分割和重组，你说的分割和重组是什么意思

对于不同的网络，数据包大小可能会有所不同，因此必须能够将大数据包分成较小的数据包。分段是将数据包分成小块，以便它们适合底层网络框架。数据报也可以标记为“未分段”;如果标记了数据报，在任何情况下都不能对其进行分段。如果你不带行李就到不了目的地，你应该在中途把行李丢弃。该方法还可以用于IP模块不可见的本地网络内部的重新分组和重新分组。

接收系统将这些片段重新组装成原始数据分组。段重组要求tag、源地址、目的地址和protocol四个字段的值保持一致。不同的数据报根据自己的偏移量重新组合成新的段，第一个段的偏移量为0，最后一个段有多个标记为0的段。

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图F-8对数据包进行分段以匹配数据包必须跨越的网络的帧大小。Internet协议(如IP)使用分段是因为数据包传输的每个网络可能有不同的帧大小。分段发生在连接两个具有不同mtu的网络的路由器上。虽然可以设计具有相同MTU大小的内部网络，但对于Internet来说，这不是一个好的选择，因为它由几个独立管理的互连网络组成。

分段总是不可取的，因为它会降低性能。事实上，在IPv6中，分段是不允许的。大数据分组总是可取的，特别是在通过高性能网络传输大文件时。然而，有时，试图消除或减少段可能会导致额外的问题。IPv6试图通过依赖终端系统来发现整个MTU路由路径来消除对分段的需要。这被称为路径MTU发现，在IPv4中使用，稍后将讨论。IPv6将加强这一点。一个重要的概念是，每个段变成一个新的、更小的IP数据报。这是因为数据报附加了一个新的IP报头，该报头包含了来自原始数据报IP报头的许多信息以及与分段过程相关的信息。新的IP数据报被放入底层网络的一个帧中。下面讨论并说明这个过程。新数据报的总大小(IP头加数据)不能超过网络的MTU。

只有目标重新组装分段的数据分组。传输路径中的路由器从不执行重组。考虑一个分段的数据块，它的分段可能不再采用不同的路径到达目的地。所有片段重新出现的唯一地方是目的地。接收端启动定时器并开始将数据段放入缓冲区，直到所有数据段都到达为止。如果只有一个数据块段未能在目的地出现，则必须重传整个数据块，因为没有请求和重传单个数据段的机制。

由于TCP段进入IP数据报，而IP数据报进入底层网络的框架，因此它们之间存在一些有趣的关系。首先，TCP段不能大于IP数据报减去IP报头。IP数据报的最大大小是65,535字节减去IP报头(其大小可能在20到60字节之间)。它的大小以4Byte的增量变化，这取决于头选项的设置方式。很少有数据链路连接具有能够容纳65K数据报的MTU。以太网和FDDI的MTU分别为l500Byte和4500Byte。

以下是影响截面大小的其他一些因素：

每个IP数据报段必须是8字节的倍数。

IP报头被添加到IP数据报段中，因此总段大小等于(数据段+IP报头)。

MTU允许的最大网段大小(网段+IP头)。

因为段必须是8btype的倍数，所以总段大小可能并不总是等于MTU。假设MTU为512字节，头大小为20字节(如果不使用该选项，头大小为20字节)。因为IP数据报只能以8字节的倍数分段，所以在添加报头之前，示例网络的最大分段大小是488字节。加上头后，总长度为508Byte，在MTU 5l2Byte的限制范围内。注意，8的下一个倍数是496Byte。添加报头后的总长度为516字节，超出了MTU的范围。

在IP报头中使用以下字段来提供分段信息和控制：

数据组标识一个16位的字段，使用唯一的数字来标识所有段的数据组。该号码不能再次使用，直到接收方处理完所有的段。

段偏移量向接收器提供信息，以便将该段重新组装到原始数据组中。更改值表示数据在段中的位置，相对于数据的起始位置。

未分段标志设置为1时，表示不使用分段数据报进行传输。否则，数据报将丢失，并向发送方返回一条错误消息(使用ICMP)。该标志可以用于侦察发送的数据包，以确定网络中可以发送的最大MTU。请参阅下面的“路径MTU发现”部分。

