首先注意：一般听到的TCP分片应该称为TCP分段。IP分片与TCP分片是两个不同概念，别把IP分片与TCP分片别弄混淆了，
接下来直接划重点，两者主要区别：
1.IP分片产生的原因是网络层的MTU；TCP分段产生原因是MSS.
2.IP分片由网络层完成，也在网络层进行重组；TCP分段是在传输层完成，并在传输层进行重组. //透明性
3.对于以太网，MSS为1460字节，而MTU往往会大于MSS.
故采用TCP协议进行数据传输，是不会造成IP分片的。若数据过大，只会在传输层进行数据分段，到了IP层就不用分片。
而我们常提到的IP分片是由于UDP传输协议造成的，因为UDP传输协议并未限定传输数据报的大小。
MTU和MSS的概念
MTU
最大传输单元（Maximum Transmission Unit，MTU）是指一种通信协议的某一层上面所能通过的最大数据包大小（以字节为单位）。
例如：以太网MTU值为1500字节，802.3的MTU值为1492字节。
MSS
最大分段长度（Maximum Segment Size）是TCP协议头部的一个选项，MSS是指TCP报文能够携带的最大数据长度，单位为字节。
MTU与IP分片
不论何种协议的链路层，都会对网络分组的长度有一个限制，因此提出了MTU的概念。如以太网的的MTU值为1500字节，若IP层（网络层）的报文长度大于MTU值时，IP报文就会被分片成小于或等于MTU值的报文。IP头部也对IP报文分片做了支持，如下图：
其中16位的标识、3位标志位（ 0、DF、MF）中的DF（Don’t Fragment）和MF（More Fragment） 以及13位的片偏移用来IP报文的分片和重组。
IP分片实例：
上面提到，以太网的的MTU值一般为1500字节，假设IPv4头部20字节，UDP头部是8字节，故最大1472的应用程序数据可以避免分片。
我们用iperf发送长度为1474的把UDP数据包（包含udp头长度为1452），并用tcpdump抓包：
服务端：iperf -s -u
客户端：iperf -c 11.0.0.4 -t 100 -l 1474 -u
服务端：tcpdump -i eth0 -vv结果如下：
由上图可知，每个分片都包含id、offset 和 flags 信息，接收方依据这几个值，把id相同的分片按照offset值（偏移量）进行重组。
其中offset 0表示第一个分片报文（length 1500 = 20字节ip头 + 1480）
其中offset 1480表示第二个分片报文（length 22 = 20字节ip头 + 2）
另外，分片报文flags [+] 表示More fragment=1，flags[none]则表示是最后一个分片报文，因此接收方可以开始重组。
MSS与TCP分片
对于TCP来说，它是尽量避免分片的，为什么？因为如果在IP层进行分片了话，如果其中的某片的数据丢失了，对于保证可靠性的TCP协议来说，会增大重传数据包的机率，而且只能重传整个TCP分组（进行IP分片前的数据包），因为TCP层是不知道IP层进行分片的细节的，也不关心。
当TCP层进行TCP分组的重传后，还会直接影响到应用层程序的性能，特别是在应用程序使用阻塞IO进行读写的时候。要理解这点，首先我们要知道当应用层程序往TCPIP协议栈写数据的时候都做了些什么事。
在应用层程序中，我们可以有自己的发送缓冲区，而TCP层本身也有自己的一个发送缓冲区，默认情况下一般是8k大小，可以通过SO_SNDBUF设置或读取。 当我们在应用层往TCP层写数据的时候，实际上是将应用层发送缓冲区的数据拷贝到TCP层的发送缓冲区中。当TCP层的发送缓冲区满或者网络空闲时，TCP层就会将其缓冲区中的数据通过IP层传到链路层的发送队列中。如果TCP层的发送缓冲区满而且应用层的数据没有写完时，内核会将write系统调用挂起，并不返回给应用层程序，直到应用层的数据全部拷贝到TCP层的缓冲区中。而由于TCP层要保证数据包的可靠性，即数据包丢失时要进行重传，那么TCP层在往网络发送TCP分组后，需要在其发送缓冲区中暂时保存发出的TCP分组数据用于后续可能的重传。
在这样的前提下，如果IP对来自TCP层的数据进行了分片， 那么就有可能使得应用层程序一直在write系统调用处挂起等待，引起性能的下降。
TCP层如何避免IP层的分片？
TCP可以避免发送方分片，它主动把数据分成小段再交给网络层。最大的分段大小（MSS）相当于MTU刨去IP头和TCP头之后的代销，所以一个MSS恰好装进MTU中。
______________MTU_______________
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| MAC头14字节 | IP头20字节 | TCP头20字节 | 数据 |
---------------------------------------------
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---MSS--注：有时TCP头不只20字节，可能包含一些TCP options，使MSS值减小，以真实情况为准。
首先，我们先回顾下TCP建立连接的3次握手：
在这3次握手中，除了确认SYN外，通信的两端还进行协商了一个值，MSS，这个值用来告诉对方，能够发送的TCP分节的大小。这个值一般是取其链路层的MTU大小减去TCP头部大小和IP头部的大小。MSS=MTU-TCP头部大小-IP头部大小. MTU的值可以通过询问链路层得知。
例如，客户端声明MSS=8960，服务器端声明了MSS=1460。三次握手之后，客户端的MTU值比服务器端大，如果发送一个9000字节的包过去可能被分片或丢弃。因此客户端会把自己的MSS也降到1460字节。
当两端确认好MSS后进行通信，当TCP层往IP层传输数据时，如果TCP层缓冲区的大小大于MSS，那么TCP层都会将其发送缓冲区中的数据切分 成MSS大小的分组进行传输，由于MSS是通过MTU减去TCP头部大小和IP头部的大小计算得出的，MSS肯定比MTU小，那么到IP层的时候就可以避 免IP层的分片。
UDP没有MSS的概念，其数据包全部交给网络层，所以可能被分片。
由于UDP是不需要保证可靠性的，那么它就不会保存发送的数据包，TCP 之所以保存发送的数据包是因为要进行重传。所以UDP本身是没有像TCP一样的发送缓冲区的。这就导致了对UDP进行write系统调用的时候，实际上应用层的数据是直接传输到IP层，由于IP层本身也不会有缓冲区，数据就会直接写到链路层的输出队列中。
在这种情况下，如果UDP数据报的大小大于链路层的MTU，那么IP层就会直接进行分片，然后在发送到链路层的输出队列中，反之，则不会进行分片，直接加上IP头部发送到链路层的输出队列中。分片和重组都会影响性能。