基于 IPv6 的 iperf UDP

Question

我正在通过 IPv6 使用 iperf (https://iperf.fr/) 进行一些 UDP 带宽测试。使用带有以下命令行的 Linux UDP 客户端时，我的结果非常糟糕：

iperf -u -V -c fe80::5910:d4ff:fe31:5b10%usb0 -b 100m

调查 Wireshark 的问题 我发现客户端发送数据时出现了一些碎片。更准确地说，我看到 UDP 客户端传出的数据包大小为 1510 字节和 92 字节，交替出现。 例如，我看到的 UDP 数据包具有以下模式（大小）：1510, 92, 1510, 92, 1510, 92,...,1510, 92,...

阅读 iperf2 文档我为选项 (-l) 阅读了以下内容：

要读取或写入的缓冲区的长度。 iPerf 通过多次写入一个 len 字节数组来工作。 TCP 的默认值为 8 KB，UDP 的默认值为 1470 字节。请注意，对于 UDP，这是数据报大小，在使用 IPv6 寻址时需要将其降低到 1450 或更少以避免碎片。另请参阅 -n 和 -t 选项。

我已尝试通过将 Linux iperf UDP 客户端命令行替换为以下内容来进行相同的带宽测试：

iperf -u -V -c fe80::5910:d4ff:fe31:5b10%usb0 -b 100m -l1450

我看到了很好的结果。查看 Wireshark 捕获的内容，我再也看不到碎片了。

在 IPv4 上进行相同的测试我不需要更改默认的 UDP 数据报大小（我不需要使用“-l”选项）以获得良好的结果。

所以我的结论是（通过 IPv6 的）分段是导致带宽性能不佳的原因。

无论如何，我想知道当通过 IPv6 将 UDP 数据报大小设置为 1450 时会发生什么。为什么使用 UDP 数据报大小的默认值在 IPv6 上而不是在 IPv4 上进行分段？还有，为什么我把UDP数据报大小减到1450时没有分片？

谢谢。

Answer 1

基础 IPv4 报头为 20 字节，基础 IPv6 报头为 40 字节，UDP 报头为 8 字节。

对于 IPv4，总数据包大小为 1470+8+20=1498，小于默认的以太网 MTU 1500。

使用 IPv6，总数据包大小为 1470+8+40=1518，大于 1500，必须分段。

现在让我们看看您的观察结果。您会看到大小为 1510 和 92 的数据包。其中包括 14 字节的以太网标头。因此，您的 IPv6 数据包是 1496 和 78 个字节。大包的内容是：IPv6头（40字节）、分片头（8）、UDP头（8）和1440字节的数据。较小的数据包包含 IPv6 标头 (40)、分段标头 (8) 和剩余的 30 字节数据。

Answer 2

以太网最常见的MTU 是1500，not including ethernet frame headers。这意味着您可以通过网络在一个数据包中发送 1500 个字节，包括 IP 标头。 IPv6 headers 大于 IPv4 headers 有几个原因，最重要的是 IPv6 地址大于 IPv4。因此，当您在 IPv6 上使用默认值运行时，您的数据包大小会超过 MTU 大小，并且需要将数据包分成两部分；称为fragmentation 的过程。