数据链路的不同，导致链路上的MTU（最大传输单元）也不尽相同，比如对于IP来说最大的MTU是65535字节，但是这个65535字节的MTU仅仅对于IP上一层的TCP，UDP来说可以看做这么大。

对于以太网传输IP报文，由于以太网的最大MTU是1500字节，假如传输4342字节的IP数据包，就无法在一个帧中完成发送，这时就需要用到IP分片（IP Fragmentation）。

Tips：分片以8个字节的倍数为单位进行

 

分片之后的IP数据包在传输的过程中如果遇到了需要检查IP上层的TCP、UDP或者其他应用层信息时（防火墙，NAT，端应用），还需要将分片重组，以方便提取IP上层的信息，检查之后又会按照原分片进行拆分。

 

分片机制也有一定的不足，中途路由器还做分片处理使得路由器的处理负担加重，不利于链路上的高速传输，还有，TCP的一个小分片丢失会导致整个数据包重传。

 

路径MTU发现技术

PMTUD——Path MTU Discovery ，所谓路径MTU（PMTU）是指从发送端主机到接收端主机之间不需要分片的最大MTU的大小，可以避免在中途的路由器上进行分片处理。

PMTUD的工作原理：

1.在发送端主机发送IP数据包时将首部的分片禁止标志位置为1

2.数据包传输途中路由器遇到需要分片的大包也不分片，而是直接丢弃

3.通过ICMP的不可达消息将链路MTU返回给主机

4.主机下一次发送根据返回的MTU进行分片处理再发送

5.如果路上又遇到下一台路由器需要分片，则又直接丢弃，返回带MTU的ICMP

6.主机再次根据这个MTU进行分片，不断循环，直到最后一次设置的MTU整个路径都不用分片

7.对于UDP来说，分片指UDP传过来的UDP首部和UDP数据在IP层被分片，对于IP，不区分UDP的首部和数据，所有分片到达目标主机后先被重组，再传给UDP层

8.对于TCP来说，分片指TCP超时时自动按照比例缩减MSS的大小，重传数据包，TCP将数据分成IP层不会再被细分的粒度后传给IP层，IP层不再做分片处理，所有分片到达目标主机后，照原样传给TCP层，而不用先被重组

 

IPv4首部中部分字段

总长度-Total Length

表示IP首部和数据部分加起来的总字节数，该字段长16比特，所以IP包最大长度 2^16=65535字节

标识-Identification

用于分片重组，长16比特，同一组分片的标识值相同（即使标识相同，源目的地址或者协议不同也视为不同分片），不同分片的标识值不同

标志-Flags

长3比特，比特0，未用；比特1，表示dont fragment，0-可以分片，1-不能分片；比特2，表示是否为最后一个包，0-最后一个分片包，1-分片中段的包