对较大的包进行拆分

例如提交表单数据，在博客或论坛上发表一篇长文

发送缓冲区的中的数据会被以MSS长度为单位进行拆分，拆分出来的每块数据会被放进单独的网络包中
在每一块数据前面加上TCP头部，并根据套接字中记录的控制信息标记发送方和接收方的端口号，然后交给IP模块来执行发送数据的操作

使用ACK号确认网络包已收到
TCP具备确认对方是否成功收到网络包，以及当对方没收到时进行重发的功能，因此在发送网络包之后，接下来还需要进行确认操作

MTU

MTU 最大传输单元（Maximum Transmission Unit，MTU）用来通知对方所能接受数据服务单元的最大尺寸，说明发送方能够接受的有效载荷大小。

是包或帧的最大长度，一般以字节记。如果MTU过大，在碰到路由器时会被拒绝转发，因为它不能处理过大的包。如果太小，因为协议一定要在包(或帧)上加上包头，那实际传送的数据量就会过小，这样也划不来。大部分操作系统会提供给用户一个默认值，该值一般对用户是比较合适的。

以太网和802.3对数据帧的长度都有一个限制，其最大值分别是1500字节和1492字节。链路层的这个特性称为MTU，即最大传输单元。不同类型网络的数帧长度大多数都有一个上限。如果IP层有一个数据报要传，而且数据帧的长度比链路层的MTU还大，那么IP层就需要进行分片( fragmentation)，即把数据报分成干片，这样每一片就都小于MTU

PMTU

当同一个网络上的两台主机互相进行通信时，该网络的MTU是非常重要。但是如果两台主机之间的通信要通过多个网络，每个网络的链路层可能有不同的MTU，那么这时重要的不是两台主机所在网络的MTU的值，而是两台主机通信路径中的最小MTU，称为路径MTU( Path mtu，PMTU)。

两台主机之间的PMTU不一定是个常数，它取决于当时所选择的路径，而且路由选择也不一定是对称的(从A到B的路由可能与从B到A的路由不同)，因此，PMTU在两个方向上不一定是一致的。

RFC1191描述了PMTU的发现机制，即确定路径MTU的方法。ICMP的不可到达错误采用的就是这种方法， traceroute程序也是用这种方法来确定到达目的节点的PMTU的。

MTU是网络调节的重要因素，因为包中的额外开销量相当高。高的MTU减少了头信息浪费的字节数。对大量数据传输尤其重要，而对小于MTU的传输没有影响。因此，注意配置传输大量数据流的服务器(如文件服务器和FTPH&．务器)上的MTU。 [5]

选择MTU时，规则是选择传输中不需分段的最大MTU。如果网络使用一种媒体类型，缺省的设置就可以。选择比媒体最大值更小的MTU并没有好处，整个数据报会因为每个包的错误而重发。换言之，不能重发单个段

路径MTU（PMTU），一种动态发现因特网上任意一条路径的最大传输单元(MTU)的技术。它对这条路径上由路由器产生的ICMP消息作了小的修改。如果在路径上的路由器没有作出修改，有作出修改，这种技术就不能发现正确的路径MTU，但是这种技术选出的MTU将和使用其它方法选出的MTU同样准确，甚至在许多情况下更加精确。

TCP MSS

MSS就是TCP数据包每次能够传输的最大数据分段。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，这个值TCP协议在实现的时候往往用MTU值代替（需要减去IP数据包包头的大小20Bytes和TCP数据段的包头20Bytes）所以往往MSS为1460。通讯双方会根据双方提供的MSS值得最小值确定为这次连接的最大MSS值。

MSS（Maximum Segment Size，最大报文长度），是TCP协议定义的一个选项，MSS选项用于在TCP连接建立时，收发双方协商通信时每一个报文段所能承载的最大数据长度

一旦DF位置一，(DF位为1的话则不允许分片）将不允许中间设备对该报文进行分片，那么在遇到IP报文长度超过中间设备转发接口的MTU值时，该IP报文将会被中间设备丢弃。在丢弃之后，中间设备会向发送方发送ICMP差错报文。

为了简单直观的展示这个交互的过程，我做了下面这个图示：

实际环境下捕获的ICMP需要分片但DF位置一的差错报文，下图为其解码格式

我们可以看到其差错类型为3，代码为4，并且告知了下一跳的MTU值为1478。在ICMP差错报文里封装导致此差错的原始IP报文的报头（包含IP报头和四层报头）。

一旦出现这种因DF位置一而引起丢包，如果客户端无法正常处理的话，将会导致业务应用出现异常，外在表现为页面无法打开、页面打开不全、某些大文件无法传输等等，这将严重影响业务的正常运行。

那么客户端如何处理这种状况呢？TCP主要通过两种方式来应对：

1，协商MSS，在交互之前避免分片的产生
2，路径MTU发现（PMTUD）

协商 MSS

TCP在三次握手建立连接过程中，会在SYN报文中使用MSS（Maximum Segment Size）选项功能，协商交互双方能够接收的最大段长MSS值。

MSS是传输层TCP协议范畴内的概念，顾名思义，其标识TCP能够承载的最大的应用数据段长度，因此，MSS=MTU-20字节TCP报头-20字节IP报头，那么在以太网环境下，MSS值一般就是1500-20-20=1460字节。

