一 概念
IP是TCP/IP協議族在網絡層使用的傳輸機制，是一種不可靠的無連接數據報協議（盡最大努力交付），它依靠更高層的協議來解決可靠性問題。
二 數據報
網絡層的分組稱爲數據報，數據報是一個可變長度的分組，它由兩部分組成：首部和數據。如下圖所示：
VER：版本，目前爲4。
HLEN：首部長度，以4字節爲單位，最小長度爲20字節。
總長度：以字節爲單位。爲何需要該字段？
封裝在一個幀裏不僅僅只有數據報，有時還有填充字段（IP數據報長度小於46字節時），此時剝去幀的首部和尾部得到的是數據報+填充字段，當機器對該數據報進行拆裝時，必須檢查總長度字段。以便確認數據的真正長度。
備註：數據長度=總長度-首部長度
標識、標誌、分片偏移：用於分片。
生存時間：經過一個路由器減一，爲0時丟棄，該字段目的：
（1）防止路由表毀壞導致數據報在兩個或多個路由器間逗留很長時間，也沒能交付到主機。
（2）設置該字段爲1可把該分組閒着在局域網範圍。
協議：定義了使用此IP層服務的高層協議。
源地址、目的地址：兩個字段始終保持不變。
三 分片
3.1 最大傳輸單元MTU
當數據報被封裝成幀時，數據報的總長度必須小於數據鏈路層數據字段最大長度（以太網1500B）。而IP數據報的最大長度爲65535B，如果IP數據報長度大於MTU，則需要分割數據報，這就是分片。
數據報可以被源主機或途中的任何路由器分片，但數據報的重裝卻只能在目的主機上進行，理由如下：
（1）一個數據報的多個數據報片會走不同的路徑。
（2）同一數據報的多個數據報片總會到達目的主機。
（3）傳輸期間重裝會嚴重影響效率。
3.2 與分片相關的字段
對數據報進行分片的主機或路由器必須改變三個字段的值：標誌、分片偏移、總長度。其餘字段必須被複制，不管是否進行分片，校驗和總是要重新計算。
與一個數據報的分片與重裝有關的字段是：標識、標誌和分片偏移。
標識：標識+源IP地址唯一確定這個數據報。數據報分片時，標識字段的值要複製到所有分片中，即所有分片都具有相同的標識號。終點會將具有相同標識的分片組裝成一個數據報。
標誌：3位，第一位保留；第二位爲“不分片”位，爲1不可分片；第三位爲“還有分片”位，爲1標識其後還有分片。
分片偏移：分片在整個數據報中的相對位置（永遠是相對於原始數據報的）。以8B位單位。——第一個分片的字節數量能被8除。
3.3 重裝策略
（1）第一個分片的分片偏移字段爲0。
（2）第一個分片的長度除以8得到第二個分片偏移值。
（3）第一個和第二個分片總長度除以8，得到第三個分片偏移值。
（4）繼續以上過程，直到最後一個分片的“還有分片”位爲0。
四 選項
IP數據報首部由兩部分組成：固定部分（20B）和可變部分（選項，最長40B）。
8位的長度字段定義了選項的總長度，包括類型字段和長度字段本身。
編號字段：
無操作：用作選項和選項間的填充，使下一個選項16或32位對齊。
選項結束：選項字段結束時的填充，後面跟着數據部分。
記錄路由：記錄處理數據報的因特網路由。
嚴格路由：預先指定數據報傳送時的路由。
不嚴格路由：所列路由器必須通過，但也可以通過其他路由器。
時間戳：記錄路由器處理數據報的時間。
備註：traceroute跟蹤分組的路由，-g選項實現不嚴格路由，-G實現嚴格路由。
五 校驗和
發送端計算校驗和，接收端進行相同的計算，相符合則接受分組，否則丟棄分組。
5.1 發送端計算校驗和
（1）把分組劃分k段，每段n位（一般爲16）。
（2）反碼算術運算把所有段相加。
（3）最終結果取反碼。
5.2 接收端計算校驗和
（1）把分組劃分k段。
（2）把所有段相加。
（3）將和取反碼，結果爲0則接收分組。
5.3 IP分組中的校驗和
（1）把校驗和字段置爲0。
（2）把首部劃分爲16位的段。
（3）各段相加結果取反，並插入校驗和字段。
備註：IP分組校驗和僅覆蓋首部，而不管數據，原因？
（1）將數據封裝在IP數據報中的所有高層協議，都有一個涉及整個分組的校驗和字段。
（2）沒經過一個路由器，IP數據報的首部就要有所變化，但數據部分保持不變。校驗變化部分即可。