详解TCP分段与IP分片

1. MTU(Maximum Transmission Unit 最大传输单元)
   MTU是链路层中的网络对数据帧的一个限制，以太网的MTU是1500个字节。一个IP数据报在以太网中传输，如果它的长度大于该MTU值，就要进行分片传输，使得每片数据报的长度小于MTU。分片传输的IP数据报不一定按序到达，但IP首部中的信息能让这些数据报片按序组装。IP数据报的分片与重组是在网络层完成的。
2. MSS(Maximum Segment Size 最大分段大小)
   MSS是TCP里的一个概念(首部的选项字段中)。MSS是TCP数据包每次能够传输的最大数据分段，TCP报文段的长度大于MSS时，要进行分段传输。TCP协议在建立连接的时候通常要协商双方的MSS值，每一方都有用于通告它期望接收的MSS选项(MSS选项只出现在SYN报文段中，即TCP三次握手的前两次)。MSS的值一般为MTU值减去两个首部大小(需要减去IP数据包首部20字节和TCP数据段的首部20字节)。所以如果用链路层以太网，MSS的值往往为1460字节。而Internet上标准的MTU(最小的MTU，链路层网络为x2.5时)为576，那么如果不设置，则MSS的默认值就为536字节。很多时候，MSS的值最好取512的倍数。(TCP报文段的分段与重组是在运输层完成的)
3. TCP分段的原因是MSS，IP分片的原因是MTU，由于一直有MSS<=MTU，分段后的每一段TCP报文段再加上IP首部后的长度不可能超过MTU，因此也就不需要在网络层进行IP分片了。因此TCP报文段很少会发生IP分片的情况
4. 由于UDP数据报不会自己进行分段，因此当长度超过了MTU时，会在网络层进行IP分片。同样，ICMP在网络层中同样会出现IP分片情况。
5. 总结：UDP不会分段，就由IP来分；TCP会分段，当然就不用IP来分了。
6. IP数据报分片后，只有第一片带有UDP首部或ICMP首部，其余的分片只有IP头部。到了端点后根据IP头部中的信息在网络层进行重组。而TCP报文段的每个分段中都有TCP首部，到了端点后根据TCP首部的信息在传输层进行重组。IP数据报分片后，只有到达目的地后才进行重组，而不是像其他网络协议，在下一站就要进行重组。
7. 对于IP分片的数据报来说，即使只丢失一片数据也要重新传整个数据报(既然有重传，说明传输层使用的是具有重传功能的协议，如TCP)。这是因为IP层本身没有超时重传机制——由更高层来负责超时和重传。当来自TCP报文段的某一段(在IP数据报的某一片中)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(可能有多个IP分片)，没有办法只重传数据报中的一个数据分片。