TCP/ IP 網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議的核心是 IP (I nternet Protocol) 協(xié)議，又叫網(wǎng)間網(wǎng)協(xié)議或網(wǎng)際協(xié)議。在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信過程中，IP 層協(xié)議起著核心的作用：其一，提供無連接的數(shù)據(jù)報傳輸機(jī)制，雖然不能保證傳輸?shù)目煽啃詤s簡單有效；其二，利用 IP 地址和 IP 數(shù)據(jù)報將各種物理網(wǎng)絡(luò)技術(shù)統(tǒng)一起來，達(dá)到屏蔽低層細(xì)節(jié)，向上提供一致性的目的。IP 層協(xié)議的主要功能是 IP 數(shù)據(jù)報傳輸及在網(wǎng)間的路由選擇，即 IP 路由選擇。另外，與 IP 相關(guān)的協(xié)議和內(nèi)容有 IP 地址、地址解析、差錯控制協(xié)議和路由選擇協(xié)議等。
IP 數(shù)據(jù)報頭部的格式
TCP/ IP 網(wǎng)傳輸?shù)幕緮?shù)據(jù)單元是 IP 數(shù)據(jù)報，IP數(shù)據(jù)報頭部的格式如下圖所示。
IP數(shù)據(jù)報由數(shù)據(jù)報頭部和數(shù)據(jù)兩部分組成。數(shù)據(jù)報頭部由 20 字節(jié)的固定長度部分和可變長度的任選部分組成。傳送順序是從上至下逐行發(fā)送，每行從左至右逐比特發(fā)送。 各字段的意義如下。
(1 )版本( Version ) : 4 比特，給出生成該數(shù)據(jù)報的 IP 協(xié)議版本號。IP 協(xié)議存在兩個版本： I P v4 和 1P v6 , 目 前 的 版本為 IP v4 。
(2) 頭部長度：4 比特，給出以 32 比特字長為單位的 IP 分組頭的長度。
(3) 服務(wù)類型(Type of Service): 用千說明所需要的服務(wù)類型。其結(jié)構(gòu)如下圖所示。
3 比特的優(yōu)先級子字段指明數(shù)據(jù)報的重要程度，按升序排序，" O" 為正常優(yōu)先級，" 7"為網(wǎng)絡(luò)控制分組，可供網(wǎng)絡(luò)擁塞控制使用。標(biāo)志位 D、工R 分別表示主機(jī)對時延、吞吐量和可靠性的要求；若相應(yīng)位置" 1"' 表示希望低時延、高吞吐暈和高可靠性。此信息可供路 由器選路時參考。例如，語 音通信可置 n - 1 , 大塊文件傳送可置 T — 1' 路由器據(jù)此可選低時延的租用線路或高吞吐址的衛(wèi)星鏈路，還可根據(jù)要求確定路由算法中的成本函數(shù)。 因為任何一種選擇只能是各種性能的折中，所以將 D、T 、R 比特均置為" l " 是沒有什么意義的。另外它們只是一種參考信息，并非強(qiáng)制要求，即使路由器找不到合適路由也仍然要轉(zhuǎn)發(fā)此數(shù)據(jù)報，因為 IP 本身只提供盡力而為的無連接服務(wù)。
盡管目前網(wǎng)絡(luò)中的路由器對此子字段均不予處理，但是在理論上該字段具有重要的意義。目前正在研究中的 IP 網(wǎng)絡(luò)的區(qū)別性業(yè)務(wù)就要以此為基礎(chǔ)劃分不同業(yè)務(wù)類別，予以不同的處理。IP v6 除 了 保留此字段外，還新定義了 3 個字節(jié)的“流標(biāo)記＂，意圖進(jìn)一步細(xì)化對數(shù)據(jù)流的類型劃分。
( 4) 總長度：1 6 比特，以字節(jié)為單位的 IP 分組的總長度，總長度 =IP 頭部長度 十?dāng)?shù)據(jù)區(qū)長度， 可表示的最大長度（即IP 分組的最大長度）為65 535 字節(jié)。
( 5 ) 標(biāo)識：1 6 比特，用于數(shù)據(jù)報分片操作。每個網(wǎng)絡(luò)都對允許傳輸?shù)姆纸M最大長度有一 定的限制，稱之為 M T U 。在傳輸中遇到 M T U 小 千 IP 數(shù)據(jù)報長度的網(wǎng)絡(luò)，就要求路由器將數(shù)據(jù)報分片。為了使目的主機(jī)能夠正確地重裝，要求每個片段具有相同的標(biāo)識值， 以識別它是屬千哪個 IP 數(shù)據(jù)報的。
(6)DF 比特：該 位置" 1" 表示本數(shù)據(jù)報不能分片，因為目的主機(jī)不具備分片重裝的能力，這樣路由器可能不得不選擇某個非最優(yōu)的路由。如果路由器不能不分片，則丟棄該數(shù)據(jù)報，并向源主機(jī)回送一個錯誤信息。
(7)M F 比特：該 位置" l " 指示還有后續(xù)分片，僅最后一個片段的 MF0。
( 8 ) 片段偏移值：1 3 比特，指示本片段數(shù)據(jù)部分的首字節(jié)在原始數(shù)據(jù)報數(shù)據(jù)部分中的位置。偏移值的長度單位為 8 個字節(jié)。
( 9 ) 生存時間 T T L : 8 比特，又稱壽命。用來防止 IP 分組在網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)無限循環(huán)，分
組產(chǎn)生時 T T L 被設(shè)置一個初值，每經(jīng)過一個路由器時，T T L 值都將減少，當(dāng) T T L = 0時，該分組將被丟棄。
(1 0 ) 協(xié)議：8 比特，指出數(shù)據(jù)區(qū)中承載的數(shù)據(jù)所采用的高層協(xié)議。協(xié)議類型的編碼是預(yù)定義的，如 T CP =6, UDP=17, ICMP =1, OSPF =89。
(1 1) 頭部校驗和：1 6 比特，用 以 檢測頭部差錯。其計算方法是：以 16 比特半字為計算單位。在發(fā)送端取該字段初值為零，對頭部各個半字依次進(jìn)行逐位異或運(yùn)算，求得的值 取反作為校驗和發(fā)送。在接收端對各個半字，包括校驗和，進(jìn)行同樣的運(yùn)算，若無差錯其 結(jié)果應(yīng)為零。
(1 2 ) 源地址和目的地址：各為 32 比特，指示源主機(jī)和目的主機(jī)的 IP 地址。
