今回は、IOS(-XE)のコマンドである、「ip tcp adjust mss」コマンドについてまとめておきます。
日本では2000年頃ADSLによるPPPoEを使ったブロードバンド・インターネット回線が一気に普及しました。
日本にけるPPPoEのMTUサイズは少し特殊で、フレッツ回線の仕組みとしてバックボーンでL2TPを利用しているためMTUサイズが1454Byteとなることは以前の記事でもまとめています。
Cisco Routerにおける日本のPPPoEのサンプル設定は当時から多く存在し、それを使って多くのCisco RouterでPPPoEが利用されていると思います。
サービス開始当時のPPPoEサンプル設定は今は検索することはできませんが、CiscoのHPの中から検索してみると、今でも幾つか見ることができます。
このサンプル設定の中から本記事の目的である「ip tcp adjust-mss」コマンドについて抜粋してみます。
interface FastEthernet1
ip tcp adjust-mss 1414
!
interface Dialer1
ip mtu 1454
!
この設定は、PPPoEとして設定されるDialerインターフェースはMTU1454Byteとして、LAN側のインターフェースとしてはPPPoEのMTU値から40Byteを引いた1414Byteが設定されているものになります。
数十年の勘違い
2000年当時まだままだネットワークエンジニアの駆け出し状態であったため、この設定は一種のおまじないとして捉えていて、なぜip tcp adjust-mssコマンドはLAN側物理インターフェースに設定されているのか？を疑うことは全くありませんでした。
何となく頭の中でDialerインターフェースではMTU値を1454としてあるので、MSS値は自動で1414Byteにしてくれていて、LAN側クライアント向け(Routerから見てLAN側インターフェースのEgress)に対してMSSの書き換えをしてくれているんだろう？と勝手に思っていました。
数十年の月日が流れ改めてこのコマンドって一体何なんだ？と思い、実機を使って検証してみることにしてみました。
この試験はMSSにフォーカスしたものとなっており、MTU値におけるNetworkの挙動に関しては触れませんのでご了承ください。
TCP 3way handshake
まずは、TCPの超基本から。
TCPのセッションを開始するにあたり、3way handshakeによってコネクションを確立を行います。
TCPヘッダの中にMSS値を入れてクライアント、サーバそれぞれが、送信可能なTCPデータサイズを送ることを目的としています。
一般的なMTU1500Byteにおける3way handshakeのフローを簡単にまとめておきます。
パケットキャプチャで確認してみると、実際にMSSが1460Byteとして3way handshakeが行われていることが確認できます。
(スクショでは文字が小さいので拡大して確認してください)
ip mtu 1460コマンドのみでの3way handshake
ClientとServerの間にRouterを設置し、Server側インターフェースに「ip mtu 1460」コマンドを設定してみます。
クライアント側、サーバー側それぞれでパケットキャプチャを取得し、TCP 3way handshakeを確認してみます。
クライアント側
サーバー側
Routerを挟んでどちらのサイドでもMSSは1460Byteとなっており、Routerでの「ip mtu 1460」だけではMSS値の変更は行われないことが確認できました。
ip tcp adjust-mss 1420を追加設定
次に「ip tcp adjust-mss 1420」を追加設定して確認を行います。
今回は「ip mtu 1460」を設定したインターフェースと同じインターフェースに設定を行いました。
改めてパケットキャプチャを行います。
まずはクライアント側。
サーバーからのSYN/ACKのMSSが1420Byteになっていることが確認できます。
次にサーバ側
こちらでは、クライアントからのSYNのMSSが1420Byteになっています。
そして、サーバからのSYN/ACKは1460Byteのままになっているのも確認できます。
少し分かりにくいのでフローにまとめてます。
この検証により「ip tcp adjust-mss」コマンドは設定したインターフェースのingress、egressともに機能することが確認できました。
個人的に思うこと
実際に検証してみると結果は大したことないのですが、そもそも何故サンプルコンフィグにてip tcp adjust-mssコマンドはLAN側物理インターフェースに設定されているのでしょうか？
サンプル設定はあくまでもPPPoEを終端するRouterの物となりますので、LAN側物理インターフェースとPPPoE側Dialerインターフェースのみで構成されているためだったのだと思います。
ip tcp adjust-mssコマンドはingress、egress共に機能するのであればMTUを調整するInterface(ここではDialerインターフェース)で設定した方が分かりやすいのではないかとは思います。
またLAN側に複数インターフェースが存在し、それらでRoutingするような構成の場合にはMTU値の調整とは関係の無いセッションにおいてもMSS値は変更になってしまうのも少し気になります。
2025年現在新規でPPPoEの設定をすることは多くは無いとは思いますが、IPoE設定に関してもTunnelインターフェースとしてMTU1460Byteで設定することになると思いますので、同じTunnelインターフェースにip tcp adjust-mss 1420を設定するのが良いかと思っています。
