这个问题不是非常严谨，应该说标准以太网接口的MTU为1500，但现在的以太网接口普遍可以使得MTU远远大于1500。

为什么标准以太网帧长度下限为64字节

最早的以太网工作方式：载波多路复用/冲突检测（CSMA/CD），因为网络是共享的，即任何一个节点发送数据之前，先要侦听线路上是否有数据在传输，如果有，需要等待，如果线路可用，才可以发送。

假设A发出第一个bit位，到达B，而B也正在传输第一个bit位，于是产生冲突，冲突信号得让A在完成最后一个bit位之前到达A，这个一来一回的时间间隙slot time是57.6μs。

在10Mbps的网络中，在57.6μs的时间内，能够传输576个bit，所以要求以太网帧最小长度为576个bits，从而让最极端的碰撞都能够被检测到。

这个576bit换算一下就是72个字节，去掉8个字节的前导符和帧开始符，所以以太网帧的最小长度为64字节。

:::info WCYTIP：

  1. 就是计算了信号冲突的最小碰撞检测时间在10M网络里的传输，保障物理层的正常传输，算出来就是64字节
  2. 当上层发送的数据包不足64字节时，会有二层自动在数据后面补0来凑齐64字节，如下示例
    1. 以太头为14字节，二层头20字节，三层头20字节，光头部仅有54字节，算上二层的4字节CRC，也只有58字节
  3. 所以对于TCP的首包SYN，无data，还需要填充 64 - 58 = 6字节 的0数据来满足64字节，如下:
  4. image.jpeg :::

为什么标准以太网帧长度上限为1518字节

IP头total length为两个byte，理论上IP packet可以有65535 byte，加上Ethernet Frame头和尾，可以有65535 +14 + 4 = 65553 byte。如果在10Mbps以太网上，将会占用共享链路长达50ms，这将严重影响其它主机的通信，特别是对延迟敏感的应用是无法接受的。

由于线路质量差而引起的丢包，发生在大包的概率也比小包概率大得多，所以大包在丢包率较高的线路上不是一个好的选择。

但是如果选择一个比较小的长度，传输效率又不高，拿TCP应用来说，如果选择以太网长度为218byte，TCP payload = 218 - Ethernet Header - IP Header - TCP Header = 218 - 18 - 20 - 20 = 160 byte
那有效传输效率= 160 / 218 = 73%

而如果以太网长度为1518，那有效传输效率= 1460 / 1518 = 96%

通过比较，选择较大的帧长度，有效传输效率更高，而更大的帧长度同时也会造成上述的问题，于是最终选择一个折衷的长度：1518 byte ! 对应的IP packet 就是 1500 byte，这就是最大传输单元MTU的由来。

:::info WCYTIP：对于选择帧的负荷量为1500字节，很明显有他的理由的。一个1500字节的帧，具有有最大的发送和接受效率。 :::

Jumbo Frame

最早的以太网是通过Hub或集线器来工作的，在任意时刻只能有一台主机发送，这种共享方式发送效率很低，而现代高速交换机则让每个连接交换机的主机工作在独占模式，带宽独享，可以同时收发，而且现在早已不是早期的10Mbps的带宽，而是1000M、10000M，即使发送大包也不会影响别的主机，影响的只是交换机的接收和发送队列，既然发送大包效率要比小包效率搞，而且特定的应用也有发大包的需求，比如NFS文件系统，那为什么不把接口MTU提高一些，再高一些呢？

这是一个好主意，于是网卡、交换机、路由器网络接口可以实现更大的MTU，可以达到> 9000字节的大小，我们称这种远大于标准以太帧尺寸的帧为巨型帧Jumbo Frame。

于是网络接口提供可以修改MTU的配置命令，比如缺省为1500，可以修改为1508以支持QinQ，或者1512以支持802.1q Mpls label，这样既可以支持终端用户标准1500 字节IP packet，又可以避免分片。

有一点需要说明，二层交换机的接口，我们可以看成一块普通的网卡，网卡工作在数据链路层，所以分片不是它的职责，如果一个帧需要从交换机一个接口发送出去，而帧的长度>接口MTU，怎么办？丢弃！会发什么消息告诉源主机吧？不会的，默默地丢，当作什么都没有发生，这种情况最难以排查，如果traceroute可以看到端对端使通的，而发送数据就是会失败。

所以切记，一台交换机要保证接口MTU的一致性。如果在一个VLAN上、或整个交换机都采用同样的MTU，就不会发生上述情况。而如果入接口是9000字节，而出接口是1500，就会发生上述问题。

如果一条物理链路的两端MTU不一致，则会发生什么情况，比如一侧是1500，一侧是9000，1500一侧发出来的数据肯定没有问题，但是如果从9000侧发给1500呢？
数据也背默默地丢了。为什么呢？我们来谈另外一个很少提及的词汇：MRU，最大接收单元。

最大接收单元MRU

我们一直谈的最大传输单元MTU是关于出方向的流量处理，而MRU恰恰相反，是关于入方向的流量处理。
一般情况下MTU = MRU，但比如9000侧的数据到达1500，由于9000 > MRU，所以直接默默丢弃。
所以在配置链路时，要确保两侧的设备MTU要匹配，无论各家厂商对MTU理解如何、实现如何，一定要保证两端匹配，即各自允许在以太网线上发送、接收的数据流，以太网帧的最大长度一样！