ip报头格式

版本——标识了IP协议的版本，通常这个字段的值为0010，常用的版本号为4，新的版本号为6，现在IPv6还没有普遍使用，但是中国已经为奥运会建立了一个ipv6的网络。IPv6又被称为IPng（IP Next Generation）

报头长度——这个字段的长度为4，它表明了IP报头的长度，设计这个字段的原因是报文的选择项字段会发生改变，IP报头的最小长度为20个8bit，最大为24个8bit。报文字段描述了以32比特为单位程度的报头长度，其中5表示IP 报头的最小长度为160比特，6表示最大。

服务类型——字段长度为8位，它用来表示特殊报文的处理方式。服务类型字段实际上被划分为2个部分，一部分为优先权一部分为TOS。优先权用来设定报文的优先级，就像邮包分为挂号和平信一样。TOS允许按照吞吐量、时延、可靠性和费用方式选择传输服务，在早期的时候，TOS还被用来进行路由选择。在QOS 中有时也会使用优先权，常见的优先权队列。

总长度——字段长度为16位，通常预标记字段和分片偏移字段一起用于IP报文的分段。如果报文总长度大于数据链路可传输的最大传输单元（MTU），那么就会对报文进行分片。

标记字段——长度位3位，其中第一位没有被使用第二位是不分片位，当DF 位被置1，表示路由器不能对数据报文进行分片处理，如果报文由于不能被分片而不能被转发，那么路由器将丢弃这个数据包，并向源地址发送错误报告。这一功能可以用来测试线路的最大传输单元。第三位MF，当路由器对数据进行分片时，除了最后一个分片的MF位为0外，其他所有的MF为全部为1，表示其后面还有其他的分片。

分片偏移――字段长度为13位，以8个bit为单位，用于指明分片起始点相对于报头的起始点的偏移量，由于分片到达时间可能错序，所以分片偏移字段可以使得接受者按照顺序重新组织报文。

生存时间——字段长度为8位，在最初创建报文时，TTL就被设定为某个特定值，当报文沿路由器传送时，每经过一个路由器TTL的值就会减小1，当TTL为零的时候，就会丢弃这个报文，同时向源地址发送错误报告，促使重新发送。协议――字段长度为8位，它给出了主机到主机或者传输层的地址或者协议号，协议字段中指定了报文中信息的类型，当前已分配了100多个不同的协议号。

校验和――时针对IP报头的纠错字段，校验和的计算不能用被封装的数据内容，UDP/TCP/和ICMP都有各自的校验和，此字段包含一个16位的二进制补码和，这是由报文发送者计算得到的，接收者将联通院士校验和从新进行16位补码和计算，如果在传输中没有发生错误，那么16位补码值全部为1，由于路由器都会降低TTL值，所以路由器都会重新计算校验和。

源地址――字段长度为32位，分别表示发送报文的路由器的源地址。

目的地址――标识接收数据报文的路由器的地址。

可选项――这个字段是一个变长字段，并且可选，可选项被添加到报头中，包括圆点长生的信息和其他路由器假如的信息，这个字段主要用于测试。常用的可选项如下:

Loose Srouce Routing ――它给出了一连串路由器接口的IP地址序列。报文必须沿IP地址序列传送，但是允许在相继的两个的只见跳过多个路由器。

Sttict Source Routing――它给出了一系列路由器接口的IP地址的序列，不同于loose Source Routing ，报文必须按照序列转发，否则就

会出错。

Record Route――给离开路由器的报文记录出口地址，以便保留报文经过的所有的路由器的记录。

Timestamp――除了每个路由器还会记录一个时间戳之外，时间戳现象十分类似于记录路由选项。

填充――该字段通过在后面添加0来补足32位，这样保证报头长度是32bit的倍数。

IPV4报头有12个必需的字段和可选IP选项字段，位于要发送的数据之前。如果使用IP层已有的库或其他组件，一般不必考虑报头中的大多数字段，但程序代码需要提供源端和目的端地址。

版本（Version）：4比特,IP协议版本已经经过多次修订，1981年的RFC0791描述了IPV4，RCF2460中介绍了IPV6。

报头长度(Header Length):4比特,报头长度是报头数据的长度，以4字节表示，也就是以32字节为单位。报头长度是可变的。必需的字段使用20字节（报头长度为5，IP选项字段最多有40个附加字节（报头长度为15）。

服务类型、优先级(Priority &Type of Service):8比特,该字段给出发送进程建议路由器如何处理报片的方法。可选择最大可靠性、最小延迟、最大吞吐量和最小开销。路由器可以忽略这部分。

总长度(Total Length):16比特,该字段是报头长度和数据字节的总和，以字节为单位。最大长度为65535字节。

标识符(Identification):16比特,原始数据的主机为数据报分配一个唯一的数据报标识符。在数据报传向目的地址时，如果路由器将数据报分为报片，那么每个报片都有相同的数据标识符。

标志(Flag):3比特,标志字段中有2位与报片有关。

位0：未用。

位1：不是报片。如果这位是1，则路由器就不会把数据报分片。路由器会尽可能把数据报传给可一次接收整个数据报的网络；否则，路由器会放弃数据报，并返回差错报文，表示目的地址不可达。IP标准要求主机可以接收576字节以内的数据报，因此，如果想把数据报传给未知的主机，并想确认数据报没有因为大小的原因而被放弃，那么就使用少于或等于576字节的数据。

位2：更多的报片。如果该位为1，则数据报是一个报片，但不是该分片数据报的最后一个报片；如果该位为0，则数据报没有分片，或者是最后一个报片。

碎片偏移(Fragment Offset):13比特,该字段标识报片在分片数据报中的位置。其值以8字节为单位，最大为8191字节，对应65528字节的偏移。

例如，将要发送的1024字节分为576和424字节两个报片。首片的偏移是0，第二片的偏移是72（因为72×8＝576）。

生存时间(Timw-to-Live,TTL):8比特,如果数据报在合理时间内没有到达目的地，则网络就会放弃它。生存时间字段确定放弃数据报的时间。

生存时间表示数据报剩余的时间，每个路由器都会将其值减一，或递减需要数理和传递数据报的时间。实际上，路由器处理和传递数据报的时间一般都小于1S，因此该值没有测量时间，而是测量路由器之间跳跃次数或网段的个数。发送数据报的计算机设置初始生存时间。

协议(Protocol):8比特,该字段指定数据报的数据部分所使用的协议，因此IP层知道将接收到的数据报传向何处。TCP协议为6，UDP协议为17。

报头检验和(Header Checksum):16比特,该字端使数据报的接收方只需要检验IP报头中的错误，而不校验数据区的内容或报文。校验和由报头中的数值计算而得，报头校验和假设为0，以太网帧和TCP报文段以及UDP数据报中的可选项都需要进行报文检错。

源IP地址(Source IP Address):32比特,表示数据报的发送方。

目的IP地址(Destination IP Address):32比特,表示数据报的目的地。

选项(Options):0-32比特。

数据(Date):协议信息。

传输层的上层是应用层，传输层会根据应用层协议数据单元的大小而分段。TCP 在三次握手时也会协商一个segment大小，即分段大小。

到网络层后，网络层会根据MTU的大小为上层传来的数据段分片，分片时会为每个片进行标识，用此标识符标识哪些片是一个相同数据段所分的片，便于接收方收到后重组数据。