepAlive           1          0                0
PmtuAger            0          0                0
GiveUp              0          0                0
Throttle            0          0                0

   iss: 3299472269  snduna: 3299473445  sndnxt: 3299473445
sndmax: 3299473445  sndwnd: 31646       sndcwnd: 4308     
   irs: 3225544359  rcvnxt: 3225545535  rcvwnd: 31665   rcvadv: 3225577200

SRTT: 89 ms,  RTTO: 530 ms,  RTV: 441 ms,  KRTT: 0 ms
minRTT: 19 ms,  maxRTT: 239 ms

ACK hold time: 200 ms, Keepalive time: 0 sec, SYN waittime: 30 sec
Giveup time: 0 ms, Retransmission retries: 0, Retransmit forever: FALSE
Connect retries remaining: 30, connect retry interval: 30 secs

State flags: none
Feature flags: MD5, Win Scale, Nagle, Path MTU
Request flags: Win Scale

Datagrams (in bytes): MSS 1436, peer MSS 1436, min MSS 1436, max MSS 1436

Window scales: rcv 0, snd 0, request rcv 0, request snd 0
Timestamp option: recent 0, recent age 0, last ACK sent 0
Sack blocks {start, end}: none
Sack holes {start, end, dups, rxmit}: none

Socket options: SO_REUSEADDR, SO_REUSEPORT, SO_NBIO
Socket states: SS_ISCONNECTED, SS_PRIV
Socket receive buffer states: SB_DEL_WAKEUP
Socket send buffer states: SB_DEL_WAKEUP
Socket receive buffer: Low/High watermark 1/32768
Socket send buffer   : Low/High watermark 2048/24576, Notify threshold 0

PDU information:
 #PDU's in buffer: 0
FIB Lookup Cache:  IFH: 0x40  PD ctx: size: 0  data:
  Num Labels: 0  Label Stack: 

RP/0/0/CPU0:R4#

TCP-Sitzungsdetails, siehe R1 - PASSIVE:

! – as seen from R1 – Passive

RP/0/0/CPU0:R1#show tcp detail pcb 0x121560ec
Tue Jan 12 13:25:59.310 UTC
==============================================================
Connection state is ESTAB, I/O status: 0, socket status: 0
Established at Tue Jan 12 13:25:31 2021

PCB 0x121560ec, SO 0x121556d4, TCPCB 0x121575bc, vrfid 0x60000000,
Pak Prio: Medium, TOS: 192, TTL: 255, Hash index: 359
Local host: 192.168.0.1, Local port: 179 (Local App PID: 983326)
Foreign host: 192.168.0.4, Foreign port: 59050

Current send queue size in bytes: 0 (max 24576)
Current receive queue size in bytes: 0 (max 32768)  mis-ordered: 0 bytes
Current receive queue size in packets: 0 (max 0)

Timer          Starts    Wakeups         Next(msec)
Retrans             3          0                0
SendWnd             0          0                0
TimeWait            0          0                0
AckHold             3          2                0
KeepAlive           1          0                0
PmtuAger            0          0                0
GiveUp              0          0                0
Throttle            0          0                0

   iss: 3225544359  snduna: 3225545516  sndnxt: 3225545516
sndmax: 3225545516  sndwnd: 31684       sndcwnd: 4308     
   irs: 3299472269  rcvnxt: 3299473426  rcvwnd: 31665   rcvadv: 3299505091

SRTT: 37 ms,  RTTO: 300 ms,  RTV: 244 ms,  KRTT: 0 ms
minRTT: 9 ms,  maxRTT: 239 ms

ACK hold time: 200 ms, Keepalive time: 0 sec, SYN waittime: 30 sec
Giveup time: 0 ms, Retransmission retries: 0, Retransmit forever: FALSE
Connect retries remaining: 0, connect retry interval: 0 secs

State flags: none
Feature flags: MD5, Win Scale, Nagle, Path MTU
Request flags: Win Scale

Datagrams (in bytes): MSS 1436, peer MSS 1436, min MSS 1460, max MSS 1460

Window scales: rcv 0, snd 0, request rcv 0, request snd 0
Timestamp option: recent 0, recent age 0, last ACK sent 0
Sack blocks {start, end}: none
Sack holes {start, end, dups, rxmit}: none

Socket options: SO_REUSEADDR, SO_REUSEPORT, SO_NBIO
Socket states: SS_ISCONNECTED, SS_PRIV
Socket receive buffer states: SB_DEL_WAKEUP
Socket send buffer states: SB_DEL_WAKEUP
Socket receive buffer: Low/High watermark 1/32768
Socket send buffer   : Low/High watermark 2048/24576, Notify threshold 0

