IP分片与TCP分段

　　最大传输单元(Maximum Transmission Unit, MTU)是指一种通信协议的某一层上面所能通过的最大数据包大小(以字节为单位)。数据链路层中的网络对数据帧的长度都有一个限制，不同网络的MTU值不同，常用的以太网为1500个字节。
　　若在IP层要传输的数据报大小比链路层的MTU还大，那么IP层就会对这个数据报进行分片。一个数据报会被分为若干片，每个分片的大小都小于或等于链路层的MTU值。
　　IP数据报分片以后，只有到达目的地才进行重新组装(这里的重新组装是达到目的地才组装，而不像其他网络协议在下一站就重新组装)，IP数据报的分片和组装都是发生在网络层，其目的就是使分片和组装过程对传输层(TCP和UDP)是透明的，以及防止某些可能的性能降低。已经分片的数据报有可能会再次进行分片(即可多次分片)。
　　当IP数据报被分片后，只有第一个分片存在运输层协议首部，其余分片都不包含运输层协议的首部。但是每个分片都具有IP首部，并且每一片都成为一个分组，在选择路由时每一组与其他分组相互独立。由于分组之间是独立的，所以分片传输的IP数据报不一定按照顺序到达目的地，但是每个分片的IP首部能够使接收端按照正确的顺序组装这些IP数据报分片。
　　最大报文段长度(Maximum Segment Size, MSS)是TCP数据包每次能够传输的最大数据分段。当TCP报文段的长度大于MSS时，需要将TCP数据包进行分段传输。
　　MSS是在TCP三次握手建立连接时，在两端主机之间被计算得出，会在TCP首部写入MSS选项，告诉对方自己的接口能够适应的MSS的大小。为了达到最佳的传输效能TCP协议在建立连接时通常要协商双方的MSS值，然后会在两者之间选择一个较小的值来限制传输数据的大小。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(即TCP的分段和重组都发生在传输层)。
　　采用TCP协议进行数据传输是不会造成IP分片的，因为一旦TCP数据超过了MSS，则在传输层就会对TCP数据包进行分段，自然到了IP层的数据报肯定不会超过MTU，所以就不用分片了。而对于UDP数据报，如果UDP组成的IP数据报长度超过了MTU，那么IP数据报显然就要进行分片了，因为UDP不能像TCP一样自己进行分段。传输层中的TCP会分段，网络层中的IP会分片。IP层的分片更多的是为运输层的UDP服务的，由于TCP自己会避免IP的分片，所以使用TCP传输在IP层不会发生分片的现象。
　　IP层没有超时重传机制，所以在IP数据报的分片丢失时，必须重传整个IP数据报。超时和重传机制由更高层来实现(TCP有超时重传机制，但UDP没有)。当来自TCP报文段的某一片丢失后，TCP在超时后重发整个TCP报文段，该报文段对应于一份IP数据报。没办法只重传数据报中的一个数据报片。