计算机网络原理之【网络层】IP数据报分片

一、IP数据报分片 原则

• 1、尽可能少分片；
• 2、一个最大分片可封装的数据字节数最好是8的倍数。

二、IP数据报分片 过程

• 1、首部的标识字段 → 判断是否属于同一个IP数据报；
• 2、分片首部的标志字段（MF） → 判断是否是最后一个分片；
• 3、片偏移字段 → 判断分片的先后顺序，判断是否缺少IP分片。

三、IP数据报分片 相关计算

1、公式

2、例题——例1

通过工具发送一个总长度为3400字节的IP数据报，通过MTU=1500字节的链路转发。试求以下内容：

第一步：确定分片数

注：首部占20字节，即20B；在计算 数据长度 时需减去20B。

• MTU=1500B，则其中可以封装的数据长度为：1480B
• 数据报总长度=3400B，则数据长度为：3380B
• 所以分片数为：3380÷1480=2.28 （即：3片）

第二步：确定每片数据长度，每片总长度

• 关键：最后一片总长度、数据长度的计算
  • 总长度
    • 方式一：
      • 先计算出最后一片数据长度：3380-1480-1480=420B
      • 再计算出最后一片总长度：420+20=440B
    • 方式二：
      • 3400 - (1500*2) + (20*2) = 400 + 40 = 440
      • 注：20*2 为分片后多出来的 两片首部长度20B
  • 数据长度 = 总长度 - 20B

第三步：标志位（DF、MF）

第四步：计算片偏移量

补充：IPv4——IP数据报 格式

1、版本号

• 版本号：4位。IP的版本号。

2、首部长度

• 首部长度：4位。
• IP数据报的首部长度：20B-60B。

3、标识

• 标识：16位。标识一个IP数据报。每产生一个IP数据报， IP协议的计数器加1。
  • 该字段的重要用途：在IP数据报分片和重组过程中用于标识属于同一IP数据报。
  • 该字段不可唯一标识一个IP数据报。

4、标志

5、片偏移量

• 片偏移量：表示一个IP数据报分片与原IP数据报的数据的相对偏移量。
• 当该字段值为0时，且MF=1， 则表示这是一个IP分片，且是第一个分片。

6、生存时间

• 生存时间：8位。Time-To-Live ,TTL。表示IP数据报在网络中可以通过的路由器数（或跳步数）。

7、上层协议

• 上层协议：8位，指示该IP数据报封装的是哪个上层协议。（TCP：6，UDP：17）