TCP/IP传输过程中为什么要分片传输

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TCP/IP传输过程中为什么要分片传输

当数据包太大无法在网络中一次传输完成时,TCP/IP协议会将数据包分成小块进行传输,这就是分片传输。这样做的原因是因为不同的网络设备或链路有最大传输大小的限制,比如某些网络设备只能接收较小的数据包。

可以把数据包想象成一个大块的蛋糕,而网络设备的MTU就是蛋糕切割的限制。如果蛋糕太大,无法放进一个盘子里,我们就需要将蛋糕切成小块,适应盘子的大小。同样道理,当数据包超过网络设备的MTU时,我们需要将它分成小块,每块都能适应设备的最大传输限制。

发送方将大数据包分成小块,并在每个小块上标上序号和位置信息,然后分别发送到目标。接收方接收到这些小块后,根据序号和位置信息将它们重新组装成原始的大数据包。

分片传输确保了数据可以顺利地通过网络传输,而不会受到设备限制的阻碍。然而,分片传输也可能导致一些额外的开销,例如处理和重组分片的复杂性,以及在网络上增加一些传输开销。因此,TCP协议会尽量避免分片,通过调整数据包的大小来适应目标设备的MTU限制,以提高传输效率。

说一说分片的过程

当需要进行分片传输时,TCP/IP协议会按照以下过程进行分片:

  1. 数据包检测:发送方首先确定要发送的数据包的大小,即数据包的字节数。
  2. MTU检测:发送方检查数据包要经过的网络路径上的设备或链路的最大传输单元(MTU)。MTU是网络中可以传输的最大数据包大小。发送方会获取路径上所有设备的MTU,并选择最小的那个作为分片的目标大小。
  3. 分片生成:发送方根据目标的MTU大小将数据包进行分片。它将数据包划分为多个小片,每个小片的大小不超过目标MTU限制。每个小片都会被赋予一个序列号和片偏移信息,用于在接收方进行分片重组时确定它们的顺序和位置。
  4. 分片传输:发送方把生成的分片封装为独立的IP数据包,并逐个发送到目标。每个IP数据包都有自己的IP头部信息,包含源IP地址、目标IP地址以及其他必要的网络信息
  5. 分片重组:接收方接收到分片后,根据每个分片的序列号和片偏移信息进行重组。接收方会将分片按照正确的顺序和位置重新组装成原始的数据包。
  6. 数据处理:接收方在成功重组数据包后,将其交给上层应用程序进行处理和使用。

需要注意的是,分片只在IPv4协议中使用。IPv6协议使用了一种称为"路径MTU发现"的技术,来避免发送方需要手动进行分片,而是让网络设备通知发送方合适的MTU大小。
分片的过程允许大数据包在网络中传输,克服了链路或设备MTU限制的问题。文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-556812.html

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