More Segments标志当设置为1时，表示将有更多的段。0表示该数据组为最后一个数据段。

图F-9说明了一个l300By数据报在一个MTU为500字节的网络中是如何被分成三个数据报的(为了清楚起见，数值四舍五入)。

图F-9各章节流程

路由器必须接受指定MTU大小的连接网络的数据报。它们必须接受最小576字节的数据报大小，这是1983年在RFC 879中定义的，以帮助供应商创建可以一起工作的路由器。RFC 879中的规则规定“主机不能发送大于576字节的数据报，除非它们明确知道目标主机已经准备好接受更大的数据报”。目前，大多数路由器支持l500Byte的最大传输单元，但是在MTU大小未知的非本地网络上传输时，仍然使用最小值。一般来说，Internet中的网络现在支持最小的MTU为576字节。

RFC 879中规定的另一部分规则是，最大TCP段大小(数据进入IP数据报，IP数据报被分段)等于最大IP数据报大小加上一个40Byte的报头。因此，最大TCP段大小为536字节(576字节减去40字节)。

大多数操作系统都提供了一种改变MTU大小的方法。以Windows 98为例，您可以通过如下方式查看和更改拨号网络设置。打开“控制面板”中的“网络”实用程序，单击“配置”选项卡，选择“拨号适配器”，然后单击“属性”。2 .在“高级”页签中，单击“IP数据组大小”。取值范围如下：自动默认设置Large 1500Byte?

中1000Byte小576Byte?在自动模式下，所有低于128kbit/s的PPP连接使用的MTU为576字节，高于128kbit/s的PPP连接使用的MTU为1500字节。

发现路径MTU

最大传输单元(Maximum transfer Unit, MTU)是限制单个传输数据字节最大数量的链路层。路径MTU是源节点和目的节点之间的路径中所有链路的最小MTU。路径MTU发现是在整个网络中“侦察”数据包以发现最小路径MTU的过程。当找到最小MTU值时，发送方可以使用该值作为IP数据报的最大大小，这样在传输过程中不会分组。如前所述，分段会增加开销并降低性能。只要可能，就应该使用大型数据组。

MTU路径发现过程

我们使用IP报头信息中的非碎片位作为路径MTU标记来动态发现给定的行。消息提供者承担的路径路径是已知MTU的第一个中断段。

他需要发送所有的数据包并设置非段位。

如果在目标主机的路径上有一个路由器，它需要数据包到片段以便将其传递到下一个中断段，如果设置了非段位(类型3代码4“段需要和DF设置”)，则将生成ICMP错误消息。

当发送主机收到ICMP错误消息时，应该减少假定的PMTU。

当估计的PMTU足够低，数据包不会被分片时，进程可以终止。在某些情况下，会形成碎片包，消息提供程序本身可以停止该过程。DF位通常被添加到所有的数据包中。如果路由改变到目的主机，并且PMTU减少，我们可以检测到它。

由于路由拓扑的变化，可能会导致路径MTU的增大。为了能够检测到它，发送主机应该定期增加该链路的假定PMTU。在ICMP 'fragment storage required and DF setting'中的MTU link字段中的错误消息携带MTU跳变，以便源主机知道他需要设置允许发送的数据包(路由器)不分片的确切路径值。

发现pmtu的工作原理如下：

1. 发送方发送数据包(通常是本地网络的默认大小)，并将“无分段”标志设置为1。

2. 如果报文大于网络上的任何一个MTU，连接到该网络的路由器将丢失该报文，并返回一个ICMP报文给发送方。此消息表示如果数据包没有分段，则无法转发，同时还包含导致问题的网络的MTU。

3.发送端重新尝试新的数据包大小，并从步骤1开始处理。如果路由器连接的网络MTU值较小，则可能会丢失数据包并返回错误消息。

通过使用路径MTU发现，系统可以跨多个网络发送数据包，这些网络使用尽可能多的数据包，而无需支付分段和重组的开销。

但是，发现路径MTU也有自己的代价。在找到最佳MTU之前，实际数据不会传输，这会导致延迟。使用新的MTU大小，一些路由器可能会返回错误消息。此外，发现数据包会占用网络带宽，需要网络中的路由器进行额外的处理。然而，这种带宽使用和处理被认为优于分段数据报。