关于MTU，IP协议，TCP协议数据包的最大长度问题
老师好。学完TCP，IP，和数据链路层后，我对他们数据包的封装和最大传输长度的关系，以及对于大数据包（大于1500 bytes的数据）他们之间如何分片(packet) 很有兴趣。
首先，MTU长度是1500 （以下单位皆为byte字节），IP最大总长度是60000多，也就是说IP包的数据如果超过1500，就要在网络层进行分片。
然后，我在网上查到 https://www.cnblogs.com/jiangzhaowei/p/9273854.html
网络层分片不像传输层分片那样安全，容易丢包（这也是为什么UDP在传输层对数据报不做分片直接封装到网络层，网络层帮它分片容易丢失，所以UDP并不安全的原因？）
为了解决这个问题，TCP在传输层就给你分好片，也就是说窗口大概在1000左右（建立连接的三次握手的过程中，连接双方会相互通告MSS（Maximum Segment Size，最大报文段长度），MSS一般是MTU—IP首部（20）—TCP首部（20）~ 1460 B，每次发送的TCP数据都不会超过双方MSS的最小值，所以就保证了IP数据报不会超过MTU，避免了IP分片 —— 引自上面的链接），恰好分的和MTU差不多大，这样避免了网络层分片。这样理解正确吗？
但如此一来，如果用TCP传输，整个网络层65000多的最大长度就只塞了1000多Byte长度的数据。既然有那么多富足，并且不鼓励较大数据包在网络层分片，而鼓励传输层分片，那为何还要把IP协议里的最大长度设计的那么大呢？也设计成1500左右不是很好吗？
谢谢老师！！！
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1回答
很少在问答区看到思考这么深的问题呀，描述得这么认真的问题呀，再加上提问之前也搜索了不少资料，先点赞。
首先要说的是，数据帧的长度，特别是以太网帧的长度，肯定是不能过大的，因为过大的话，在传输过程就容易出错，准确率不高，重复传输影响效率。其次也不能过小，原因就不在展开了。
其次是IP报文的长度，IP报文总长度的字段共16个比特位，可以最大表示65535个字节，这与以太网帧的MTU 1500字节冲突，IP报文必须分包传送。
那为什么IP报文的总长度字段要设置16个比特位呢？这主要是历史原因：
计算机网络是诞生于美国军事基地的，早起的网络仅限于几台计算机互联，在那个时候，传输距离近，再者物理设备精良（军工产业），而传输的数据链路层协议，也不同于现在网络的以太网协议，是可以传输更大长度的数据帧的，事实上数据链路层，有超通道、令牌环等对于我们非常陌生的网络；现在主要存在于网络实验室等等，可以有更大的MTU。可以参考一下这张图。
希望对你有所帮助，加油！
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