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IP分片（IP Fragmentation）

news 2025/8/12 5:24:14

- - 一、核心概念：MTU与分片的必要性
  - 二、IP分片的关键字段（IPv4头部）
  - 三、分片与重组流程
  - - 1. 分片过程（发送端或中间路由器）
    - 2. 重组过程（接收端）
  - 四、IPv4与IPv6分片的差异
  - 五、分片的潜在问题与风险
  - 六、总结
  - 一、传输效率降低，带宽开销增加
  - 二、可靠性降低，数据丢失风险升高
  - 三、安全漏洞与攻击风险
  - 四、系统资源消耗增加
  - 五、协议兼容性问题
  - 六、路径MTU发现（PMTUD）失效加剧问题
  - 总结
  - 一、避免分片：从源头减少分片需求
  - - 1. 启用并优化路径MTU发现（PMTUD）
    - 2. 统一网络MTU，减少链路差异
    - 3. 高层协议控制数据包大小
  - 二、高效处理分片：减少分片带来的性能损耗
  - - 1. 优化网络设备的分片/重组能力
    - 2. 隔离分片敏感流量
  - 三、安全与兼容性优化：避免分片被滥用或误处理
  - - 1. 防火墙/IDS对分片的正确处理
    - 2. 禁用不必要的分片功能
  - 四、监控与诊断：及时发现分片异常
  - 总结

IP分片（IP Fragmentation） 是TCP/IP协议栈中，当IP数据包的大小超过传输路径中某一网络设备（如路由器、交换机）的最大传输单元（MTU，Maximum Transmission Unit） 时，将数据包拆分为多个 smaller 分片进行传输的过程。其核心目的是确保数据能在不同MTU的网络中正常传输，最终在接收端重组为原始数据包。

一、核心概念：MTU与分片的必要性

MTU：指网络链路中能传输的最大数据包大小（以字节为单位），由底层数据链路层（如以太网、PPP）决定。例如：
- 以太网的默认MTU为1500字节；
- 拨号网络（PPP）的MTU可能低至576字节。
分片触发条件：当IP数据包（含IP头部）的大小 > 路径MTU时，发送端或中间路由器会将其拆分为多个分片，每个分片的大小不超过MTU。