一、报文数据格式
二、二层数据格式
| DMAC（6字节） | SMAC（6字节） | type（2字节） | DATA（46-1500字节） | CRC（4字节） |
| 字段 | 长度 | 含义 |
|---|---|---|
| DMAC | 6字节 | 目的MAC地址，IPV4为6字节，该字段确定帧的接收者。 |
| SMAC | 6字节 | 源MAC地址，IPV4为6字节，该字段标识发送帧的工作站。 |
| Type | 2字节 | 协议类型。下表列出了链路直接封装的协议。 0x0800 IPv4协议 |
| Data | 变长 | 数据字段的最小长度必须为46字节以保证帧长至少为64字节，这意味着传输一字节信息也必须使用46字节的数据字段。如果填入该字段的信息少于46字节，该字段的其余部分也必须进行填充。数据字段的最大长度为1500字节。 |
| CRC | 4字节 | 用于帧内后续字节差错的循环冗余检验（也称为FCS或帧检验序列）。 |
三、IP报文字段
| version | Header Lenth | type of service | Total length | |
| Identification | Flags | Fragment offset | ||
| time to live | protocol | header checksum | ||
| Source address | ||||
| Destination address | ||||
| Options（可变） | Padding（可变） | |||
IP头字段解释
| 字段 | 长度 | 含义 |
|---|---|---|
| Version | 4比特 |
|
| Header Lenth | 4比特 | 首部长度，如果不带Option字段，则为20，最长为60，该值限制了记录路由选项。以4字节为一个单位。 |
| Type of Service | 8比特 | 服务类型。只有在有QoS差分服务要求时这个字段才起作用。 （不重要 一般都是0） |
| Total Length | 16比特 | 总长度，整个IP数据报的长度，包括首部和数据之和，单位为字节，最长65535，总长度必须不超过最大传输单元MTU。 |
| Identification | 16比特 | 标识，主机每发一个报文，加1，分片重组时会用到该字段。（Identification相同的代表是同一个包的分片） |
| Flags | 3比特 | 标志位： IP Flag字段格式
|
| Fragment Offset | 13比特 | 片偏移：分片重组时会用到该字段。表示较长的分组在分片后，某片在原分组中的相对位置。以8个字节为偏移单位，也就是分片长度必须是8的倍数 偏移字节数是该值*8 ， |
| Time to Live | 8比特 | 生存时间：可经过的最多路由数，即数据包在网络中可通过的路由器数的最大值。一般是128 |
| Protocol | 8比特 | 协议：下一层协议。指出此数据包携带的数据使用何种协议，以便目的主机的IP层将数据部分上交给哪个进程处理。 常见值：
|
| Header Checksum | 16比特 | 首部检验和，只检验数据包的首部，不检验数据部分。 |
| Source Address | 32比特 | 源IP地址。 |
| Destination Address | 32比特 | 目的IP地址。 |
| Options | 可变 | 选项字段，用来支持排错，测量以及安全等措施，内容丰富。选项字段长度可变，从1字节到40字节不等，取决于所选项的功能。 |
| Padding | 可变 | 填充字段，全填0。 |
二、IP分片产生原因
数据链路层用MTU（Maximum Transmission Unit，最大传输单元）来限制所能传输的数据包大小，MTU是指一次传送的数据最大长度，不包括数据链路层数据帧的帧头，如以太网的MTU为1500字节，实际上数据帧的最大长度为1514字节，其中以太网数据帧（二层）的帧头为14字节。
如果IP层有数据包要传，而且数据包的长度（包括IP头）超过了MTU，那么IP层就要对数据包进行分片操作，使每一片的长度都小于或等于MTU。
三、IP分片原理
IP分片发生在IP层（三层），不仅源端主机会进行分片，中间的路由器也有可能分片，因为不同的网络的MTU是不一样的，如果传输路径上的某个网络的MTU比源端网络的MTU要小，路由器就可能对IP数据包再次进行分片。而分片数据的重组只会发生在目的端的IP层。
UDP和ICMP不会像TCP那样自己分段，如果组成的 IP数据报长度超过了MTU大小，那么IP数据报显然就要进行分片。（TCP会自己分段所以一般不会产生IP分片，如果TCP不分段而交由IP层分片，则原理一样）
UDP和ICMP认为网络层可以传输无限长（实际上有65535的限制）的数据，当这两种协议发送数据时，它们不考虑数据长度，仅在其头部添加UDP或ICMP首部，然后直接交给网络层。接着网络层IP协议会对数据进行分片，它会直接将整个的上层数据切成N个分片，这样做的结果是，只有最后一个分片具有UDP或者ICMP首部，而其它分片则没有。
一般MTU为1500，IP首部为20字节，UDP或ICMP首部为8字节，数据的净荷（payload）部分预留是1500-20-8=1472字节。如果数据静荷载部分大于1472字节，就会出现分片现象。
下图为MTU设置为100时，IP分片情况：
可以看到IPv4报文长度为114=mtu(100)+14字节的二层以太网长度
mtu(100)-IP头部（20）= IP最大负载长度（80），所以可以看到offset偏移量为80的倍数
四、tcp分段与IP分片（MSS和MTU）
MSS=MTU-IP头部长度-TCP头部长度，所以一般MTU为1500时，可以看到MSS为1460
为什么说tcp一般不会产生分片呢？
Tcp建立连接的时候，必须进行三次握手，在前两个握手包中，双方互相声明了自己的MSS。经过握手后，彼此知道自己的MSS，这个协商就是用来自动调整从而适配MTU的。如一个IP包最多可以携带1500-20=1480字节的数据，再减去TCP头部20字节。当要传输的数据块大于1460字节时，TCP层就会把它分段，封装成多个网络包。这样，数据经过本地 TCP 层分段后，交给本地 IP 层，在本地 IP 层就不需要分片了。
但如果网络上有交换机之类的MTU比发送方和接收方都小，则还是有可能分片的
