IP数据包又称为IP分组，由首部和数据两部分组成。首部的前一部分是固定长度，共20字节，是所有IP数据包必须具有的。在首部的固定部分的后面是一些可选字段，其长度是可变的（图4-11）。
图4-11 IP数据包的格式
首先，IP数据包首部的固定部分各字段的含义。
（1）版本：占4bit，指IP协议的版本，目前的IP协议版本号为4（即IPv4）。
（2）首部长度：占4bit，可表示的最大数值是15个单位（一个单位为4字节），因此IP的首部长度的最大值是60字节。当IP数据包的首部长度不是4字节的整数倍时，必须在最后的“填充”部分加以填充，使首部长度为4字节的整数倍。
（3）区分服务：占8位，用来获得更好的服务。在旧标准中叫作服务类型，但实际上一直未被使用过。1998年这个字段改名为区分服务。只有在使用区分服务（Diff-Serv）时，这个字段才起作用。分为三个部分：
优先级：0～2bit，0～7级，现在已经不用。
第7位：保留。
TOS：3～6bit，分别表示最小延迟、最大吞吐量、最高可靠性和最小费用，每次仅能置1种服务类型，即仅能置4位中的1位。若全为“0”则表示一般服务要求。
（4）总长度：占16bit，指首部和数据之和的长度，单位为字节，因此数据报的最大长度为65535字节。但实际上，每一种网络的数据链路层的帧格式，都有数据字段的最大长度限制，即最大传送单元MTU。而IP数据包传送到下层——数据链路层后，会作为数据字段封装在数据帧中，因此IP数据包的总长度不能超过最大传送单元MTU。
（5）标识（Identification）：占16 bit，它是一个计数器，用来产生数据包的标识。该标识不是数据包的序号，因为IP协议只提供无连接的服务，不需要序号来确认或顺序接收。IP数据包在网络中传输过程中，其长度如果超过了某网络的MTU，会被分片，这时该标识的值被复制到每一个分片中，以便在分片到达目的地址后，可以被重新组装成原来的数据包。
（6）标志位：占3bit，用于指示和控制分片功能的标志。目前只有2bit有意义。(www.xing528.com)
最低位为MF（More Fragment）：当MF=1时，表示后面还有分片的数据包。当MF=0时，表示这是最后一个分片。
标志字段中间的一位是DF（Don't Fragment）=1表示不允许分片，只有当DF=0时才允许分片。
（7）片偏移：占13bit，较长的分组在分片后，某片在原分组中的相对位置。片偏移以8个字节为偏移单位。
（8）生存时间：占8bit，记为TTL，表示数据包在网络中的寿命。实际上是IP数据包在计算机网络中可以转发的最大跳数，数据包每经过一个路由器，其值减1，然后再将IP包转发出去。如果在IP包到达目的IP之前，TTL减少为0，路由器将会丢弃收到的TTL=0的IP包，并向IP包的发送者发送ICMP time exceeded消息。
（9）协议：占8 bit，字段指出此数据报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处理过程。表4-4给出了常用的协议字段的值。
表4-4 常用的协议字段的值
（10）首部检验和：占16bit，字段只检验数据包的首部，不包括数据部分。由于在传输过程中，数据包的首部可能会发生变化，如生存时间、片偏移等，需要重新计算首部的校验和。这里仅采用简单的求和、再求补码来计算校验码。
（11）源地址和目的地址：各占4字节，源IP地址和目的IP地址。
其次，IP数据包首部的可变部分。
IP首部的可变部分就是一个选项字段，用来支持排错、测量以及安全等措施，内容很丰富。选项字段的长度可变，从1个字节到40个字节不等，取决于所选择的项目。增加首部的可变部分是为了增加IP数据包的功能，但这同时也使得IP数据包的首部长度成为可变的。这就增加了每一个路由器处理数据报的开销。
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