客户端与服务器端分别根据自己发包接口的MTU值计算出相应MSS值，并通过SYN报文告知对方，我们还是通过一个实际环境中捕获的数据报文来看一下MSS协商的过程：

这是整个报文交互过程的截图，我们再来看一下客户端的报文详细解码

上图为客户端的SYN报文，在其TCP选项字段，我们可以看到其通告的MSS值为1460；我们在看看服务器端的SYN/ACK报文解码：

上图为服务器端给客户端回应的SYN/ACK报文，查看其TCP选项字段，我们可以发现其通告的MSS值为1440。

交互双方会以双方通告的MSS值中取最小值作为发送报文的最大段长。在此TCP连接后续的交互过程中，我们可以清楚的看到服务器端向客户端发送的报文中，TCP的最大段长度都是1440字节，如下图解码所示：

通过在TCP连接之初，协商MSS值巧妙的解决了避免端系统分片的问题，但是在复杂的实际网络环境下，影响到IP报文分片的并不仅仅是发送方和接收方，还有路由器、防火墙等中间系统

中间路径上的MTU问题，端系统并不知道，因此需要一个告知的机制，这个机制就是路径MTU发现（PMTUD： Path MTU Discovery ）！

PMTUD

说起PMTUD，我们必须在此回到上面讲到的ICMP需要分片但DF位置一差错报文，还记得那个ICMP差错报文中有一个字段是告知下一跳的MTU值的吗？PMTUD正是利用ICMP需要分片但DF位置一差错报文的这一特性来实现的。

发送方在接收到该差错报文后，会根据该报文给出的下一跳的MTU值计算适合传输的最大段长度，从而在后续的发送报文过程中，避免在中间路径被分片的情况产生。

这在端系统主要是通过在路由表里临时添加目的主机路由并将ICMP差错报文告知的下一跳MTU值跟该主机路由关联起来来实现。

PMTUD的确是个非常不错的机制，但是在复杂的实际网络环境中，有时候会失效，因为为了安全起见，有些网络管理员会在路由器、防火墙等中间设备上设置过滤ICMP报文的安全策略，这将导致ICMP差错报文被这些中间设备丢弃，无法达到发送方，从而引起PMTUD的失效

值得一提的是PMTUD仅TCP支持，UDP并不支持PMTUD。

由于PMTUD可能存在ICMP差错报文被过滤的情况，很多中间设备的接口支持adjust tcp mss设置功能，思科路由器一般是在接口模式下使用命令“ip tcp adjust-mss 1400 ”来做设置，其他的品牌产品的相关设置大家可在实际工作环境下自查相关品牌和产品的使用手册。

这个功能主要是通过由中间设备修改经过其转发的TCP SYN报文中的MSS值，让中间设备参与进TCP 三次握手时SYN报文的MSS协商来避免分片。

需要注意的是，该功能不像MTU值，只针对出接口，此功能一旦开启，其将针对该接口的收发双向有效。

TCP、UDP和IP分片

TCP在传输层分片，UDP在IP网络层分片，UDP不会分段，就由我IP来分。TCP会分段，当然也就不用我IP来分了！

那在ip层分包不好么，为什么要力图在tcp层分？ip分包只有第一个包有tcp首部会导致什么？
避免ip分片的目的——IP分片只有第一个带有传输层（tcp）或ICMP首部，其余的分片只有IP头。至于怎么重组就是到对端以后IP层的事情了。TCP分段每个都有完整首部。即使只丢失一片数据也要重新传整个数据报。why？因为IP层本身没有超时重传机制------由更高层（比如TCP）来负责超时和重传。当来自TCP报文段的某一片丢失后，TCP在超时后会重发整个TCP报文段，该报文段对应于一份IP数据报（而不是一个分片），没有办法只重传数据报中的一个数据分片。

关于mss分片：mtu是数据链路层的最大传输单元，一般为1500字节，而一个ip包的最大长度为65535，所以ip层在发送数据前会根据mtu分片，这样一个tcp包本来对应一个ip包，分片后将对应多个ip包，每个包都有一个ip头（无tcp头）,在接收端需要等到所有的ip包到达后，才能确定这个tcp收到然后才发送ack，这种方式无疑是低效的，所以tcp层会尽量阻止ip层进行分片，他会在从用户空间拷贝的时候就会按照mtu进行拆分，将一个数据包拆分成多个数据包。

总结

数据在TCP分段，在IP层就不需要分片，同时发生重传的时候只重传分段后的小份数据
TCP分段时使用MSS，IP分片时使用MTU
MSS是通过MTU计算得到，在三次握手和发送消息时都有可能产生变化。
IP分片是不得已的行为，尽量不在IP层分片，尤其是链路上中间设备的IP分片。因此，在IPv6中已经禁止中间节点设备对IP报文进行分片，分片只能在链路的最开头和最末尾两端进行。
建立连接后，路径上节点的MTU值改变时，可以通过PMTU发现更新发送端MTU的值。这种情况下，PMTU发现通过浪费N次发送机会来换取的PMTU，TCP因为有重传可以保证可靠性，在UDP就相当于消息直接丢了。