IP 数据报

1.IP 数据报的格式

一个 IP 数据报由首部和数据两部分组成。（数据报也可以说是数据包）
首部的前一部分是固定长度，共 20 字节，是所有 IP 数据报必须具有的。
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。

2.IP 数据报首部的固定部分中的各字段

从图中可看到，数据报首部可分为固定部分和可变部分，固定部分为了五行，每行32位即4个字节。

版本——占 4 位（第一行四个字节中0~3位），指 IP 协议的版本该 IP 协议的版本号为 4 (即 IPv4)；
首部长度——占 4 位（第一行四个字节中4~7位），表示首部总的长度（固定+可变部分）；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。
区分服务——占 8 位（第一行四个字节中8~15位），区分服务。即该段设置了数据报的优先程度，若要想实现数据报优先传输还需要在路由器端配置相应的区分服务设置。只有在使用区分服务（DiffServ）时，这个字段才起作用。在一般的情况下都不使用这个字段。
总长度——占 16 位（第一行四个字节中16~31位），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。总长度必须不超过最大传送单元 MTU。
标识(identification)——占 16 位（第二行四个字节中1~15位），它是一个计数器，用来产生数据报的标识，即每产生一个数据报贴上一个标识。
标志(flag)——占 3 位（第二行四个字节中16~18位），目前只有前两位有意义。
标志字段的最低位是 MF (More Fragment)。MF = 1 表示后面“还有分片”。MF = 0 表示最后一个分片。
标志字段中间的一位是 DF (Don't Fragment) 。只有当 DF = 0 时才允许分片。

即标志表示该数据报是否分片了？是第几个分片？
片偏移——占12 位（第二行四个字节19~31位）指出：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。

IP 数据报分片举例

以太网传输的数据报数据部分一般都是1500个字节。如果有个数据报数据部分为3800字节（数据报总长度超过路由器的对大传送单元MTU）就需要分为若干个数据报片发送。

如图中分为三个数据报片发送，在每个数据报片的首部都要写上原数据报首部的信息，包括目标IP 地址等，并编上号。数据报片的数据部分第一个字节表示偏移，每个数据报片的偏移 = 该报片数据部分的第一个字节号 / 8，如图所示。

生存时间——占 8 位（第三行四个字节中0~7位）记为 TTL (Time To Live)数据报在网络中可通过的路由器数的最大值。即计算机发出数据时会附带一个TTL值，该值在数据报每经过一个路由器就自减1，等到某路由器接收到该数据报发现其TTL值变为0时不在中转该数据报，而是将其丢弃并向最初发送者返回一个ICMP报文。TTL的设置可以防止数据报无限循环传输。