MTU、フラグメンテーション、経路 MTU 探索

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article · ja · 知識の基準日 2026-09-15 · 変更日 2026-09-23, リビジョン 2 · reviewed (レビュー記録あり 2026-09-23)

Ethernet は 1500 バイトの IP パケットを運び、トンネルや PPPoE ではそれより小さくなる。IPv6 ルーターはパケットを分割しない。経路 MTU 探索は ICMP Packet Too Big メッセージに依存するため、それがフィルターされると小さいパケットは通る一方、大きいパケットは無言で消える。この典型的なブラックホールは、MSS の制限やパケット化層でのプローブによって回避できる。

概要

最大伝送単位（MTU）は、リンクが受け入れる最大のパケットである。RFC 894 は Ethernet 上の IP について 1500 オクテットと定めている。PPPoE では 1492 に減り（RFC 2516）、トンネルのヘッダー（VPN、VXLAN、GRE）を重ねるたびにさらに領域が使われる。経路上で最も小さい MTU が経路 MTU である。RFC 1191 は IPv4 の経路 MTU 探索を説明している。Don't Fragment ビットを立てて送り、ルーターが ICMP の「Datagram Too Big」を返したらパケットを小さくする。RFC 8201 は IPv6 版を説明している。ルーターは分割を行わず、リンク MTU の最小値は 1280 オクテット（RFC 8200）で、通知には ICMPv6 Packet Too Big を使う。RFC 4821 はパケット化層での探索（PLPMTUD）を加えている。TCP がより大きなセグメントでプローブし、大きいセグメントの繰り返しの損失を、経路 MTU が小さい証拠とみなすため、ICMP に依存しない。RFC 8899 はこの考えを QUIC などの UDP ベースのトランスポートに拡張している。

重要性

ファイアウォールがすべての ICMP を破棄すると探索が壊れ、奇妙な障害に見える。TCP ハンドシェイクは成功し、小さいリクエストは動くのに、最初の大きなレスポンスはタイムアウトまで停止する。パケットが単に破棄されるため、ログには何も残らない。このパターンは、経路にトンネルや VPN があり、端点が 1500 を想定しているときに現れる。

適用方法

ICMP タイプ 3・コード 4（IPv4）と ICMPv6 Packet Too Big を、すべてのファイアウォールで通す。ICMP を一括で遮断すると経路 MTU 探索が無効になる。
ルーターや VPN ゲートウェイでは、経路 MTU に合わせて TCP MSS を制限する（nftables の tcp option maxseg size set rt mtu）。これにより端点はトンネルに収まらない大きさのセグメントを送らなくなる。
トンネルインターフェースの MTU は既定値のままにせず、正しく設定する。
経路の状況が不確かな Linux ホストでは tcp_mtu_probing（tcp(7)）を有効にし、TCP がプローブで回復できるようにする。
ping -M do -s 1472 host で試す。ペイロード 1472 バイトとヘッダー 28 バイトで 1500 になる。応答が戻るまで値を下げる。

落とし穴

MSS の制限が効くのは TCP だけである。UDP アプリケーション（大きな応答を返す DNS、VPN のペイロード、QUIC）は、自らデータグラムを経路 MTU より小さく保つか、RFC 8899 型のプローブに頼る必要がある。DF が解除されていれば IPv4 の分割は今も行われるが、RFC 8900 はその脆さを説明している。ポート番号を持つのは最初のフラグメントだけなので、ステートレスなファイアウォールは、後続のフラグメントをすべて通すか、すべて遮断するしかない。また、一つのフラグメントを失うとパケット全体を失う。

範囲と根拠

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知識の基準日：2026-09-15。状態：reviewed — 編集するとレビュー状態はリセットされます。本文は未検証の参考情報として扱い、出典を確認してください。

出典

レビュー

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