Path MTU（路径最大传输单元）

前言：

IPV6不支持中间设备分片原因：

IPV6报文分片使用的扩展报头（44）所包含的参数

IPv6报文分片过程

源节点分片数据包

前言：

在IPv4网络中，报文如果过大，则需要分片进行发送，所以在每个节点发送报文之前，设备都会根据发送接口的最大传输单元MTU（Maximum Transmission Unit）对报文进行分片。在IPv6中，如果报文较大，超出中间链路的MTU，这时分片会增加中间设备的压力，所以IPv6协议中规定中间转发设备不能对IPv6报文进行分片，而将报文的分片将在源节点进行，分片重组在目的节点进行。当中间转发设备的接口收到一个报文后，如果发现报文长度比转发接口的MTU值大，则会将其丢弃；同时将转发接口的MTU值通过ICMPv6报文的“Packet Too Big”消息发给源节点，源节点以该值重新发送IPv6报文，这样带来了额外流量开销。PMTU发现协议可以动态发现整条传输路径上各链路的MTU值，减少由于重传带来的额外流量开销。

IPV6不支持中间设备分片原因：

提升效率：在 IPv4 当中，中间路由器的分片功能对路由器来说较为复杂和耗时，分成多片后也显著增加了后续所有路由器的转发开销，这对整个网络的通信效率产生了一定程度的影响。IPv6 作为IPv4的升级协议，自然考虑到了这一点，把它移到源端和目标端进行分片重组，能有效地提升中间路由器的转发效率。
提升安全性：分片一直是 IPv4 中安全漏洞的常见来源。对于分片的 IPv4 数据包，第 4 层报头信息（如 TCP）在第2个到最后一个分片中不可用。分片和分片重组的过程可能会在中间节点（如防火墙和路由器）和终端节点（如用户计算机）中产生意外和有害的行为。

PMTU发现协议是通过ICMPv6的Packet Too Big报文来完成的。首先源节点假设PMTU就是其出接口的 MTU，发出一个试探性的报文，当转发路径上存在一个小于当前假设的PMTU时，转发设备就会向源节点发送Packet Too Big报文，并且携带自己的MTU值，此后源节点将PMTU的假设值更改为新收到的MTU值继续发送报文。如此反复，直到报文到达目的地之后，源节点就能知道到达目的地的PMTU了。

整条传输路径需要通过4条链路，每条链路的MTU分别是1500、1500、1400、1300，当源节点发送一个分片报文的时候，首先按照PMTU为1500进行分片并发送分片报文，当到达MTU为1400的出接口时，设备返回Packet Too Big错误，同时携带MTU值为1400的信息。源节点接收到之后会将报文重新按照PMTU为1400 进行分片并再次发送一个分片报文，当分片报文到达MTU值为1300的出接口时，同样返回Packet Too Big错误，携带MTU值为1300的信息。之后源节点重新按照PMTU为1300进行分片并发送分片报文，最终到达目的地，这样就找到了该路径的PMTU。

由于IPv6要求链路层所支持的最小MTU为1280，所以PMTU的值必须大于1280。建议使用1500作为链路的 PMTU值。

IPV6报文分片使用的扩展报头（44）所包含的参数

在IPv6中，使用分片报头44来实现IPV6的报文分片，以便于源节点分片，目的节点进行重组。IPV4的分片是在基本报头中实现的，IPV6是通过基本报头的next-header来标识下一个报头，将分片报头紧跟在基本报头之后。分片扩展报头中的信息与IPv4头部中的分片信息大致相同，identfication标识符字段为32位，IPv4为16位，这个更大的字段提供了在网络中容纳更多分片的能力。

打开一个分片包

IPv6报文分片过程

源节点分片数据包

当源节点决定发送一个数据包，并且大于其设定的MTU时，需要对数据进行分片之后再发送。

此时，源数据包可分为如下两部分：

不可分片部分和可分片部分。

不可分片部分包括IPv6头部和任何到达目的地之前需要由中间节点处理的扩展头部(即包括路由头部之前的所有头部，如果有逐跳选项扩展头部，则是该头部之前的所有头部)。如：Routing Header或者Hop-by-Hop Options Header。

可分片部分包括数据报的其余部分(即目的选项头部，上层头部和有效载荷数据)。此部分根据MTU大小切割成若干相同大小的分片数据，且每一个分片数据为8 octets的整数倍，然后剩余小于MTU的数据组成最后一个分片包，简单说，就是有些扩展头部是不允许分片的，需要每个分片报文都携带这部分不允许分片的内容。

