在TCP/IP分層中，數據鏈路層用MTU（Maximum Transmission Unit，最大傳輸單元）來限制所能傳輸的數據包大小，MTU是指一次傳送的數據最大長度，不包括數據鏈路層數據幀的幀頭，如乙太網的MTU為1518位元組，實際上數據幀的最大長度為1518位元組，其中乙太網數據幀的幀頭為14位元組。
當傳送的IP數據報的大小超過了MTU時，IP層就需要對數據進行分片，否則數據將無法傳送成功。
基本介紹
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產生原因
乙太網的MTU是1500，你可以用 netstat -i 命令查看這個值。如果IP層有數據包要傳，而且數據包的長度超過了MTU，那么IP層就要對數據包進行分片（fragmentation）操作，使每一片的長度都小於或等於MTU。我們假設要傳輸一個UDP數據包，乙太網的MTU為1500位元組，一般IP首部為20位元組，UDP首部為8位元組，數據的淨荷（payload）部分預留是1500-20-8=1472位元組。如果數據部分大於1472位元組，就會出現分片現象。
IP分片原理
IP分片發生在IP層，不僅源端主機會進行分片，中間的路由器也有可能分片，因為不同的網路的MTU是不一樣的，如果傳輸路徑上的某個網路的MTU比源端網路的MTU要小，路由器就可能對IP數據報再次進行分片。而分片數據的重組只會發生在目的端的IP層。
在IP首部有4個位元組是用於分片的，如下圖所示。前16位是IP數據報的標識，同一個數據報的各個分片的標識是一樣的，目的端會根據這個標識來判斷IP分片是否屬於同一個IP數據報。中間3位是標誌位，其中有1位用來表示是否有更多的分片，如果是最後一個分片，該標誌位為0，否則為1。後面13位表示分片在原始數據的偏移，這裡的原始數據是IP層收到的傳輸的TCP或UDP數據，不包含IP首部。
需要注意的，在分片的數據中，傳輸層的首部只會出現在第一個分片中，如下圖所示。因為傳輸層的數據格式對IP層是透明的，傳輸層的首部只有在傳輸層才會有它的作用，IP層不知道也不需要保證在每個分片中都有傳輸層首部。所以，在網路上傳輸的數據包是有可能沒有傳輸層首部的。
避免IP分片
在網路編程中，我們要避免出現IP分片，那么為什麼要避免呢？原因是IP層是沒有逾時重傳機制的，如果IP層對一個數據包進行了分片，只要有一個分片丟失了，只能依賴於傳輸層進行重傳，結果是所有的分片都要重傳一遍，這個代價有點大。由此可見，IP分片會大大降低傳輸層傳送數據的成功率，所以我們要避免IP分片。
對於UDP包，我們需要在套用層去限制每個包的大小，一般不要超過1472位元組，即乙太網MTU（1500）—UDP首部（8）—IP首部（20）。
對於TCP數據，套用層就不需要考慮這個問題了，因為傳輸層已經幫我們做了。在建立連線的三次握手的過程中，連線雙方會相互通告MSS（Maximum Segment Size，最大報文段長度），MSS一般是MTU—IP首部（20）—TCP首部（20），每次傳送的TCP數據都不會超過雙方MSS的最小值，所以就保證了IP數據報不會超過MTU，避免了IP分片。
技術信息
IP首部包含了分片和重組所需的信息：
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| Identification |R|DF|MF| Fragment Offset |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|<-------------16-------------->|<--3-->|<---------13---------->|
Identification：傳送端傳送的IP數據包標識欄位都是一個唯一值，該值在分片時被複製到每個片中。
R：保留未用。
DF：Don't Fragment，“不分片”位，如果將這一比特置1 ，IP層將不對數據報進行分片。
MF：More Fragment，“更多的片”，除了最後一片外，其他每個組成數據報的片都要把該比特置1。
Fragment Offset：該片偏移原始數據包開始處的位置。偏移的位元組數是該值乘以8。
另外，當數據報被分片後，每個片的總長度值要改為該片的長度值
