IP协议——IPv4首部
1、版本（Version）：
由4比特构成，表示标识IP首部的版本号。IPv4的版本号即为4。
| 版本 | 简称 | 协议 |
|---|---|---|
| 4 | IP | Internet Protocol |
| 5 | ST | ST Datagram Mode |
| 6 | IPv6 | Internet Protocol version 6 |
| 7 | TP/IX | TP/IX：The Next Internet |
| 8 | PIP | The P Internet Protocol |
| 9 | TUBA | TUBA |
2、首部长度（IHL：Internet Header Length）：
由4比特构成，表明IP首部的大小，单位为4字节（32比特）。对于没有可选项的IP包，首部长度则设置为“5”。也就是说，当没有可选项时，IP首部的长度为20字节（4x5=20）。
3、区分服务（TOS：Type Of Service）：
由8比特构成，用来表明服务质量。每一位的具体含义如下：
| 比特 | 含义 |
|---|---|
| 0 1 2 | 优先度 |
| 3 | 最低延迟 |
| 4 | 最大吞吐 |
| 5 | 最大可靠性 |
| 6 | 最小代价 |
| （3~6） | 最大安全 |
| 7 | 未定义 |
这个值通常由应用指定。不过由于TOS控制变得极其复杂。这也导致TOS整个互联网几乎就没有被投入使用。不过已有人提出将TOS字段本身再划分为DSCP和ECN两个字段得建议。
4、DSCP段与ECN段：
DSCP（Differential Services Codepoint，差分服务代码点）是TOS（Type Of Service）的一部分。现在统称为DiffServ，用来进行质量控制。
如果3~5位的值为0，0~2位则被称作类别选择代码点。这样就可以像TOS的优先度那样提供8种类型的质量控级别。对于每一种级别所采用的措施则由提供DiffServ的运营管理者制定。为了与TOS保持一致，值越大优先度越高。
ECN（Explicit Congestion Notification，显式拥塞通告）用来报告网络拥堵情况，由两个比特构成。
| 比特 | 简称 | 含义 |
|---|---|---|
| 6 | ECT | ECN-Capable Transport |
| 7 | CE | Congenstion Experienced |
第6位的ECT用以通告上层TCP层协议是否处理ECN。当路由器在转发ECN为1的包过程中，如果出现网络拥堵的情况，就将CE位设置为1。
5、总长度（Total Length）：
表示IP首部与数据部分合起来的总字节数。该字段长16比特。因此IP包的最大长度为65535（=2^16-1）字节。
6、标识（ID：Identification）：
由16比特构成，用于分片重组。同一个分片的标识值相同，不同分片的标识值不同。通常，每发送一个IP包，它的值也逐渐递增。此外，即使ID相同，如果目标地址、源地址或协议不同的话，也会被认为是不同的分片。
7、标志（Flags）：
由3比特构成，表示包被分片的相关信息。每一位的具体含义如下：
| 比特 | 含义 |
|---|---|
| 0 | 未使用。现在必须是0 |
| 1 | 指示是否进行分片（don't fragment） 0-可以分片 1-不能分片 |
| 2 | 包被分片的情况下，表示是否为最后一个包（more fragment） 0-最后一个分片的包 1-分片中段的包 |
8、片偏移（FO：Fragment Offset）：
由13比特构成，用来标识被分片的每一个分段相对于原始数据的位置。第一个分片对应的值为0.由于FO域占13位，因此最多可以表示8192（=2^13）个相对位置。单位为8字节。因此最大可表示原始数据8x8192=65536字节的位置。
9、生存时间（TTL：Time To Live）：
由8比特构成，它最初的意思是以秒为单位记录当前包在网络上应该生存的期限。然而，在实际中它是指可以中转多少个路由器的意思。每经过一个路由器，TTL会减少1，直到变成0则丢弃该包。
10、协议（Protocol）：
由8比特构成，表示的是IP包传输层的上层协议编号。目前常使用的协议如下：
| 分配编号 | 简称 | 协议 |
|---|---|---|
| 0 | HOPOPT | IPv6 Hop-by-Hop Option |
| 1 | ICMP | Internet Control Message |
| 2 | IGMP | Internet Group Management |
| 4 | IP | IP in IP（encapsulation） |
| 6 | TCP | Transmission Control |
| 8 | EGP | Exterior Gateway Protocol |
| 9 | IGP | any private Internet gateway（Cisco IGRP） |
| 17 | UDP | User Datagram |
| 33 | DCCP | Datagram Congestion Control Protocol |
| 41 | IPv6 | IPv6 |
| 43 | IPv6-Route | Routing Header for IPv6 |
| 44 | IPv6-Frag | Fragment Header for IPv6 |
| 46 | RSVP | Reservation Protocol |
| 50 | ESP | Encap Security Payload |
| 51 | AH | Authentication Header |
| 58 | IPv6-ICMP | ICMP for IPv6 |
| 59 | IPv6-NoNxt | No Next Header for IPv6 |
| 60 | IPv6-Opts | Destination Options for IPv6 |
| 88 | EIGRP | EIGRP |
| 89 | OSPFIGP | OSPF |
| 97 | ETHERIP | Ethernet-within-IP Encapsulation |
| 103 | PIM | Protocol Independent Multicast |
| 108 | IPComp | IP Payload Compression Protocol |
| 112 | VRRP | Virtual Router Redundancy Protocol |
| 115 | L2TP | Layer Two Tunneling Protocol |
| 124 | ISIS over IPv4 | ISIS over IPv4 |
| 132 | SCTP | Stream Control Transmission Protocol |
| 133 | FC | Fibre Channel |
| 134 | RSVP-E2E-IGNORE | RSVP-E2E-IGNORE |
| 135 | Mobility Header（IPv6） | Mobility Header（IPv6） |
| 136 | UDPLite | UDP-Lite |
| 137 | MPLS-in-IP | MPLS-in-IP |
11、首部校验和（Header Checksum）：
由16比特（2个字节）构成，也叫IP首部校验和。该字段只校验数据报的首部，不校验数据部分。它主要用来确保IP数据报不被破坏。校验和的计算过程，首先要将该校验和的所有位置设置为0，然后以16比特为单位划分IP首部，并用1补数计算所有16位字的和。最后将所得到这个和1补数赋给首部校验和字段。
12、源地址（Source Address）：
由32比特（4字节）构成，表示发送端IP地址。
13、目标地址（Destination Address）：
由32比特（4字节）构成，表示接收端IP地址。
14、可选项（Options）：
长度可变，通常只在进行实验或诊断时使用。该字段包含如下几点信息：
a、安全级别
b、源路径
c、路径记录
d、时间戳
15、填充（Padding）：
也称作填补物。在有可选项的情况下，首部长度可能不是32比特的整数倍。为此，通过向字段填充 0，调整为32比特的整数倍。
16、数据（Data）：
存入数据。将IP上层协议的首部也作为数据进行处理。