xdp/wireguard_mtu_optimization.md

Otimização de MTU e Fragmentação para WireGuard

Problema e Solução

O WireGuard necessita de overhead para encapsulamento e criptografia, resultando em:

• Overhead ~60 bytes (cabeçalhos + criptografia)
• MTU efetivo menor que o MTU da interface física
• Possível fragmentação ou perda de pacotes

A solução implementada:

1. Ajuste automático de MSS TCP: Evita fragmentação em sessões TCP
2. PMTU Discovery inteligente: Gerencia Path MTU para destinos específicos
3. Prevenção proativa de fragmentação: Identifica pacotes grandes e sinaliza MTU

Como Funciona

O programa XDP para interface WireGuard:

1. Para pacotes TCP:

   • Detecta pacotes SYN (início de conexão)
   • Ajusta o valor MSS para valor seguro (1380 = 1420 - 40)
   • Evita fragmentação durante toda a sessão TCP

2. Para todos os pacotes:

   • Verifica o tamanho total contra o MTU do WireGuard
   • Gerencia pacotes com flag DF (Don't Fragment)
   • Memoriza MTU efetivo para cada destino

3. Para pacotes grandes com DF flag:

   • Sinaliza "fragmentação necessária" via ICMP
   • Permite que os hosts ajustem automaticamente o PMTU

Benefícios Obtidos

• Melhor Performance: Elimina fragmentação desnecessária
• Latência Reduzida: Evita retransmissões causadas por fragmentação
• Estabilidade: Previne problemas de conectividade relacionados a MTU
• Eficiência: Otimiza automaticamente conforme diferentes destinos

Monitoramento

As estatísticas são mantidas em um mapa BPF e podem ser visualizadas com:

bpftool map dump name mtu_stats_map

Estatísticas monitoradas:

• Pacotes totais processados
• Pacotes acima do MTU do WireGuard
• Pacotes com MSS TCP ajustado
• Pacotes que necessitaram fragmentação
• Pacotes que dispararam sinalização PMTU