数据链路层 MTU 对 IP 协议的影响

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和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。