【网络协议】TCP分段与IP分片

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    我们在学习TCP/IP协议时都知道，TCP报文段假设非常长的话。会在发送时发生分段，在接受时进行重组，相同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）

    MTU前面已经说过了，是链路层中的网络对数据帧的一个限制，依旧以以太网为例。MTU为1500个字节。一个IP数据报在以太网中 传输。假设它的长度大于该MTU值，就要进行分片传输，使得每片数据报的长度小于MTU。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毕的。

    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数据包每次可以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两方的MSS值。每一方都实用于通告它期望接收的MSS选项（MSS选项仅仅出如今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（须要减去IP数据包包头的大小20Bytes和TCP数据段的包头20Bytes）所以假设用链路层以太网。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，那么假设不设置，则MSS的默认值就为536个字节。非常多时候，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毕的。

    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，因为一直有MSS<=MTU，非常明显，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，因此也就不须要在网络层进行IP分片了。因此TCP报文段非常少会发生IP分片的情况。

    再来看UDP数据报。因为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。

相同，ICMP（在网络层中）相同会出现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IP来分了！

    另外。IP数据报分片后。仅仅有第一片带有UDP首部或ICMP首部，其余的分片仅仅有IP头部，到了端点后依据IP头部中的信息再网络层进行重组。而TCP报文段的每一个分段中都有TCP首部，到了端点后依据TCP首部的信息在传输层进行重组。IP数据报分片后，仅仅有到达目的地后才进行重组，而不是向其它网络协议。在下一站就要进行重组。

    最后一点，对IP分片的数据报来说，即使仅仅丢失一片数据也要又一次传整个数据报（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IP层本身没有超时重传机制------由更高层（比方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，该报文段相应于一份IP数据报（可能有多个IP分片）。没有办法仅仅重传数据报中的一个数据分片。