MTU的概念：

MTU相当于发快递时对包裹尺寸的限制.
这个限制是不同的数据链路对应的物理层, 产生的限制.

MTU 定义了物理网络对帧的数据字段最大字节数限制，由网络硬件决定。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。
例如以太网的MTU是1500。
如果网络层有数据包要传，而且数据包的长度超过了MTU，
那么网络层就要对数据包进行分片操作，使每一片的长度都小于或等于MTU。
一个分片在到达接收主机的路径中，还可能被继续分片，
因此，分片的IP数据报可能会以不同的路径传输到接收主机，
接收主机通过一系列的重组，将其还原为一个完整的IP数据报，再提交给上层协议处理。

分片：

路径当中在每个中间节点传送的时候，
如果下一个链路的MTU小于这个链路的IP分组长度的时候，
就要进行分片。分片三个主要字段：Identification：标识字段标志位：DF、MFFragment offset：片偏移

MTU对IP协议的影响

由于数据链路层MTU的限制, 对于较大的IP数据包要进行分包.
将较大的IP包分成多个小包, 并给每个小包打上标签;
每个小包IP协议头的 16位标识(id) 都是相同的;每个小包的IP协议头的3位标志字段中, 第2位置为0, 表示允许分片,
第3位来表示结束标记(当前是否是最后一个小包, 是的话置为1, 否则置为0);
到达对端时再将这些小包, 会按顺序重组, 拼装到一起返回给传输层;
一旦这些小包中任意一个小包丢失, 接收端的重组就会失败.
但是IP层不会负责重新传输数据;

IP协议的分片和重组

当提交给数据链路层进行传送时，一个IP分片或一个很小的无需分片的IP数据报称为分组。
数据链路层在分组前面加上它自己的首部，并发送得到的帧。

IP首部(5-8字节)包含了分片和重组所需的信息：

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。标志：
R：保留未用。
DF：“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：“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。FragmentOffset：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。

分片流程：

两个Flags和Fragment Offset结合使用，
进行分片时，DF比特设置为0，表示可以进行分片，
这时如果 MF的值为1，则表示当前IP报文是一个IP包的其中一段分片，
并且不是最后一个分片，这时结合Fragment Offset域继续判断；
如果MF为1而 Fragment Offset= 0，表示该IP报文为第一个分片，而且后续有分片；
如果MF为1而 Fragment Offset不是0，表示该IP报文为中间的一个分片；
如果MF为0而Fragment Offset不是0，表示该报文是最后一个分片。
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。

分片实例：

一次分片：
网络1 的MTU值 > 网络2 的MTU值

网络1 的MTU值 > 网络2 的MTU值，
网络2 的MTU值 < 网络3 的MTU值.

二次分片：
网络1 的MTU值 > 网络2 的MTU值，
网络2 的MTU值 > 网络3 的MTU值.
例：
一次分片：

再次分片：

14,567：这些分片都是属于同一个报文分组进行分割而来的，所以在重组的时候，就可以根据这个值将这些报文分组进行重新的组合了。数据长度值不同：4020-->1420、1420、1220、1420-->820、620MF的值不同：MF的值说明它们所对应的分片是否是最后一个分片。MF=1，不是最后一个分片；MF=0，为最后一个分片。偏移值：不同的分片它们的偏移值是不同的，偏移值是根据它们所在的分片的位置除以 8 个字节，得到的一个值。

MTU对UDP协议的影响

UDP协议:
一旦UDP携带的数据超过1472(1500 - 20(IP首部) - 8(UDP首部)),
那么就会在网络层分成多个IP数据报.
这多个IP数据报有任意一个丢失, 都会引起接收端网络层重组失败.
那么这就意味着, 如果UDP数据报在网络层被分片, 整个数据被丢失的概率就大大增加了.

MTU对于TCP协议的影响

TCP协议:
TCP的一个数据报也不能无限大, 还是受制于MTU.
TCP的单个数据报的最大消息长度, 称为MSS(Max Segment Size);
TCP在建立连接的过程中, 通信双方会进行MSS协商.
最理想的情况下, MSS的值正好是在IP不会被分片处理的最大长度(这个长度仍然是受制于数据链路层的 MTU).
双方在发送SYN的时候会在TCP头部写入自己能支持的MSS值.
然后双方得知对方的MSS值之后, 选择较小的作为最终MSS. MSS的值就是在TCP首部的40字节变长选项中(kind=2);

MSS和MTU的关系：

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