wireshark图解ip报文分片

前言：
ip分片如果丢了一片，整个报文都需要重传。所以网络传输都会减少ip分片的概率。tcp用MSS，而udp依靠上层协议，比如tftp。
所以ip分片的报文不太好抓到，故使用两台pc运行vmware虚拟机。一台当client用udp发送4500字节的数据，一台当server接收后再用udp返回4500字节的数据。通过wirewark分析ip分片。最后会把程序附上。

IP头中和分片有关的三个字段，如下图。摘自
《计算机网络》第7版谢希仁

1.49是客户端，1.50是服务器

开始分析*
26到28号分片只有ip头，不带udp头。这三片携带数据总长度为1480 * 3 = 4440。

26号分片如下：
可得片偏移为0。

27号分片如下：
可得片偏移为1480，即上一个分片的字节是0-1479。

28号分片如下：
可得片偏移为2960，即上一个分片的字节是1480-2959。

可得三片报文的identification字段是一样的，属于同一个ip报文。

再分析29号报文其携带udp头。

即只有第一片ip分片才会携带上层头（tcp/udp/icmp）。wireshark显示的问题导致看上去是最后一片才携带上层头，实际上是第一片携带。

可见其identification字段与上述三片相同，但是MF标志位是0了，表示这是最后一个分片了。

29号数据长度为88-20-8字节udp头 = 60字节。
完整报文长度为上述的4440+60=4500字节。

可从中括号中看到详细的分片情况。中括号表示注释性内容。
【4 IPv4 Fragments (4508 bytes): #26(1480), #27(1480), #28(1480), #29(68)】

可从data这里直接得到完整报文的数据长度为4500字节。

总结：
分析分片的情况时，只需要看携带上层头的报文片就可以了。

附：tcp避免不了分片的情况。
pc1 <--------router---------> pc2
pc1和pc2用tcp通信，为了避免分片，协商出mss为1460。
可是中间路由器的mtu为576。这时候就避免不了分片了。
因为tcp是端对端的协议，pc1和pc2这两个端点协商mss，中间设备是不参与协商的。
所以说tcp的mss是尽可能的避免分片，而不是完全杜绝分片。

附上udp client和server的程序。

//udp client
#include <stdio.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/types.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <netinet/in.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>#define N 5000int main(int argc, const char *argv[])
{int sockfd;char buf[N] = {0};struct sockaddr_in serveraddr;FILE *fp = NULL;unsigned int len = 0;if(argc < 3){fprintf(stderr,"Usage: %s ip port.\n",argv[0]);return -1;}if((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0))<0){perror("fail to socket");return -1;}serveraddr.sin_family = AF_INET;serveraddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);serveraddr.sin_port = htons(atoi(argv[2])); //注意atoisocklen_t addrlen = sizeof(struct sockaddr);//提前准备个文本有4500字节的数据fp = fopen("./myfile.txt", "r");if (!fp){perror("fail to fopen");return -1;}len = fread(buf, sizeof(char), 4500, fp); //设读4500字节if(!len) {fclose(fp);perror("fail to fread");return -1;}//发4500字节sendto(sockfd, buf, 4500, 0, (struct sockaddr *)&serveraddr, addrlen);//服务器的sendto写地址了 这里可以省略 收4500字节 recvfrom(sockfd, buf, N, 4500, NULL, NULL); printf("From server: %s \n",buf);close(sockfd);return 0;
}

//udp server
#include <stdio.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/types.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <netinet/in.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>#define N 5000int main(int argc, const char *argv[])
{int sockfd;char buf[N] = {};struct sockaddr_in serveraddr,clientaddr;if(argc < 3){fprintf(stderr,"Usage: %s ip port.\n",argv[0]);return -1;}if((sockfd = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0))<0){//第二个参数TCP是SOCK_STREAM,UDP是SOCK_DGRAMperror("fail to socket");return -1;}serveraddr.sin_family = AF_INET;serveraddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);serveraddr.sin_port = htons(atoi(argv[2]));  //注意atoiif(bind(sockfd,(struct sockaddr *)&serveraddr,sizeof(serveraddr))<0){perror("fail to bind");return -1;}socklen_t addrlen = sizeof(struct sockaddr);while(1){//接收4500字节recvfrom(sockfd, buf, 4500, 0, (struct sockaddr *)&clientaddr, &addrlen);printf("From client: %s \n",buf);if(0 == strncmp(buf,"quit",4)){break;}strcat(buf,"from server...");//发送4500字节sendto(sockfd, buf, 4500, 0, (struct sockaddr *)&clientaddr, sizeof(clientaddr));}close(sockfd);return 0;
}

使用时先开server。
gcc udp_server.c
./a.out server_ip server_port

再开client。
gcc udp_client.c
./a.out server_ip server_port

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