UDP传输时IP层的分片是怎么回事？

[摘要]我们知道，当应用层程序之间进行网络数据传输时，在发送端，数据会从应用层沿着协议栈向下传输，通过TCP/IP层，然后经由链路层发送出去，而在接收端，则是相反的顺序，数据经由链路层接收，然后沿着协议栈向...

我们知道，当应用层程序之间进行网络数据传输时，在发送端，数据会从应用层沿着协议栈向下传输，通过TCP/IP层，然后经由链路层发送出去，而在接收端，则是相反的顺序，数据经由链路层接收，然后沿着协议栈向上传输，通过IP/TCP层，最后由应用层程序进行读取。

先来看程序, 服务端：

#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #include <sys/socket.h> #include <netinet/in.h> #include <arpa/inet.h> #include <unistd.h> int main() { struct sockaddr_in srvAddr; bzero(&srvAddr,sizeof(srvAddr)); srvAddr.sin_family = AF_INET; srvAddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); srvAddr.sin_port = htons(8765); int srvAddrLen = sizeof(srvAddr); int iSock = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0); // udp bind(iSock, (struct sockaddr *)&srvAddr, sizeof(srvAddr)); while(1) { getchar(); char szBuf[50001] = {0}; recvfrom(iSock, szBuf, sizeof(szBuf) - 1, 0, (struct sockaddr *)&srvAddr, (socklen_t*)&srvAddrLen); printf("msg from client [%s]\n", szBuf); } close(iSock); return 0; }

客户端：

#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #include <sys/socket.h> #include <netinet/in.h> #include <arpa/inet.h> #include <unistd.h> #include <errno.h> int main(int argc, char *argv[]) { struct sockaddr_in srvAddr; bzero(&srvAddr, sizeof(srvAddr)); srvAddr.sin_family = AF_INET; srvAddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("10.100.70.140"); srvAddr.sin_port = htons(8765); int iSock = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0); // udp #define N 2000 char szBuf[N] = {0}; for(unsigned int i = 0; i < N; i++) //字符数组最后一个字符不要求是‘\0’ { szBuf[i] = 'a'; } int iRet = sendto(iSock, szBuf, sizeof(szBuf), 0, (struct sockaddr *)&srvAddr, sizeof(srvAddr)); printf("send size is %d, iRet is %d, errmsg[%s]\n", sizeof(szBuf), iRet, strerror(errno)); close(iSock); return 0; }

我们在服务端抓包，结果为：

xxxxxx$ sudo tcpdump -iany src host 10.100.70.139 -Xnlps0 tcpdump: verbose output supdivssed, use -v or -vv for full protocol decode listening on any, link-type LINUX_SLL (Linux cooked), capture size 65535 bytes 00:13:57.187159 IP 10.100.70.139.46671 > 10.100.70.140.ultraseek-http: UDP, length 2000 0x0000: 4500 05dc 0510 2000 4011 ae22 0a64 468b E.......@..".dF. 0x0010: 0a64 468c b64f 223d 07d8 116e 6161 6161 .dF..O"=...naaaa 0x0020: 6161 6161 6161 6161 6161 6161 6161 6161 aaaaaaaaaaaaaaaa 0x0030: 6161 6161 6161 6161 6161 6161 6161 6161 aaaaaaaaaaaaaaaa 0x0040: 6161 6161 6161 6161 6161 6161 6161 6161 aaaaaaaaaaaaaaaa 0x0050: 6161 6161 6161 6161 6161 6161 6161 6161 aaaaaaaaaaaaaaaa 0x0060: 6161 6161 6161 6161 6161 6161 6161 6161 aaaaaaaaaaaaaaaa 0x0070: 6161 6161 6161 6161 6161 6161 6161 6161 aaaaaaaaaaaaaaaa 0x0080: 6161 6161 6161 6161 6161 6161 6161 6161 aaaaaaaaaaaaaaaa 0x0090: 6161 6161 6161 6161 6161 6161 6161 6161 aaaaaaaaaaaaaaaa 0x00a0: 6161 6161 6161 6161 6161 6161 6161 6161 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我们发现，有两个IP包，为什么会这样呢？受到MTU的限制， IP包长度限制在1500字节，我们看第一个包，刚好就是1500字节，第二个包刚好就是剩余的信息，这就是IP分片（只针对UDP）的原因和原理。而且要注意到，第二个IP包是IP头+data, 并没有UDP头信息（更无端口信息可言），所以，如果抓包的时候，采用端口过滤，那么后面这个包肯定就丢了。这个大坑，好多人遇到过。