PDU information:
 #PDU's in buffer: 0
FIB Lookup Cache:  IFH: 0x40  PD ctx: size: 0  data:
  Num Labels: 0  Label Stack: 

RP/0/0/CPU0:R1#

PMTUD = Blackhole Detection

Wie im Abschnitt "PMTUD - Path Segment" bereits erläutert, hat die TCP-PMTUD eine niedrigere IP-MTU. Wenn diese Funktion aktiviert ist, wird sie durch den Empfang eines ICMP (Destination Unreachable - Typ 3) ausgelöst. Fragmentierung erforderlich - Code 4)-Nachricht. Es kann sein, dass diese Meldungen aus irgendeinem Grund nicht empfangen werden, was dazu führt, dass die PMTUD nicht ausgelöst wird. In diesem Fall wird die niedrigste IP-MTU des Pfads zwischen den TCP-Peers nicht ermittelt. Ein solches Szenario würde ein potenzielles Blackhole-Szenario einführen, wenn für IP-Pakete das DF-Bit festgelegt ist und sie eine Größe haben, die höher ist als das kleinste IP-MTU-Pfadsegment. Diese Pakete würden ohne zu zögern verworfen.

In diesem Abschnitt soll hervorgehoben werden, wie Cisco IOS XR ein solches potenzielles Blackhole-Szenario erkennt und darauf reagiert. Zu diesem Zweck wird die Funktion "IPv4 unreachables" an der R2-Schnittstelle GE0/0/0/0 deaktiviert, wie im nächsten Bild und in der CLI-Ausgabe dargestellt.

Bild 3.5 - PMTUD aktiviert auf R1/R4 und R2 IPv4 nicht erreichbar deaktiviert.

IPv4 nicht erreichbar deaktiviert bei R2:

!- R2 - IP unreachables is disabled

RP/0/0/CPU0:R2#show run interface gigabitEthernet 0/0/0/0
Thu May 13 12:09:45.483 UTC
interface GigabitEthernet0/0/0/0
 ipv4 address 10.1.2.2 255.255.255.252
ipv4 unreachables disable
!

RP/0/0/CPU0:R2#show ipv4 interface gigabitEthernet 0/0/0/0
Thu May 13 12:10:04.112 UTC
GigabitEthernet0/0/0/0 is Up, ipv4 protocol is Up
  Vrf is default (vrfid 0x60000000)
  Internet address is 10.1.2.2/30
  MTU is 1514 (1500 is available to IP)
  Helper address is not set
  Multicast reserved groups joined: 224.0.0.2 224.0.0.1 224.0.0.5
      224.0.0.6
  Directed broadcast forwarding is disabled
  Outgoing access list is not set
  Inbound  common access list is not set, access list is not set
  Proxy ARP is disabled
  ICMP redirects are never sent
  ICMP unreachables are never sent
  ICMP mask replies are never sent
  Table Id is 0xe0000000

Cisco IOS XR geht mit diesem Blackhole-Szenario vor, indem dasselbe Paket zweimal übertragen wird. Wenn das Paket noch nicht erfolgreich ist, d. h. die erwartete TCP-ACK nicht empfangen wird, wiederholen Sie den Vorgang, und verwenden Sie den nächstniedrigeren, genau definierten Plateauwert, wie in RFC1191 dokumentiert - Path MTU discovery (siehe Abschnitt PMTUD - Path Segment has Lower IP MTU for the list). Plateaus). Zusammenfassend geht Cisco IOS XR davon aus, dass Pakete aufgrund ihrer Größe irgendwo im Pfad zu ihrem Ziel verworfen werden können, und versucht, dies durch erneute Paketübertragung zu umgehen. Dieses Verhalten kann mit dem nächsten Beispiel aus einer Paketerfassung beobachtet werden, die an der Schnittstelle Knoten R1 vorgenommen wurde, und der Ausgabe von debug tcp pmtud.

