首页 > 技术文章 > 【网络协议】TCP分段与IP分片

xfgnongmin 2019-04-05 13:17 原文

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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。

      

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