IP分片的隐患,以及TCP分片

好的,我们来用一个生活中的例子更详细地解释 MTU、MSS,以及 IP 和 TCP 分片。

MTU 和 MSS 的概念

  1. MTU(Maximum Transmission Unit,最大传输单元)
  • 假设你搬家,需要用卡车搬运家具。

  • 卡车的最大承载重量是 1500 公斤(MTU)。

  • 任何超过这个重量的家具都需要拆分成多个部分运送。

  1. MSS(Maximum Segment Size,最大分段大小)
  • 每件家具在装上卡车之前,需要包装和保护。

  • 包装和保护材料(相当于 IP 和 TCP 头部)总共占用 40 公斤。

  • 所以,每辆卡车实际能装载家具的最大重量是 1460 公斤(MSS)。

IP 层分片的隐患

假设你有一个非常大的家具,重量是 3000 公斤(大于 MTU 的大小)。按照卡车的规定,你必须将其拆分成两个部分,每部分不超过 1500 公斤。这个过程就像 IP 层进行分片:

  • 你需要把家具拆成两个部分,分别装上两辆卡车(分片)。

  • 如果在运输过程中,任何一辆卡车(分片)丢失或损坏,整个家具都无法完整到达目的地。

  • 因为只有当所有卡车(分片)都到达时,家具才能重新组装(IP 层的重组)。

  • 如果一辆卡车丢失,你必须重新发送整个家具的所有部分,这非常耗时且低效。

TCP 协商 MSS 的好处

为了避免这种低效,搬家公司(TCP 协议)在你搬家前会和你协商:每件家具的最大重量不能超过 1460 公斤(MSS),这样每辆卡车加上包装和保护材料的总重量不会超过 1500 公斤(MTU)。这样:

  • 你会提前把每件家具都拆成不超过 1460 公斤的部分(TCP 分段)。

  • 每个部分单独装车,每辆卡车的总重量不超过 1500 公斤(MTU),不需要再进行分片(IP 分片)。

  • 如果某辆卡车丢失,只需要重新发送那部分家具,而不是整个家具。

  • 大大提高了运输(数据传输)的效率,减少了重传的次数。

实际的传输过程

  1. 协商阶段
  • 你和搬家公司(TCP 握手阶段)协商好每件家具的最大重量(MSS)。
  1. 打包和运输
  • 你把家具拆成不超过 1460 公斤的部分分别装车。

  • 每辆卡车加上包装和保护材料,总重量不超过 1500 公斤(MTU)。

  • 搬家公司按卡车运输,每辆卡车都在规定重量内,不需要再分片(IP 不用再分片)。

  1. 丢失和重传
  • 如果某辆卡车在运输过程中丢失,只需要重新打包那部分家具重发一辆卡车。

  • 而不是整个家具重新拆分装车再运输。

具体案例

假设你需要传输一个 3000 字节的消息,MTU 是 1500 字节,MSS 是 1460 字节:

  1. 分段
  • 数据被分成两个 TCP 分段:第一个分段 1460 字节,第二个分段 1540 字节(1460 + 80 字节的头部)。
  1. 封装
  • 第一个 TCP 分段封装后总长 1500 字节,包括 IP 头部和 TCP 头部。

  • 第二个 TCP 分段也封装后总长 1500 字节。

  1. 传输
  • 每个分段作为一个独立的 IP 包进行传输,不需要进行 IP 层分片。
  1. 重传机制
  • 如果某个 IP 包丢失,例如第二个 IP 包,接收方不会发送 ACK 确认。

  • 发送方会触发重传机制,只重新发送丢失的分段,而不是整个数据流。

通过这种方式,搬家公司(TCP 协议)确保了家具搬运(数据传输)的高效性和可靠性。这样避免了 IP 层分片带来的低效和潜在问题,提高了整体的传输效率和可靠性。

  • MTU:一个网络包的最大长度,以太网中一般为 1500 字节;

  • MSS:除去 IP 和 TCP 头部之后,一个网络包所能容纳的 TCP 数据的最大长度;

如果在 TCP 的整个报文(头部 + 数据)交给 IP 层进行分片,会有什么异常呢?

