TCP的分段和IP的分片

今天被同学问到一个问题： TCP的分段和IP的分片有什么联系？

先介绍两个概念：

MSS:（Maxitum Segment Size）最大分段大小的缩写，是TCP协议里面的一个概念

     MSS就是TCP数据包每次能够传输的最大数据分段。为了达到最佳的传输效能TCP协议在建立连接的时候通常要协商双方的MSS值，这个值TCP协议在实现的时候往往用MTU值代替（需要减去IP数据包包头的大小20Bytes和TCP数据段的包头20Bytes）所以往往MSS为1460。通讯双方会根据双方提供的MSS值得最小值确定为这次连接的最大MSS值。

MTU:（Maximum Transmission Unit，MTU），最大传输单元.

     以太网和802.3对数据帧的长度都有一个限制，其最大 值分别是1500和1492个字节。链路层的这个特性称作MTU。不同类型的网络大多数都有一个上限。如果IP层有一个数据要传，且数据的长度比链路层的 MTU还大，那么IP层就要进行分片（fragmentation），把数据报分成若干片，这样每一个分片都小于MTU。

TCP的分段：发生在传输层，因为MSS的限制，将应用层传递下来的消息进行分段发送，在对端再进行重组。

IP的分包：尽管IP分片过程看起来透明的，但有一点让人不想使用它：即使只丢失一片数据也要重新传整个数据报。why？因为IP层本身没有超时重传机制------由更高层（比如TCP）来负责超时和重传。当来自TCP报文段的某一片丢失后，TCP在超时后会重发整个TCP报文段，该报文段对应于一份IP数据报（而不是一个分片），没有办法只重传数据报中的一个数据分片。TCP为了保证传输的效率，就要想办法来避免IP层在进行分片，一旦TCP数据过大，超过了MSS，则在传输 层会对TCP包进行分段，自然到了IP层的数据报肯定不会超过MTU，当然也就不用分片了。而对于UDP数据报，如果UDP组成的 IP数据报长度超过了1500，那么IP数据报显然就要进行分片，因为UDP不能像TCP一样自己进行分段。

既然在TCP中进行了分片，IP的分包还有必要吗？其实在IP层的分包本就不是为TCP的传输准备的，而是帮助UDP的传输进行分片的。

总结:

      1.TCP分段的原因是MSS的限制，而IP分片是因为MTU的限制。

      2.TCP分段发生在传输层，重组也发生在传输层。IP分片发生在网络层，重组也是。

      3.对于以太网来说，MTU往往要大于MSS。

当传输层发送一个比较大的数据时，如果是TCP的话，数据在传输层，根据MSS的大小先行进行分段，如果是UDP（或者ICMP）的话，数据在网络层就要进行分片，然后发送。