IP分片

链路层具有最大传输单元MTU这个特性，它限制了数据帧的最大长度，不同的网络类型都有一个上限值。以太网的MTU是1500，你可以用 netstat -i 命令查看这个值。如果IP层有数据包要传，而且数据包的长度超过了MTU，那么IP层就要对数据包进行分片（fragmentation）操作，使每一片的长度都小于或等于MTU。我们假设要传输一个UDP数据包，以太网的MTU为1500字节，一般IP首部为20字节，UDP首部为8字节，数据的净荷（payload）部分预留是1500-20-8=1472字节。如果数据部分大于1472字节，就会出现分片现象。

IP首部包含了分片和重组所需的信息：

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|       Identification     |R|DF|MF|   Fragment Offset   |
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|<-------------16-------------->|<--3-->|<---------13---------->|

Identification：发送端发送的IP数据包标识字段都是一个唯一值，该值在分片时被复制到每个片中。
R：保留未用。
DF：Don't Fragment，“不分片”位，如果将这一比特置1 ，IP层将不对数据报进行分片。
MF：More Fragment，“更多的片”，除了最后一片外，其他每个组成数据报的片都要把该比特置1。
Fragment Offset：该片偏移原始数据包开始处的位置。偏移的字节数是该值乘以8。

另外，当数据报被分片后，每个片的总长度值要改为该片的长度值。

我们都知道，在以太网中，如果源主机向目标主机发送的数据包大于网关MTU，则该数据包在传输过程中会被IP协议分片传输，具体的分片过程是怎样的呢？我们通过协议分析软件抓包来进行详细的查看（抓包软件使用科来网络分析系统）。
因为以太网默认的MTU值为1500Byte，所以，为了达到分片的效果，我们应该传输大于1500Byte字节的数据包，才能使该数据包分段传输。
我们从本机（192.168.6.11）发送一个2000字节的数据包到局域网的另一台主机（192.168.0.208）为例，在传输的过程中，开启软件抓包，就能够查看到详细的分片结果。
我们以ping为例，在Windows命令提示符下输入：ping 192.168.0.208 –l 2000
通过科来网络分析系统抓包，我们看到，该数据包被分片了，由于我们重复Ping了4次，所以，抓到了4次同样的请求与回显的数据包。如下图：

         查看详细的数据包解码（见下图）：
   

  
分析：因为ping的长度是2000字节，大于了MTU的值，所以会分片发送,如上图。捕获的这个数据包总长度为1500字节，更多分段位置1，表示还有数据分段。s,偏移量为0，需要注意的是IP头部的总长度字段值（这里是1500字节）并不全是数据的净载荷长度，这里还包括了IP以及ICMP的头部长度，分别是20字节和8字节。
另外，IP协议的头部总长度并不一定就是MTU值1500字节，这个值与网络环境、操作系统等因素有关。
    下图是第一个分片包。

 
分析：IP字段的标识0x787F，与第一个包相同，说明这是同一个数据包，只是被分片了。
    偏移量为185，表示相对第一个包的位置，以便接收主机根据偏移量进行数据重组。
    需要注意的是此处分片包并没有ICMP字段，接收主机会可以根据偏移重组成完整的ICMP数据包。
最后，我们来计算一下该数据包的长度：第一个数据包的总长度为1500字节，减去IP头部长度20字节，减去ICMP头部长度8字节，即1500-20-8＝1472字节；第二个数据包的总长度为548字节，减去IP头部长度20字节，即548-20＝528字节，两个数据包的净载荷1472+528＝2000，正好是我们发送的数据长度。

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