【计算机网络笔记】IP分片

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首先需要掌握一个概念：最大传输单元(MTU)。

IP分组在网络上传输的过程中，需要被封装到链路层的数据帧里面，不同链路的数据帧在封装数据的时候可能对数据字节数有限制。网络链路存在MTU (最大传输单元)，即链路层数据帧可封装数据的上限。不同链路的MTU不同。

那如果一个链路的MTU大于下一个链路的MTU怎么办？这时就涉及到IP分片与重组。

大IP分组向较小MTU链路转发时，可以被"分片" (fragmented)

。这里用的是"可以"，也就是说不一定要进行分片，而是要看看这个分组里的某个标志位是怎么设置的。可能让分，也可能不让分。

所以就要清楚一个IP分组是否是分片的，如果分片了，那它是哪一片。并且片和片之间的相对顺序关系是怎样的。因此IP首部的相关字段就用于标识分片以及确定分片的相对顺序。包括总长度、标识、标志位和片偏移。

标识字段占16位：标识一个IP分组。在IP协议的实现里，这个标识的产生很简单，利用一个计数器，每产生IP分组计数器加1，作为该IP分组的标识。但是无法唯一标识一个IP分组，需要和其他字段共同来唯一标识一个IP分组
标志位字段占3位。它的结构从左到右是这样的：

在这里插入图片描述
- DF (Don't Fragment)。DF =1：禁止分片； DF =0：允许分片
- MF (More Fragment)。MF =1：非最后一片； MF =0：最后一片(或未分片)
片偏移 字段占13位：一个IP分组分片封装原IP分组数据的相对偏移量，片偏移字段以8字节为单位
- 如果一个IP分组没有经过分片，那么片偏移量一定是0
- 通过片偏移量，可以知道这个分片是原IP分组中的哪一片，同时也可以进行排序

IP分片过程：

假设原IP分组总长度为L，待转发链路的MTU为M。若L>M，且DF=0，则可以/需要分片。分片时每个分片的标识字段复制原IP分组的标识。另外，通常分片时，除了最后一个分片，其他分片均分为MTU允许的最大分片。一个最大分片可封装的数据应该是8的倍数（因为片偏移量的单位是8）。因此，

例如：4000B数据报，输出链路MTU = 1500B，DF=0。那么这个数据报能够分为3个小数据报（片）：