波仔
📚 第六章 TCP与UDP
📄 一句话概括

TCP 发的是「段」不是「字节」：应用写多少都行，TCP 按 MSS 切。 MSS 是协商出来的，跟着 MTU 走：以太网 1460，隧道里更小。

📝 本节和前面几节的关系

6.4.1 提过 MSS，这一节讲「它是怎么定下来、怎么影响性能的」。 4.5.1 讲了 MTU 因介质而异，这一节看它怎么传导到 TCP。

一、为什么按段发

应用调 write(10000) 的时候，TCP 不会发一个 10000 字节的包： 它会按 MSS 切成七段左右（1460 乘 7 是 10220）。 所以「应用写一次」和「网络发几个包」没有对应关系，这也是「字节流」的又一层含义。 切段的目的是「避免 IP 分片」：每个段加 40 字节头之后正好是 MTU， 所以每个段都能装进一个 IP 包，不需要分片。 而分片的代价 4.5.2 算过：丢一片整个包作废，重传成本翻倍。

二、MSS 怎么协商

握手的时候，双方在 SYN 里各带一个 MSS 选项：意思是「我最多能接收这么大的段」。 最后各自按「对方报的值」来发，所以两个方向的 MSS 可以不一样。 如果一方没带这个选项：默认按 536 字节算（这是早期规范里的保守值）。 所以「老设备拖慢新连接」是真事——一个不报 MSS 的对端，会把整条连接的段压到 536。 这里有个容易混的点：MSS 是「TCP 层」的概念，MTU 是「IP 层」的概念。 路径上的路由器只认 MTU，它改不了 MSS，所以「路径 MTU 变小」只能靠 ICMP 通知（4.5.3）， 或者靠「钳 MSS」这种在网关上加的手段。

三、段大小怎么影响性能

段越大，头开销越小、中断越少，但「大段」在丢包时更容易被「整段重传」。 所以这里有个权衡：小段灵活、大段高效。

段大小 头开销占比 丢一个的代价
536 约 7% 重传 536 字节
1460 约 2.7% 重传 1460 字节
8960 约 0.4% 重传 8960 字节

第一行的 536 是「保底值」：任何链路都能过，所以它永远不会因为「太大」而被丢。 代价是开销大、吞吐低。 第三行的 8960 只适合「整条路径都支持巨型帧」的机房内部，出了机房就会被丢。 这也解释了「为什么跨公网的 TCP 性能调优空间有限」： 段大小受 MTU 限制，而 MTU 由路径决定，你改不了。

四、动手 Demo：一个段最多装多少数据

算六种链路的 MSS，IPv4 和 IPv6 各一列。 两列差 20，因为 v6 的头是 40 字节。

for name, mtu in (('以太网', 1500), ('PPPoE', 1492), ('隧道后', 1420),
                   ('IPv6 底线', 1280), ('回环', 65483), ('巨型帧', 9000)):
    print('%-10s %6d %6d %6d' % (name, mtu, mtu - 40, mtu - 60))

实跑输出：

--------------------------------------------------------------------
一个段最多装多少数据
--------------------------------------------------------------------
**MSS 等于 MTU 减去两个头**：**IP 头 20 字节、TCP 头 20 字节，一共 40。**
**所以以太网上 MSS 就是 1460。**

  链路          MTU       IPv4 的 MSS     IPv6 的 MSS
  ----------------------------------------------------
  以太网        1500      1460            1440
  PPPoE         1492      1452            1432
  隧道后        1420      1380            1360
  IPv6 底线     1280      1240            1220
  回环          65483     65443           65423
  巨型帧        9000      8960            8940

**两列 MSS 差 20，因为 IPv6 的头是 40 字节**：
**同样是 1500 的 MTU，v6 能装的数据比 v4 少 20 字节。**
**这个差别在「隧道里跑 v6」时会叠加**——**5.7 讲的四层隧道，最后剩下的 MSS 比想象的小得多。**

**最后两行是「反常识」的**：
**回环 MTU 有 64 KB 量级，所以本机传输的段可以非常大；**巨型帧的 MTU 是 9000，MSS 就有 8960。**
**所以「MSS 是 1460」只对「走以太网的 IPv4」成立**，
**换个链路就不成立了**——**这也解释了为什么「同样的程序，在机房内和跨公网性能差很多」。**

「隧道后 1420」这一行最实用：它是 5.7 算出来的四层隧道结果， 所以「VPN 里 MSS 只剩 1380」不是猜的，是算出来的。 最后两行是「反常识」的：回环 MTU 有 6 万多，巨型帧有 9000， 所以「MSS 是 1460」只对「走以太网的 IPv4」成立。 这也解释了为什么「同样的程序在机房内和跨公网性能差很多」。 最后一个提醒：表里的数是「上限」，不是「实际」。 实际用哪个，还要看「对方报的 MSS」和「路径 MTU」，取小的那个。 所以「配了巨型帧但没生效」很常见——因为对端不支持。

30 秒实验

  1. 算一下：MTU 9000 的链路上，IPv6 的 MSS 是多少？
  2. 想一下：为什么路径上的路由器改不了 MSS？
  3. 想一下：段越大越好吗？

常见误区

  1. 以为「write 一次就发一个包」。 按 MSS 切成多个段，数量和应用的写法无关。
  2. 以为「MSS 和 MTU 是一回事」。 MSS 是 TCP 层，MTU 是 IP 层，中间差 40 字节。
  3. 以为「段越大越高效」。 丢包时重传代价也大，要按场景权衡。
自测三问（点开对答案） 1. MSS 是怎么确定的？ —— **握手时双方各报一个自己能接收的值**，各按对方的来发，可以不对称。 2. 对端不报 MSS 时默认多少？ —— **536 字节**，这是早期规范里的保守值。 3. 为什么 TCP 要按 MSS 切段？ —— **让每个段加头后正好装进一个 IP 包，避免 IP 分片。**

下一节讲「一次能发多少」——窗口控制。

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