Например, MTU Ethernet составляет 1500.
Теперь, если пакеты фрагментированы, то наблюдаемый MTU будет MTU маршрутизатора (т.е. меньше 1500).
Есть ли способ надежно и точно определить тип клиентской сети?
Мне кажется, вы хотите узнать о PMTU Discovery. См. RFC 1191.