当 IP 层有一个超过 MTU 大小的数据(TCP 头部 + TCP 数据)要发送,那么 IP 层就要进行分片,把数据分片成若干片,保证每一个分片都小于 MTU。把一份 IP 数据报进行分片以后,由目标主机的 IP 层来进行重新组装后,再交给上一层 TCP 传输层。

这看起来井然有序,但这存在隐患的,那么当如果一个 IP 分片丢失,整个 IP 报文的所有分片都得重传

因为 IP 层本身没有超时重传机制,它由传输层的 TCP 来负责超时和重传。

当某一个 IP 分片丢失后,接收方的 IP 层就无法组装成一个完整的 TCP 报文(头部 + 数据),也就无法将数据报文送到 TCP 层,所以接收方不会响应 ACK 给发送方,因为发送方迟迟收不到 ACK 确认报文,所以会触发超时重传,就会重发「整个 TCP 报文(头部 + 数据)」。

因此,可以得知由 IP 层进行分片传输,是非常没有效率的。

所以,为了达到最佳的传输效能 TCP 协议在建立连接的时候通常要协商双方的 MSS 值,当 TCP 层发现数据超过 MSS 时,则就先会进行分片,当然由它形成的 IP 包的长度也就不会大于 MTU ,自然也就不用 IP 分片了。

经过 TCP 层分片后,如果一个 TCP 分片丢失后,进行重发时也是以 MSS 为单位,而不用重传所有的分片,大大增加了重传的效率。

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.mzph.cn/news/851120.shtml

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈email:809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

Hadoop 2.0:主流开源云架构(一)

目录 一、引例(一)问题概述(二)常规解决方案(三)分布式下的解决方案(四)小结 自从云计算的概念被提出,不断地有IT厂商推出自己的云计算平台,但它们都是商业性…

Suno小技巧大揭秘,不会这些技巧别说你懂AI音乐

Suno是一个强大的AI音乐生成工具,它不仅可以帮你快速生成音乐,还能精确地根据你的需求进行调整。无论你是音乐小白还是专业音乐人,这篇文章将揭示一些鲜为人知的Suno技巧,帮助你最大化利用这个工具的潜力。 技巧一:精准…

解读下/etc/network/interfaces配置文件

/etc/network/interfaces 是一个常见的网络配置文件,通常在 Debian 及其衍生版本的 Linux 发行版中使用。该文件用于配置网络接口和网络连接参数,允许用户手动设置网络连接的属性,包括 IP 地址、子网掩码、网关、DNS 服务器等。 以下是一个可…

基于JSP的班级同学录网站

你好呀,我是计算机学长猫哥!如果有相关需求,文末可以找到我的联系方式。 开发语言:Java 数据库:MySQL 技术:JSP技术 工具:IDEA/Eclipse、Navicat、Maven 系统展示 首页 个人中心 同学录管…

51单片机独立按键控制LED灯,按键按一次亮,再按一次灭

1、功能描述 独立按键控制LED灯,按键按一次亮,再按一次灭 2、实验原理 轻触按键:相当于是一种电子开关,按下时开关接通,松开时开关断开,实现原理是通过轻触按键内部的金属弹片受力弹动米实现接通和断开;…

网络网络层之(6)ICMPv6协议

网络网络层之(6)ICMPv6协议 Author: Once Day Date: 2024年6月2日 一位热衷于Linux学习和开发的菜鸟,试图谱写一场冒险之旅,也许终点只是一场白日梦… 漫漫长路,有人对你微笑过嘛… 全系列文章可参考专栏: 通信网络技术_Once-Day的博客-CS…

WPF-UI布局

WPF布局元素有如下几个: Grid:网格。可以自定义行和列并通过行列的数量、行高和列宽来调整控件的布局。StackPanel:栈式面板。可将包含的元素在竖直或水平方向上排成一条直线,当移除一个元素后,后面的元素会自动向前移…

SpringAI(二)

大模型:具有大规模参数和复杂计算结构的机器学习模型.通常由深度神经网络构建而成,拥有数十亿甚至数千亿个参数.其设计目的在于提高模型的表达能力和预测性能,应对复杂的任务和数据. SpringAI是一个AI工程领域的应用程序框架 大概推出时间是2023年7月份(不确定) 目的是将S…

细说NLP中的Embedding层

文章目录 前言一、为什么要引入Embedding层二、Embedding层是怎么发挥作用的?三、感受Embedding的强大四、为什么理解Embedding的底层原理?总结 前言 在构建高效的自然语言处理模型时,Embedding层是不可或缺的组成部分。它不仅可以帮助我们捕…

14.《C语言》——【牛客网BC116—BC123题目讲解】

亲爱的读者,大家好!我是一名正在学习编程的高校生。在这个博客里,我将和大家一起探讨编程技巧、分享实用工具,并交流学习心得。希望通过我的博客,你能学到有用的知识,提高自己的技能,成为一名优…

标量、向量、矩阵、张量是什么?

