1：为什么需要分片
每个数据链路层协议都有自己的帧格式,在这个格式中有一个字段是"数据字段最大长度"(MTU,最大传输单元)，当数据报被封装成帧时,数据报的总长度必须小于这个最大长度.
它是由网络使用的硬件和软件带阿里的限制确定的.
IPv4数据报的最大长度2^16(65535)字节,如果MTU>=2^16,那么什么也不用做,直接把IPv4的数据报塞到帧的数据段中就行了,但是对于MTU<2^16的数据链路层协议,那就应该把
数据报分成很多份,这个步骤就是分片.
2.怎么分片
当数据报被分片时
1:每一个数据报文都有自己的首部,大部分的字段是重复的
2:选项可以复制也可以不复制.只有数据报中的数据是分片的
3:检验和必须重新计算,因为检验和只包含头部,然而头部最少有三个字段(标识,标志,分片偏移量)改变了
4:如果分片后的数据遇到更小的MTU,需要再次分片
使用IPv4协议中 标识,标志,分片偏移来进行数据报分片.
标识:头部中16位的字段,标志了从源主机发出的一个数据报,当数据报离开源主机后,此标识与源IP地址的组合必须唯一确定这个数据报.
进行分片时,这个字段必须复制到所有的分片中,这样目的主机收到所有被分片的报文后,才知道把那些分片组装起来
标志:头部中3位的字段,
1:第一保留未用
2:第二位称为不分片位,如果是1,这个数据报不能进行分片,如果不分片过不了网络,只能丢弃,然后发送一个ICMP差错报文回去.如果是0,那就可以分片
3:第三位是还有分片位,若这个值是1,则表示这个数据报不是最后的分片,如果是0,表示是最后一个分片
分片偏移:头部中13位的字段
1:这个字段表示的是分片在整个数据报中的相对位置,看后面的计算过程
2:8字节为度量,为什么?而这个字段只有13位,它不能表示超过8191个字节,如果以8字节为度量单位,那么可以表示65528字节,
超过IPv4中数据段的最大值(2^16-1-20)=65515
3:第一个分片的字节数量必须能够被8除尽
具体分片过程
IPv4数据报首部格式
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Ip协议版本4位 |
首部长度4位 |
服务类型8位 |
总长度16位 |
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标识16位 |
标志3位 |
分片偏移量13位 |
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生存时间8位 |
协议8位 |
头部检验和16位 |
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源IP地址 32位 |
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目的IP地址 32位 |
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选项+填充 |
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未分片的数据报:首部长度是20,数据长度是5000
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5020 |
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123 |
0 |
0 |
0 |
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假设我们一个分片大小是2000
第一个分片如下
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2000+20=2020 |
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123 |
0 |
1 |
0 (0/8=0) |
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0-1999字节(为了便于观看加上的内容) |
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第二个分片
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2000+20=2020 |
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123 |
0 |
1 |
250 (2000/8=250) |
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2000-3999字节 |
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第三个分片
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1000+20=1020 |
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123 |
0 |
0 |
500 (4000/8=500) |
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4000-4999字节 |
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