TCP报文段的分段和 IP数据报的分片

约定不等于承诺〃 2024-04-07 13:22 62阅读 0赞

我们在学习TCP/IP协议时都知道，TCP报文段如果很长的话，会在发送时发生分段，在接受时进行重组，同样IP数据报在长度超过一定值时也会发生分片，在接收端再将分片重组。  
我们先来看两个与TCP报文段分段和IP数据报分片密切相关的概念。

### MYU（最大传输单元） ###

每一种数据链路层都规定了帧的数据载荷的最大长度单元--------最大传输单元**MTU**；  
因为IP数据报被封装在链路层的数据报中，因此**MTU严格限制了IP数据报的长度**，**当IP数据报总长度超过MTU时，无法封装成帧**，就需要将IP数据报分片成更小的数据报，再将更小的数据报封装成帧，这就是IP数据报的**分片**，在【网络层】完成；  
以太网的数据链路层规定MTU=1500字节

### MSS（最大分段大小） ###

MSS是TCP里的一个概念（首部的选项字段中）。MSS是TCP数据包每次能够传输的最大数据分段，TCP报文段的长度大于MSS时，要进行分段传输。TCP协议在建立连接的时候通常要协商双方的MSS值，每一方都有用于通告它期望接收的MSS选项（MSS选项只出现在SYN报文段中，即TCP三次握手的前两次）。MSS的值一般为MTU值减去两个首部大小（需要减去IP数据包包头的大小20Bytes和TCP数据段的包头20Bytes）所以如果用链路层以太网，MSS的值往往为1460。而Internet上标准的MTU（最小的MTU，链路层网络为x2.5时）为576，那么如果不设置，则MSS的默认值就为536个字节。很多时候，MSS的值最好取512的倍数。TCP报文段的分段与重组是在运输层完成的。

到了这里有一个问题自然就明了了，TCP分段的原因是MSS，IP分片的原因是MTU，**由于一直有MSS<=MTU**，很明显，**分段后的每一段TCP报文段再加上IP首部后的长度不可能超过MTU，因此TCP报文段也就不需要在网络层进行IP分片了**。因此TCP报文段很少会发生IP分片的情况。

**UDP数据报**：UDP是面向报文的，对应用层传下来的报文既不合并也不拆分，保留报文的边界，因此当长度超过了**MTU**时，会在网络层进行IP分片。同样，ICMP（在网络层中）同样会出现IP分片情况。

##### 总结：UDP不会分段，就由IP来分。TCP会分段，当然就不用在IP数据报再分片了！ #####

另外，IP数据报分片后，只有第一片带有UDP首部或ICMP首部，其余的分片只有IP头部，到了端点后根据IP头部中的信息再网络层进行重组。而TCP报文段的每个分段中都有TCP首部，到了端点后根据TCP首部的信息在传输层进行重组。IP数据报分片后，只有到达目的地后才进行重组，而不是向其他网络协议，在下一站就要进行重组。

最后一点，对IP分片的数据报来说，即使只丢失一片数据也要重新传整个数据报（既然有重传，说明运输层使用的是具有重传功能的协议，如TCP协议）。这是因为网络层不提供可靠传输服务，数据的可靠性由更高层（比如TCP）来负责超时和重传。  
当来自TCP报文段的某一段（在IP数据报的某一片中）丢失后，TCP在超时后会重发整个TCP报文段，该报文段对应于一份IP数据报（可能有多个IP分片），没有办法只重传数据报中的一个数据分片。

转自：https://blog.csdn.net/ns\_code/article/details/30109789