报文分片（16位分片标识、3位标志、13位片偏移字段详解）

目录

一、什么是分片？

二、如何分片？

三、如何组装？（16位分片标识、3位标志、13位片偏移）

1、回顾16位分片标识、3位标志、13位片偏移

2、组合分片报文

三、分片的风险

一、什么是分片？

网络层再继续向下传递的时候，会限制报文的大小，mtu（max transform unit）是最大传送单元，代表了每次所能传输报文的大小（含IP报头）。当我们的报文大小（含IP报头）超过了1500 个字节的时候，将一个报文分成多部份来传递，这就是“分片”。

注意：分片不是大多数情况，而是特殊情况。本来传递一个报文就有着丢包的风险，现在要传递一堆报文，丢包的概率会增加。

二、如何分片？

假设 IP协议 收到上层的报文大小为 1700 字节。这1700字节在IP协议看来就是数据，不考虑选项字段，加上IP报头的20个字节，要向下传递的大小为1720个字节，很显然超出了传输限制。

那么说明需要对这1700个字节进行分片，注意，是1700个字节分片，而不是1720个字节，先对数据进行分片，然后每一部分再加上报头。因为是分成多个报文来发送，每一个报文都要送到对端，那就必须加上报头来告诉下一层目标主机的IP地址。

三、如何组装？（16位分片标识、3位标志、13位片偏移）

1、回顾16位分片标识、3位标志、13位片偏移

因为这些报文由一个完整的报文分片得到，不能随意组合。这就需要用到IP报头中的三个字段16位分片标识、3位标志、13位片偏移。

• 13位片偏移：分片以后，各个部分在原始报文的哪个位置，即在原始报文中的偏移量。

• 16位分片标识：如果一个报文不分片，不同报文之间的16位标识符是不同的；如果一个报文分片了，分片报文的16位标识符是一样的，说明这些分片报文原本属于一个完整的报文。

• 3位标识：1位保留、1位标识禁止分片、1位标识更多报文（1说明后面跟了具有16位标志符的报文，0说明后面没有）

 

2、组合分片报文

第一步，通过三位标识符的第三位标识“更多报文”判断当前收到的报文后面是否跟了同样的16位标识符的报文。

如果第三位标识为1，说明当前报文是分片报文，加入到具有相同16位标识符的集合中。，进入下一步；如果为0，可能为普通报文，也有可能是分片报文的最后一部分，此时需要根据片偏移判断。

• 如果片偏移为0，说明是普通报文，结束判断，直接向上层交付；
• 如果不为0，说明是分片报文，加入到具有相同16位标识符的集合中。

第二步，判断所有的报文是否收全。将集合中的报文按照片偏移进行升序排序。

判断起始分片报文是否收到：如果第一个报文的片偏移为0，说明起始分片报文收到了。

判断末尾分片报文是否收到：如果最后一个报文的三位标志位中的第三位为0，说明末尾分片报文收到了

判断中间报文是否收到：以第二个报文为例，第二个报文的片偏移理应等于 第一个报文的片偏移 + 第一个报文的数据长度，以此来判断第二个报文是否收到；依此类推，可以判断中间报文是否收到。

=》该集合中一旦发现少了任意一个报文，整个集合中的报文直接全部丢弃！也不会通知上层TCP

三、分片的风险

分片有风险，只要有一部分丢了，如果对端网络层无法组装，要组装的几部分会全部丢弃，对方TCP没有收到报文，就认为是丢包了。所以一般不建议分片，分片会增加丢包概率。

但是如果不想分片，是TCP说了算，因为TCP有缓冲区的存在，想发多少、什么时候发都由TCP决定，而IP只是个跑腿的。UDP就不一样了，没有发送缓冲区，该分片的时候还是得老老实实分片。