【網絡協議】TCP分段與IP分片

    我們在學習TCP/IP協議時都知道,TCP報文段如果很長的話,會在發送時發生分段,在接受時進行重組,同樣IP數據報在長度超過一定值時也會發生分片,在接收端再將分片重組。

    我們先來看兩個與TCP報文段分段和IP數據報分片密切相關的概念。

    MYU(最大傳輸單元)

    MTU前面已經說過了,是鏈路層中的網絡對數據幀的一個限制,依然以以太網爲例,MTU爲1500個字節。一個IP數據報在以太網中 傳輸,如果它的長度大於該MTU值,就要進行分片傳輸,使得每片數據報的長度小於MTU。分片傳輸的IP數據報不一定按序到達,但IP首部中的信息能讓這些數據報片按序組裝。IP數據報的分片與重組是在網絡層進完成的。

    MSS(最大分段大小)

    MSS是TCP裏的一個概念(首部的選項字段中)。MSS是TCP數據包每次能夠傳輸的最大數據分段,TCP報文段的長度大於MSS時,要進行分段傳輸。TCP協議在建立連接的時候通常要協商雙方的MSS值,每一方都有用於通告它期望接收的MSS選項(MSS選項只出現在SYN報文段中,即TCP三次握手的前兩次)。MSS的值一般爲MTU值減去兩個首部大小(需要減去IP數據包包頭的大小20Bytes和TCP數據段的包頭20Bytes)所以如果用鏈路層以太網,MSS的值往往爲1460。而Internet上標準的MTU(最小的MTU,鏈路層網絡爲x2.5時)爲576,那麼如果不設置,則MSS的默認值就爲536個字節。很多時候,MSS的值最好取512的倍數。TCP報文段的分段與重組是在運輸層完成的。

    到了這裏有一個問題自然就明瞭了,TCP分段的原因是MSS,IP分片的原因是MTU,由於一直有MSS<=MTU,很明顯,分段後的每一段TCP報文段再加上IP首部後的長度不可能超過MTU,因此也就不需要在網絡層進行IP分片了。因此TCP報文段很少會發生IP分片的情況。

    再來看UDP數據報,由於UDP數據報不會自己進行分段,因此當長度超過了MTU時,會在網絡層進行IP分片。同樣,ICMP(在網絡層中)同樣會出現IP分片情況。

    總結:UDP不會分段,就由IP來分。TCP會分段,當然就不用IP來分了!

    另外,IP數據報分片後,只有第一片帶有UDP首部或ICMP首部,其餘的分片只有IP頭部,到了端點後根據IP頭部中的信息再網絡層進行重組。而TCP報文段的每個分段中都有TCP首部,到了端點後根據TCP首部的信息在傳輸層進行重組。IP數據報分片後,只有到達目的地後才進行重組,而不是向其他網絡協議,在下一站就要進行重組。

    最後一點,對IP分片的數據報來說,即使只丟失一片數據也要重新傳整個數據報(既然有重傳,說明運輸層使用的是具有重傳功能的協議,如TCP協議)。這是因爲IP層本身沒有超時重傳機制------由更高層(比如TCP)來負責超時和重傳。當來自TCP報文段的某一段(在IP數據報的某一片中)丟失後,TCP在超時後會重發整個TCP報文段,該報文段對應於一份IP數據報(可能有多個IP分片),沒有辦法只重傳數據報中的一個數據分片。

      

發表評論
所有評論
還沒有人評論,想成為第一個評論的人麼? 請在上方評論欄輸入並且點擊發布.
相關文章