数据链路层 MTU 对 IP 协议的影响

news/2024/4/23 13:14:59/文章来源:https://blog.csdn.net/LEE180501/article/details/133393045

在介绍主要内容之前,我们先来了解一下数据链路层中的"以太网" 。

“以太网”不是一种具体的网络,而是一种技术标准;既包含了数据链路层的内容,也包含了一些物理层的内容。

下面我们再来了解一下以太网数据帧:

上述的1500表示一个以太网数据帧,载荷最大长度是1500。对于不同的数据链路层协议,对应不同的硬件物理设备,此时传输数据上限就有所不同。

我们通常将数据链路层数据帧最大载荷长度,称为 MTU(PS:不同的数据链路层协议MTU不尽相同)。如果承载的数据长度超过 MTU,就会在网络层使用 IP协议 进行分包(分片),使每个分出来的结果都在MTU之内。这个 分包/组包 是IP协议的一个工作,体现在协议的报文格式中:

  1. 16位标识符表示:一个大的IP数据报被拆成多个小的报之后,这些小报文的标识相同。
  2. 3位标志位表示:1位不使用;1位标识是否分包;1位表示结束标记,标识当前分包是否为最后一个。
  3. 13位片偏移表示:每个小数据报的先后顺序,用来组包。

例如以UDP分包为例,以下展示了分包的过程(FDDI以太网属于不同的数据链路层协议):

这里仍需要注意的是:

  1. 虽然IP能拆包,但仍然不能改变UDP最大长度是 64k 的事实,因为拆出的数据报中只有一份UDP首部。
  2. 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。因此,一般情况下,使用 UDP 协议传输数据时,要确保数据报的大小适合网络的 MTU(最大传输单元),以避免数据报被分片。

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