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MTU & Fragmentierung: Performance-Probleme im LAN lösen

Red Snapper

MTU-Probleme sind eine der häufigsten Ursachen für „mysteriöse“ Performance-Probleme im LAN: Ping geht, aber Dateiübertragungen hängen; bestimmte Anwendungen funktionieren nur sporadisch; VoIP/Videokonferenzen frieren ein; oder nur große Downloads brechen ab. Der Grund ist meist Fragmentierung oder – noch tückischer – Path-MTU-Blackholing, wenn große Pakete im Pfad verworfen werden und ICMP-Meldungen nicht zurückkommen. Dieser Leitfaden erklärt MTU, Fragmentierung und PMTUD praxisnah und zeigt, wie du im LAN die Ursache sauber nachweist und behebst.

MTU, MSS und Fragmentierung: Begriffe sauber trennen

Damit du Performance-Probleme richtig einordnest, musst du MTU (IP-Paketgröße), MSS (TCP-Nutzdaten pro Segment) und Fragmentierung unterscheiden. Oft ist nicht „MTU zu klein“, sondern „MTU inkonsistent“.

MSS grob verstehen (ohne Overhead-Details zu verlieren)

Für IPv4 gilt im Standardfall: MSS ≈ MTU − 20 (IP) − 20 (TCP). Bei MTU 1500 ergibt sich typischerweise eine MSS von ca. 1460 Byte.

Typische Symptome: So sieht ein MTU-Problem in der Praxis aus

MTU-Fehler sind oft „größenabhängig“: kleine Pakete funktionieren, große nicht. Genau dieses Muster ist der wichtigste Hinweis.

Warnsignal

Wenn ein Problem nur bei „großen Paketen“ auftritt, ist MTU/Fragmentierung ein Top-Verdacht.

Warum Fragmentierung Performance kostet

Fragmentierung erhöht Overhead, belastet CPU und ist anfällig: Geht ein Fragment verloren, ist das gesamte Originalpaket unbrauchbar. Viele moderne Netzdesigns versuchen Fragmentierung aktiv zu vermeiden.

Path-MTU-Blackholing: Der tückischste MTU-Fehler

PMTUD basiert auf ICMP-Meldungen („Fragmentation Needed“). Wenn Firewalls/ACLs ICMP blockieren, erfahren Sender nicht, dass die MTU kleiner ist. Ergebnis: große Pakete werden verworfen, Verbindung wirkt „kaputt“, aber ohne klare Fehlermeldung.

MTU im LAN testen: DF-Ping und Größenstufen

Der zuverlässigste Nachweis ist ein Ping mit DF-Bit (Don’t Fragment) und definierter Größe. Du erhöhst die Größe schrittweise, bis der Ping fehlschlägt. So findest du die tatsächliche Path MTU.

DF-Ping (Konzept, Syntax plattformabhängig)

ping 10.1.10.50 df-bit size 1472
ping 10.1.10.50 df-bit size 8972

Warum 1472 oft ein Startwert ist

Bei MTU 1500 bleiben nach IP/ICMP-Overhead typischerweise 1472 Byte Payload übrig. Wenn 1472 mit DF funktioniert, ist Standard-MTU im Pfad wahrscheinlich okay.

MTU-Checks auf Cisco Switches: Wo du nachsehen kannst

Die MTU-Konfiguration ist plattformabhängig: Manche Switches haben eine System-MTU, andere Interface-MTU, und L3-SVIs können eigene Werte haben. Prüfe daher zuerst, was dein Gerät überhaupt unterstützt.

MTU anzeigen (plattformabhängig)

show system mtu
show system mtu jumbo
show interfaces gigabitEthernet 1/0/48 | include MTU
show ip interface vlan 10

Trunk/Port-Channel Kontext prüfen

show interfaces trunk
show etherchannel summary

Die häufigsten LAN-Ursachen für MTU-Probleme

Im Campus entstehen MTU-Probleme meist durch inkonsistente Jumbo-Frame-Settings, durch Zwischenkomponenten mit Standard-MTU oder durch Security-Geräte, die ICMP blockieren.

Fix-Strategien: Wie du MTU-Probleme sauber löst

Es gibt zwei grundsätzliche Wege: MTU überall konsistent erhöhen (nur in kontrollierten Segmenten) oder MTU/MSS an den Übergängen so begrenzen, dass keine Fragmentierung entsteht. Im Campus ist Konsistenz wichtiger als „maximal groß“.

Fix 1: Pfad konsistent auf Standard MTU halten

Fix 2: Jumbo end-to-end korrekt einführen (kontrolliert)

Fix 3: PMTUD ermöglichen (ICMP nicht blind blocken)

Verifikation: Nach dem Fix messen und belegen

Nach der Anpassung musst du nachweisen, dass große Pakete durchgehen und dass keine Drops/Errors steigen. Nutze DF-Ping, Applikationstests und Interface-Counter.

Nachweis-Checks

show interfaces counters errors
show interfaces gigabitEthernet 1/0/48 | include drops|discard|MTU|rate
show logging | include MTU|DROP|FRAG|ICMP

Best Practices: MTU-Performance-Probleme im LAN vermeiden

MTU ist kein „Tuning-Knopf“, sondern ein End-to-End-Designparameter. Wenn du Jumbo Frames brauchst, kapsle sie in dedizierte Segmente. Wenn du Standard-MTU nutzt, verhindere Blackholing durch sinnvolle ICMP-Policies.

copy running-config startup-config

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