IPv4报文分片

Posted 2020-09-19 菜菜

1：为什么需要分片

每个数据链路层协议都有自己的帧格式,在这个格式中有一个字段是"数据字段最大长度"(MTU,最大传输单元)，当数据报被封装成帧时,数据报的总长度必须小于这个最大长度.

它是由网络使用的硬件和软件带阿里的限制确定的.

IPv4数据报的最大长度2^16(65535)字节,如果MTU>=2^16,那么什么也不用做,直接把IPv4的数据报塞到帧的数据段中就行了,但是对于MTU<2^16的数据链路层协议,那就应该把

数据报分成很多份,这个步骤就是分片.

2.怎么分片

当数据报被分片时

1:每一个数据报文都有自己的首部,大部分的字段是重复的

2:选项可以复制也可以不复制.只有数据报中的数据是分片的

3:检验和必须重新计算,因为检验和只包含头部,然而头部最少有三个字段(标识,标志,分片偏移量)改变了

4:如果分片后的数据遇到更小的MTU,需要再次分片

使用IPv4协议中 标识,标志,分片偏移来进行数据报分片.

 

标识:头部中16位的字段,标志了从源主机发出的一个数据报,当数据报离开源主机后,此标识与源IP地址的组合必须唯一确定这个数据报.

　　 进行分片时,这个字段必须复制到所有的分片中,这样目的主机收到所有被分片的报文后,才知道把那些分片组装起来

 

标志:头部中3位的字段,

　　 1:第一保留未用

　　 2:第二位称为不分片位,如果是1,这个数据报不能进行分片,如果不分片过不了网络,只能丢弃,然后发送一个ICMP差错报文回去.如果是0,那就可以分片

　　 3:第三位是还有分片位,若这个值是1,则表示这个数据报不是最后的分片,如果是0,表示是最后一个分片

 

分片偏移:头部中13位的字段

　　1:这个字段表示的是分片在整个数据报中的相对位置,看后面的计算过程

　　2:8字节为度量,为什么?而这个字段只有13位,它不能表示超过8191个字节,如果以8字节为度量单位,那么可以表示65528字节,

　　   超过IPv4中数据段的最大值(2^16-1-20)=65515

　　3:第一个分片的字节数量必须能够被8除尽

 

具体分片过程

 

 　　　　　　　　　　　　IPv4数据报首部格式

 

Ip协议版本4位	首部长度4位	服务类型8位	总长度16位
标识16位	标志3位	分片偏移量13位
生存时间8位	协议8位	头部检验和16位
源IP地址  32位
目的IP地址 32位
选项+填充

 

 

　　　　　　　　　　未分片的数据报:首部长度是20,数据长度是5000

					5020
123		0	0	0

 

 

　　　　　　　　　　假设我们一个分片大小是2000

　　　　　　　　　　　　第一个分片如下

					2000+20=2020
123		0	1	0   (0/8=0)
0-1999字节(为了便于观看加上的内容)

 

　　　　　　　　　　　　第二个分片

					2000+20=2020
123		0	1	250  (2000/8=250)
2000-3999字节

 

　　　　　　　　　　　　第三个分片

					1000+20=1020
123		0	0	500  (4000/8=500)
4000-4999字节