当原始数据报被分片后，将会产生多个分片包，其中每一个分片数据包由如下部分构成：

1. 源数据包中的不可分片部分，Payload Length为此分片数据包的排除IPv6包头长以外的所有数据长度， Next Header中必然为Fragment Header for IPv6（44）；
2. 扩展包头——Fragment Header——内容：a. Next Header为源数据包中的Next Header；b. Fragment Offset: 第一个分片为0，之后的分片为8的整数倍；c. M flag：最后一个分片为0，其他分片为1；
3. 分片数据。

注意: 由于中间节点路由器不针对分片数据包重组和再分片，所以源节点的MTU最好定义为所有节点的MTU 最小值。

下面结合一个例子演示一下IPv6源节点对数据报的分片过程。在该例子中，一个6000字节的有效载荷被分片，其中分片的大小都没有超过1500字节(一个典型的以太网MTU)，分片数据的大小仍为8字节的倍数。

如上图：R4要与R1互访，R4为报文发送的源节点，报文大小为6000字节，目的节点为R1上的环回网段 1::/64，首先进行PMTU探测，最终发现链路最小的MTU值为1300，然后开始将6000字节的报文分片，每个分片中都包含一个带相同的标识符字段的分片头部，以便于目的节点收到报文后判断所有分片是否为同一个报文。除了最后一个分片M位设置为0，其他所有分片的M位都设置为1，表示不是最后一片，偏移量以8字节为单位。

当前将有效载荷6000字节开始分片，链路最小MTU为1300字节，表示IPV6的报文只能封装1300字节，这 1300字节中包含两部分内容：可分片部分和不可分片部分，不可分片部分为IPV6的基本报头，以及分片所用的分片报头（44），剩余为可分片部分，所以得出1300字节-40字节的IPV6基本报头-8字节的分片报头=实际分片的数据，同时需要满足一个条件，可分片的数据必须被8整除。

以上图为例：1300-40-8=1252,1252除以8余4，不能被8整除，所以分片数据的字节需要下降，变为1248字节，此时1248字节可以被8整除，所以最终使用1248字节来分片，6000字节以1248字节为一片开始切片，最多可以分为5片，最后一片不需要被8整除，分片报文如下图：

分片报头中存在几个重要的标志位，Offset偏移量（用于报文重组排序）、Identfication分片标识（同一份报文的分片标识都一致，用于标识分片属于同一个报文），More Fragment（置位为1表示后续还有分片，该片为中间分片报文，置位为0表示该片为最后一片，后续不会再有分片），next header表示下一个IPV6报头类容或者上层协议。

在报文分片过程中，偏移量的作用是分片重组是排序，标识每一个分片所处原报文的位置，所以每一个分片报文的偏移量值都不相同，该值如何计算呢？如下：首先报文一共分为5片，从0开始排序，可以排到4，每一片的偏移量计算如下：

第一片，0X（1248字节/8字节）=0
第二片，1X（1248字节/8字节）=156
第三片，2X（1248字节/8字节）=312
第四片，3X（1248字节/8字节）=468
第五片，4X（1248字节/8字节）=624

最终报文每一个分片封装的长度为：1248字节（有效数据载荷）+8字节（分片报头）+40字节（IPV6基本报头）+二层帧头14字节=整个发出去的报文长度，值得注意的是第一个分片到第四个分片都标识了上层协议为 ICMP(58)，但是并没有携带ICMP报文头部，只有在最后一个分片不仅标识了上层协议而且还携带了ICMP的头部，以上就是R1访问R4报文分片的全过程。

这是第一个分包片

这是第二个分包片

最后一个分包片--由于使用ping测试，类型为ICMP。

配置：

1.所有节点配置IPV6地址
[Huawei]ipv6 —全局开启IPV6
[Huawei-GigabitEthernet0/0/0]display this
[V200R003C00]
#
interface GigabitEthernet0/0/0
 ipv6 enable
 ipv6 address 1200::1/64 —接口激活IPV6，并配置IP地址
[Huawei-GigabitEthernet0/0/0]ipv6 mtu ?
 INTEGER<1280-1500> MTU (bytes) —改变接口默认的IPV6mtu值

2.配置路由使全网可达------采用OSPFV3

配置如下：
[Huawei]ospfv3 1 —全局启动OSPFV3
[Huawei-ospfv3-1]router-id 1.1.1.1—配置RID，这里需要注意的是OSPFV3必须手工指定RID，格式按照
IPV4的格式指定，如果不指定RID，OSPFV3将无法正常工作

[Huawei-GigabitEthernet0/0/0]ospfv3 1 area 0 —进入对应的接口，在接口上使能OSPFV3，这里指定接
口使用的OSPF进程和属于的区域，注意：所有需要接入OSPF网络的接口都需要进行接口使能。区域ID可以
采用十进制整数或IPv4地址形式输入，但显示时使用IPv4地址形式

测试：ping ipv6 -s 6000 1::1（-s指定ping包的大小，即数据量这里指定为6000字节，目标网段1::/64)