IP数据报格式

每一行都由32位比特，即4个字节组成，每个格子称为字段或者域。IP数据报由20字节的固定部分和最大40字节的可变部分组成。

总长度
总长度为16个比特，该字段的取值以字节为单位，用来表示IPv4数据报的长度(首部长度+数据载荷长度)最大取值为二进制的16个比特1，即十进制的65535。

tip:IP数据报的分片概念

为了让不同分片知道自己属于同一个IPv4数据报，因此需要
标识
标识长度为16个比特，属于同一个IPv4数据报的各分片数据报应该具有相同的标识。IP软件会维持一个计数器，每产生一个IPv4数据报，计数器值就加1，并将此值赋给标识字段。

标志
最低位(More Fragment，MF)
MF=1表示本分片后面还有分片
MF=0表示本分片后面没有分片
中间位(Don’t Fragment， DF)
DF=1表示不允许分片
DF=0表示允许分片
最高位为保留位，必须设置为0

片偏移
片偏移长度为13个比特，该字段的取值以8字节为单位，用来指出分片IPv4数据报的数据载荷偏移其在原IPv4数据报的位置有多远。

举例：

特殊举例：

生存时间(Time To Live，TTL)
长度为8个比特，最大取值为二进制的11111111，即十进制的255。
生存时间字段后来改为以“跳数”为单位，路由器收到待转发的IPv4数据报时，将其首部中的该字段的值减1,若结果不为0就转发，否则就丢弃。

协议
长度为8个比特，用来指明IPv4数据报的数据载荷是何种协议数据单元PDU。
常用的一些协议和相应的协议字段值
|
------|------|—|-||

协议名称	ICMP	IGMP	TCP	UDP	IPv6
协议字段值	1	2	6	17	41

首部校验和

首部检验和
长度为16个比特，用于检测IPv4数据报在传输过程中其首部是否出现了差错。
IPv4数据报每经过一个路由器，其首部中的某些字段的值(例如生存时间TTL、标志以及片偏移等)都可能发生变化，因此路由器都要重新计算一下首部检验和。
由于网际层并不向其高层提供可靠传输的服务，并且计算首部检验和是一项耗时的操作，因此在IPv6中，路由器不再计算首部检验和，从而更快转发IP数据报。
两数进行二进制反码求和运算规则：
从低位到高位逐列计算
00相加为0
01相加为1
11相加为0，进1到下一位
若最高位相加后产生进位，最后得到的结果要加1

可选字段
长度从1字节到40字节不等，用来支持排错、测量以及安全措施等功能。虽然可选字段增加了IPv4数据报的功能，但这同时也使得IPv4数据报的首部长度成为可变的，这就增加了因特网中每一个路由器处理IPv4数据报的开销。
实际上，可选字段很少被使用。

填充
当首部长度（20字节固定部分+可变部分）的长度不是4字节整数倍时，填充相应数量的全0字节，以确保IPv4数据报的首部长度是4字节的整数倍。