TCP分段和IP分片

主要讲TCP/IP协议中传输层的分段和网络层的分片

 

1、TCP分段是指在经三次握手后，收发双方建立起连接通过后，双方已经协商好并确定彼此要采用的MSS（最大分段长度B），MSS一般都是按照接受方确定。然后把用户数据payload按照MSS大小进行分段，各个分段数据被逐一添加TCP报头后（20B），送给下一层网络层。

 

2、网络层接收到这些分段后，在添加端主要的IP报头前，按照主机所在的局域网链路层MTU（最大传输单元B），进行分片，即当TCP分段大小超过该局域网链路上的MTU的大小才会发生，并在分片后在每个IP分片前添加IP报头20字节。

注：为了避免频繁IP层分片，一般MTU和MSS是对应的。所以TCP在协商时确定的MSS就低于MTU，这些下层就不用分段了。

 

3、当这些IP分片经由网络不同的路径进行传输时，可能会跨越不同的链路，即不同的MTU，因此分片在路由器上不断被进行，注意，该项很消耗路由器的性能，因为数据报越小，产生CPU中断越频繁。

注1：分片传输的IP数据报不一定按序到达，但IP首部中的信息能让这些数据报片按序组装。IP数据报的分片与重组是在网络层进完成的。

注2：IP分片和完整IP报文差不多拥有相同的IP头，ID域对于每个分片都是一致的，这样才能在重新组装的时候识别出来自同一个IP报文的分片。在IP头里面，16位识别号（分段标识Identifier）唯一记录了一个IP包的ID（ipid），具有同一个ID的IP分片将会重新组装；而13位片偏移（Fragmented Offset）则记录了某IP片相对整个包的位置；而这两个表中间的3位标志（Flags）则标志着该分片后面是否还有新的分片。这三个域就组成了IP分片的所有信息，接受方就可以利用这些信息对IP数据进行重新组织。 

注3：由于UDP数据报不会自己进行分段，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。所以，UDP数据包由IP层来分段，TCP数据包自分段！

 

IP报头格式

http://blog.sina.com.cn/s/blog_769423400100vqvk.html

IP分片原理及分析

http://blog.chinaunix.net/uid-26993600-id-3359402.html

TCP/IP详解--TCP的分段和IP的分片

http://blog.csdn.net/yusiguyuan/article/details/39860303