数据报 PLPMTUD API

概述

Zephyr 基于 RFC 8899 提供通用的 数据报分组层路径 MTU 发现 （DPLPMTUD）实现。它面向基于 UDP 的传输协议（QUIC、基于 UDP 的 CoAP、自定义协议），这些协议必须在不依赖本地 IP 分片的情况下发现数据报载荷可以达到多大。

该子系统按如下方式划分职责：

通用协议栈 （subsys/net/ip/dplpmtud.c）

  • 每个目标的搜索状态：已验证的 PLPMTU、探测大小、重试次数、上下界

  • 在基础 PLPMTU（1200 字节）与路径上限之间进行二分查找

  • 与现有的 PMTU 目标缓存集成（输入 ICMP PTB，输出已验证的大小）

  • 当 PMTU 缓存报告的 MTU 低于基础 PLPMTU 时进行黑洞处理

传输层使用方

QUIC 是树内的首个使用方。其他传输协议可以使用同一套 API，而无需重复实现 RFC 8899 状态机。

配置

按地址族启用 DPLPMTUD：

两个地址族都还需要 CONFIG_NET_UDP。启用任一地址族选项时，都会选中总括选项 CONFIG_NET_PMTU_DPLPMTUD。

基于 ICMP 的 PMTU 缩减（数据包过大）仍可通过 CONFIG_NET_IPV4_PMTU_PTB 和 CONFIG_NET_IPV6_PMTU_PTB 使用。DPLPMTUD 是 PTB 的补充：当路径允许时，它会主动探测更大的长度。

同时跟踪的路径数量分别取决于 CONFIG_NET_IPV4_PMTU_DESTINATION_CACHE_ENTRIES 和 CONFIG_NET_IPV6_PMTU_DESTINATION_CACHE_ENTRIES。

使用模型

为每个远端目标初始化一个 net_dplpmtud_path （或者在连接的整个生命周期内复用该句柄）：

struct net_dplpmtud_path path;
uint16_t max_plpmtu = 1452U; /* transport / peer limit, or 0 if uncapped */
int mtu;
int probe;
int ret;

ret = net_dplpmtud_init_path(&path, &remote_addr, max_plpmtu);
if (ret < 0) {
    /* handle error */
}

mtu = net_dplpmtud_get_path_mtu(&path);
if (mtu < 0) {
    mtu = NET_DPLPMTUD_BASE_PLPMTU;
}

/* Application data must fit in @a mtu bytes (transport framing excluded). */

探测生命周期：

  1. 调用 net_dplpmtud_get_path_probe_size()。返回值为 0 表示无需探测。该路径必须已经初始化；getter 不会创建缓存条目。

  2. 如果 net_dplpmtud_path_probe_in_flight() 为假，则以该大小构造并发送一个启用了“不分片”的探测数据报（使用 socket 选项，或在 zsock_sendmsg() 中按数据报传递控制消息）。

  3. 调用 net_dplpmtud_on_path_probe_sent() 在通用状态机中登记该探测包，然后发送该探测数据报。

  4. 如果发送失败，请调用 net_dplpmtud_on_path_probe_lost()，使核心与传输层的状态保持一致。

  5. 在传输层确认时，调用 net_dplpmtud_on_path_probe_acked() 或 net_dplpmtud_on_path_probe_lost()。

当传输层得知新的上限时（例如 QUIC 的 max_udp_payload_size 传输参数），调用 net_dplpmtud_set_path_max_plpmtu() 更新该值。

如果传输层检测到与 ICMP 无关的黑洞，请调用 net_dplpmtud_note_path_blackhole()。低于基础 PLPMTU 的 PTB 更新会通过 PMTU 缓存自动应用。

API 参考

Datagram PLPMTUD API