IPv6实验MTU和PMTU

4台路由器运行RIPng，每台设备配置loopback地址，

配置举例：

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ipv6

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ripng 1

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interface GigabitEthernet0/0/0

 ipv6 enable

 ipv6 address auto link-local

 ripng 1 enable

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interface GigabitEthernet0/0/1

 ipv6 enable

 ipv6 address auto link-local

 ripng 1 enable

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interface LoopBack0

 ipv6 enable

 ipv6 address 2001::2/128

 ripng 1 enable

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测试源IP为R1的loop0：2001::1,目的IP为R4的loop0：2001::4

1      默认配置MTU1500

默认配置下，接口的MTU值为1500

默认配置下ping 1000字节的包

ping ipv6 -s 1000 -c 1 2001::4

ICMP Request：

IPv6包的总长1062字节=14字节链路层+40字节IPv6头+8字节ICMPv6头+1000字节数据，payload 1008字节=8字节ICMPv6头+1000字节数据

链路层：14字节，6字节目的MAC，6字节源MAC，2字节以太网类型。

IPv6层：固定40字节

ICMPv6：1008字节， 8字节的ICMPv6头部(Type 1字节,Code1字节,Checksum 2字节, Identifier(2字节),Sequence(2字节))，1000字节的Message Body（原始Data(1000字节)

ICMPv6 Reply：

R4收到报文后回复ICMPv6 Reply，长度相同，且 Identifier和Sequence值相同。

因此如果要不分片，对于IPv6数据包来说，承载数据内容不能大于1500-40=1460， IPv6固定头部40字节，对于ICMPv6，8个字节的报头，因此原始数据不能超过1460-8=1452。

注：这里的MTU是指三层IPv6 MTU，因此链路层字节不参与计算。

我们测试1452个字节，没有分片

ping ipv6 -s 1452 -c 1 2001::4

我们测试1453字节，触发分片。

ping ipv6 -s 1453 -c 1 2001::4

查看第一个分片

总数据包1510=14(链路层)+40(IPv6头)+8(分片扩展头)+1448数据，三层数据包1496，Payload Length 1456=8(分片扩展头)+1448数据。分片扩展头M置位表示有后续分片， Identification标志符为0X00000015。

查看第二个分片

总数据包75=14(链路层)+40(IPv6头)+8(分片扩展头)+13数据，三层数据包61，Payload Length 21=8(分片扩展头)+13数据。偏移量181，单位为8字节，实际偏移量1448，等于上个分片的数据量，M为0，代表这是分片的最后一个，Identification标志符为0X00000015与上个分片一致。

2      R3连接R2的接口修改MTU为1440

 [R3-GigabitEthernet0/0/0]ipv6 mtu 1440

1.        不分片的包大小为1440-48=1392，ping ipv6 -s 1392 -c 1 2001::4

ping ipv6 -s 1392 -c 1 2001::4，不分片

2.        ping ipv6 -s 1393 -c 1 2001::4，不通，抓包看ICMPv6的Identifier位0Xd2ab

查看R4接口抓包，发现R4回了ICMPv Reply，Identifier位也是0Xd2ab，这里但被R3回复了ICMPv6 Packet too big

我们查看R3回复的包，里面携带了R3连接R2接口的MTU，因此我们确定MTU是生效在接口出方向。

3.        继续ping ipv6 -s 1393 -c 1 2001::4，这时候MTU已经适应，我们看到request没有分片，reply分片。

3      R3连接R2的接口修改MTU为1300

[R3-GigabitEthernet0/0/1]ipv6 mtu 1300

1.        不分片的包大小为1300-48=1252，ping ipv6 -s 1252 -c 1 2001::4

2.        ping ipv6 -s 1253 -c 1 2001::4，R1处抓包，R3回复给R1了ICMPv6携带MTU

3.        第二次ping ipv6 -s 1253 -c 1 2001::4，发送的报文分片，回复的未分片，因为回复的MTU为1440。

4      PathMTU

通常情况下，设备根据接口的IPv6 MTU值动态协商PMTU。在某些特殊情况下，为了保护网络设备的安全，避免受到超长报文的***时，可以手工配置到指定目的节点的PMTU，以控制设备到目的节点可转发报文的最大长度。

恢复各端口的默认MTU配置，修改R3连接R4的PMTU为1400

1.        R3上配置PMTU

[R3]ipv6 pathmtu 2001::4 1400

R1上ping ipv6 -s 1452 -c 1 2001::4（在默认MTU1500不会分片），在R1/R2/R3都没有分片。

2.        R1上配置PMTU，R1上ping ipv6 -s 1452 -c 1 2001::4，触发分片，PMTU在源节点生效，对过路报文不生效。

3.        R2往R3方向配置MTU为1399，小于PMTU，ping ipv6 -s 1452 -c 1 2001::4，触发分片，分片大小为PMTU1400，R2的MTU为1399，第一个分片因此一直回复ICMPv6超时(Packet too big)，第二个分片可以传送过去，但因为无法重组，R4收到不回复。

5      总结

1.       MTU的生效方向为接口的出方向，IPv6 MTU XXX命令针对是IP层的MTU；

2.       要是发送的数据不分片，传送数据不大于MTU-40(IPv6报头)，传送数据包括扩展报头时，净载荷=MTU-40(IPv6报头)-扩展报头(比如ICMPv6为8)；

3.       当报文超过节点的出接口MTU时，节点回复ICMP超时消息携带MTU给源端节点（数据发起方）；

4.       配置设备到指定目的节点的PMTU时，中间途径的所有设备接口的IPv6 MTU值不能小于需要配置的PMTU值，否则会造成报文丢弃。