IOS-XR-Blackhole-Erkennung bei R1:

! – at R1
! – Original BGP Update message is sent
! – Note IP Total Length of 1116 bytes and TCP Segment Length of 1076 bytes
! – R2 filters such packet and send and ICMP error message towards R1 which triggers PMTUD
! – But because IPv4 unreachables are disabled at R2 GE0/0/0/0 ICMP message is not sent
! – Hence BGP message is silently filtered at R2

562    7.638774       192.168.0.1 192.168.0.4 BGP    1130   UPDATE Message, KEEPALIVE Message

Frame 562: 1130 bytes on wire (9040 bits), 1130 bytes captured (9040 bits) on interface 0
Ethernet II, Src: fa:16:3e:42:18:05 (fa:16:3e:42:18:05), Dst: fa:16:3e:5c:f1:80 (fa:16:3e:5c:f1:80)
Internet Protocol Version 4, Src: 192.168.0.1, Dst: 192.168.0.4
    0100 .... = Version: 4
    .... 0101 = Header Length: 20 bytes (5)
    Differentiated Services Field: 0xc0 (DSCP: CS6, ECN: Not-ECT)
    Total Length: 1116
    Identification: 0x4a37 (18999)
    Flags: 0x02 (Don't Fragment)
        0... .... = Reserved bit: Not set
        .1.. .... = Don't fragment: Set
        ..0. .... = More fragments: Not set
    Fragment offset: 0
    Time to live: 255
    Protocol: TCP (6)
    Header checksum: 0x229b [validation disabled]
    [Header checksum status: Unverified]
    Source: 192.168.0.1
    Destination: 192.168.0.4
    [Source GeoIP: Unknown]
    [Destination GeoIP: Unknown]
Transmission Control Protocol, Src Port: 179, Dst Port: 57082, Seq: 318, Ack: 251, Len: 1076
Border Gateway Protocol - UPDATE Message
Border Gateway Protocol - KEEPALIVE Message
<snip>

! – at R1
! – No TCP ACK is received
! – Packet retransmission is attempted (2 attempts)
! – Note initial MSS value is of 1460 bytes

563    0.560058       192.168.0.1 192.168.0.4 TCP    1130   [TCP Retransmission] 179 → 57082 [PSH, ACK] Seq=318 Ack=251 Win=32593 Len=1076
564    1.101367       192.168.0.1 192.168.0.4 TCP    1130   [TCP Retransmission] 179 → 57082 [PSH, ACK] Seq=318 Ack=251 Win=32593 Len=1076

! – at R1
! – Still no TCP ACK received; previous retransmissions failed
! – Next lower plateau value is attempted – 1492 bytes
! – Packet retransmission is attempted (2 attempts)

RP/0/0/CPU0:May 13 10:20:44.251 UTC: tcp[399]: [t1] PCB 0x15392224: Trying next lower MTU: 1452

567    1.850294       192.168.0.1 192.168.0.4 TCP    1130   [TCP Retransmission] 179 → 57082 [PSH, ACK] Seq=318 Ack=251 Win=32593 Len=1076
568    1.111361       192.168.0.1 192.168.0.4 TCP    1130   [TCP Retransmission] 179 → 57082 [PSH, ACK] Seq=318 Ack=251 Win=32593 Len=1076

! – at R1
! – Still no TCP ACK received; previous retransmissions failed
! – Next lower plateau value is attempted – 1006 bytes
! – Packet retransmission is attempted (2 attempts)

RP/0/0/CPU0:May 13 10:20:47.560 UTC: tcp[399]: [t1] PCB 0x15392224: Trying next lower MTU: 966

569    2.198327       192.168.0.1 192.168.0.4 TCP    1020   [TCP Retransmission] 179 → 57082 [ACK] Seq=318 Ack=251 Win=32593 Len=966
570    1.109602       192.168.0.1 192.168.0.4 TCP    1020   [TCP Retransmission] 179 → 57082 [ACK] Seq=318 Ack=251 Win=32593 Len=966

! – at R1
! – Still no TCP ACK received; previous retransmissions failed
! – Next lower plateau value is attempted – 508 bytes
! – Original information (TCP Length of 1076 bytes) is split in three distinct packets
! – TCP Segment Lengths 468 + 468 + 140 = 1076
! – TCP ACK is received from peer R4

RP/0/0/CPU0:May 13 10:20:50.870 UTC: tcp[399]: [t1] PCB 0x15392224: Trying next lower MTU: 468

571    2.205552       192.168.0.1 192.168.0.4 TCP    522    [TCP Retransmission] 179 → 57082 [ACK] Seq=318 Ack=251 Win=32593 Len=468
573    0.004254       192.168.0.1 192.168.0.4 TCP    522    [TCP Retransmission] 179 → 57082 [ACK] Seq=786 Ack=251 Win=32593 Len=468
574    0.002724       192.168.0.1 192.168.0.4 TCP    194    [TCP Retransmission] 179 → 57082 [PSH, ACK] Seq=1254 Ack=251 Win=32593 Len=140

! – Peer R4 TCP ACK is received

575    0.223172       192.168.0.4 192.168.0.1 TCP    54     57082 → 179 [ACK] Seq=251 Ack=1394 Win=31469 Len=0