IP数据报的分片和重组

IP协议在网络层呢个，提供不可靠无连接的数据报传输服务，通过IP蹭的封装和解封装来实现。

总共分为：报头和数据区两大部分。

各字段作用如下：

1、版本：占4位，表示该IP数据报使用的IP协议版本。代表IPv4

2、首部长度：占4位，可表示最大数值是15个单位，1单位=4字节，所以IP首部最长位60字节。固定长度20字节。

3、服务类型（TOS、type of service），目前网络中不使用。

4、总长度：数据报的长度，占16位=首部+数据，单位为字节，因此理论上数据报的最大长度为2^16-1=65535字节，总长度不能超过最大传送单元MTU。

5、上层协议标识：占用8位二进制位，IP协议可以承载各种上层协议，目标端根据协议标识就可以把收到的IP数据报送到TCP或UDP等处理此报文的上层协议了。

6、标志：占3位。只有前2位有意义。最低位：MF  MF=1：后边还有分片     MF=0：表示最后一个分片。

中间字段DF：DF=0时才允许分片。

7、片偏移：13位。较长数组在分片后某片在原分组中的相对位置。

8、生存时间：TTL。数据报在网络汇总可通过路由器的最大值。路由器数的两倍。

目的IP如果是错误，路由器会一直转发数据报，然后会在网络中一直兜圈，占用网络带宽网络资源。

9、协议：表示数据报使用的哪个协议。

IP协议就可以承载各种上层协议，目标端根据协议标识就把收到的IP数据包送到TCP等处理次报文的上层协议。

10、首部检验和：16位。只检测数据报首部部分。通过16位二进制反码求和算法。

原理：发送端首先将检验和字段置0，然后对头部中每16位二进制数进行反码求和的运算，并将结果存在校验和字段中。 由于接收方在计算过程中包含了发送方放在头部的校验和，因此，如果头部在传输过程中没有发生任何差错，那么接收方计算的结果应该是全1。

丢弃完，就不要再进行传送了。

经过一次路由器，IP部首就会改变。eg：TTL、标示、片偏移。

提高路由器的运行效率。

（1）、MTU：IP数据报在互联网上传输时，要经过多个物理网络才能抵达目的端。

         不同的网络由于链路层和介质的物理特性不同，所以传输时，对数据帧的最大长度都有一个限制，这个限制就是最大传输单元MTU。

分片与重组大致过程如下：

（2）、数据报分片举例：

加入不考虑，头部的其他选择项，则用数据报文/（MTU-20），然后给分片后的每个报文加上首部即可。

上层协议标识：用于分片的时候，标识同一数据报的各分片。数据报使用的协议可能不一样，所以一样的数据报用一样地标识。

分片的时候，会把标识位复制一份，然后给每个分片的头部。

标志位：  MF：片未完位。0：是最后一片，1：不是最后一片。

               DF： 不分片位。0：允许分片，1：强制不允许分片。

片偏移：分片的顺序。标识分片在原来数据报文中的位置。

                目的：为了在重组时，还能按照原来的顺序来组合。

一个单位标识8字节。所以偏移=分片后的首位/8  

即：分好片的IP数据抵达目的主机，目标主机对各分片进行重组，恢复成分片之前的数据报。

逆向解析，重新组装即可。

原理：

(1)、根据“标识”字段确定收到的分片属于原来哪个IP数据报；

(2)、根据“标志”字段的“片未完MF”子字段可以确定分片是不是最后一个分片；

(3)、根据“偏移量”字段可以确定分片在原数据报中的位置。

4、IP数据报中的选项：

（1）、用来实现对数据报传输过程中的控制，如规定数据报要经过的路由；

（2）、进行网络测试，如一个数据报传输过程中经过了哪些路由器。