¿Cómo calcular el tamaño máximo de segmento en TCP?

Tamaño máximo de segmento se refiere al tamaño del segmento más grande que acepta el host local dentro de un solo paquete. Denota la mayor cantidad de datos que el host puede aceptar en un solo segmento TCP.

Para establecer la conexión TCP, tanto el remitente como el receptor indican el Tamaño máximo de segmento que pueden aceptar. Mientras transmite los paquetes a través de la conexión TCP, el remitente reduce el tamaño del paquete de acuerdo con el MSS recibido. Es útil para dispositivos con poca memoria, ya que permite que el dispositivo establezca un límite en el tamaño de los paquetes que recibirá.

El controlador de red conoce la unidad de transmisión máxima de la red conectada directamente. La unidad de transmisión máxima es el marco de mayor tamaño que se puede transmitir a través de la capa de enlace de datos. IP solicita el valor de la Unidad de transmisión máxima del controlador de red y lo usa en la siguiente relación para calcular el tamaño máximo de datos del datagrama:

MDDS = MTU - IP_HL

where,
MDDS = Maximum Datagram Size
MTU = Maximum Transmission Unit
IP_HL = IP Header Length

El tamaño máximo de datos del datagrama se refiere a la mayor cantidad de datos que se aceptan en el paquete IP.

Ahora, TCP solicita el valor del tamaño máximo de datos del datagrama de IP y lo usa en la siguiente relación para calcular el tamaño máximo del segmento:

MSS = MDDS - TCP_HL

where,
MSS = Maximum Segment Size
MDDS = Maximum Datagram Data Size
TCP_HL = TCP Header Length

Ejemplo: supongamos que la unidad de transmisión máxima tiene una carga útil de 1500 B, un encabezado que contiene información sobre la cantidad de paquetes y una cola que indica el final del flujo de paquetes en la capa de enlace de datos y el tamaño de los encabezados TCP e IP es de 20 B cada uno. Entonces, podemos encontrar el tamaño máximo del segmento siguiendo los pasos dados:

1. La capa de red recibe una carga útil de 1500B, que se divide en una carga de tamaño máximo de datos de datagrama de 1480B y un encabezado IP de 20B. Significa que el paquete de IP transmitido a través de la capa de red puede tener información almacenada hasta 1480B y tener un encabezado de 20B para almacenar información como la versión de IP, la dirección de origen, la dirección de destino y el tiempo de vida del paquete.
2. La capa de transporte recibe la carga útil de 1480B, que se divide en 1460B Tamaño máximo de segmento y 20B encabezado TCP. Significa que el paquete TCP transmitido a través de la capa de transporte puede tener información almacenada hasta 1460B y tener un encabezado de 20B para almacenar información como puerto de origen, puerto de destino, número de secuencia, número de reconocimiento, longitud del encabezado, suma de verificación, tamaño de ventana, puntero urgente y bits reservados.

Por lo tanto, el tamaño máximo del segmento será 1460B, es decir, se pueden recibir datos de 1460B en un solo paquete TCP.

El tamaño máximo del segmento debe elegirse teniendo en cuenta los siguientes problemas de rendimiento:

1. Gestión de gastos generales: si el MSS es demasiado bajo, dará lugar a un uso ineficiente del ancho de banda, ya que la cantidad de datos almacenados en el segmento sería comparativa con los encabezados, lo que no es eficiente.
2. Fragmentación de IP: si MSS es demasiado grande, generará grandes datagramas de IP que requerirán fragmentación antes de que puedan transmitirse. La fragmentación reducirá la eficiencia y aumentará las posibilidades de que parte de un segmento TCP se pierda, lo que resultará en la necesidad de retransmitir todo el segmento.