参考视频:标量、向量、矩阵、张量-机器学习-李文哲AI人工智能培训_哔哩哔哩_bilibili 参考资料:深度学习基础:标量、向量、矩阵、张量_深度学习本质是矩阵-CSDN博客 标量是一个独立存在的数,比如线性代数中的一个实数5就可以被看…

嵌入式Linux系统编程 — 3.5 utime、utimes、futimens、utimensat函数修改文件时间属性

目录 1 文件的时间属性简介 2 utime()函数 2.1 utime()函数简介 2.2 示例程序 3 utimes()函数 3.1 utimes()函数简介 3.2 示例程序 4 futimens()函数 4.1 futimens()函数简介 4.2 示例程序 5 utimensat()函数 5.1 utimensat()函数简介 5.2 示例程序 1 文件的时间…

react修改本地运行项目的端口

一、描述 如果你想让项目在你想要的端口打开的话,就需要进行设置 二、代码 设置一下pages.json文件就可以了,如下: 如果想打开项目不需要点击下面的链接地址,让他运行npm run dev之后自己直接打开到浏览器的话,在后…

selenium自动化测试入门 —— 上传文件

selenium无法识别非web的控件,上传文件窗口为系统自带,无法识别窗口元素。 上传文件有两种场景:input控制上传和非input控件上传。 大多数情况都是input控件上传文件,只有非常少数的使用自定义的非input上传文件。 一、input控…

2003远程桌面端口修改,远程桌面端口修改的方法有哪些

方法一:通过修改注册表 1、打开注册表编辑器: 打开“开始”菜单,点击“运行”,输入“regedit”,然后按下“Enter”键。 2、导航到远程桌面服务的注册表项: 依次展开以下路径: HKEY_LOCAL_M…

小程序名片怎么生成?AI名片生成器源码系统 为企业店铺创建自己的数字名片

在数字化时代,小程序名片已经成为企业店铺展示自身形象、推广产品和服务的重要工具。分享一个AI名片生成器源码系统春哥AI雷达智能名片小程序系统企业商业运营版,含完整代码包和详细的图文安装部署搭建教程,新手也能轻松使用,源码…

在iPhone上恢复删除Safari历史记录的方法[2024]

您是否正在寻找恢复 iPhone 上已删除的 Safari 历史记录的最佳方法?好吧,这篇文章提供了 4 种在有/无备份的情况下恢复 iPhone 上已删除的 Safari 历史记录的最佳方法。现在按照分步指南进行操作。 iPhone 上的 Safari 历史记录会被永久删除吗&#xff1…

mysql-community-libs-5.7.44-1.el7.x86_64.rpm 的公钥尚未安装

在 CentOS 或 RHEL 系统上安装 RPM 包时,如果遇到“公钥尚未安装”的问题,通常是因为系统没有导入相应的 GPG 公钥。MySQL 官方提供了一个 GPG 公钥,用于验证 RPM 包的签名。 以下是解决该问题的步骤: 下载并导入 MySQL 官方的 GP…

杨校老师项目之基于SpringBoot的理发店的预约管理系统

原系统是SSMJSP页面构成,先被修改为SpringBoot JSP页面 自助下载渠道: https://download.csdn.net/download/kese7952/89417001,或 点我下载 理发师信息: 理发师详细信息 公告信息 员工登录: 管理员登录

【数据结构与算法】使用单链表实现队列:原理、步骤与应用

💓 博客主页:倔强的石头的CSDN主页 📝Gitee主页:倔强的石头的gitee主页 ⏩ 文章专栏:《数据结构与算法》 期待您的关注 ​ 目录 一、引言 🎄队列的概念 🎄为什么要用单链表实现队列 二、单…