IP(Internet Protocol，因特网协议)是OSI第三层——网络层协议，本节仅以IPv4版本为例进行介绍。IP协议也是一个无连接的协议，主要就是负责在主机间寻址，并为数据包设定路由，在交换数据前它并不建立会话。因为它不保证正确传递。另一方面，数据在被收到时，IP不需要收到确认，所以它是不可靠的。
IP协议头格式
数据在经过IP网络层时，也会对数据进行封装，也就有相应的IP协议包头了。在以太网帧中，IPv4包头紧跟着以太网帧头，同时以太网帧头中的协议类型值设置为十六进制的0800。它的基本格式如图3-12所示。
版本(Version)
指定IP协议的版本号。因为目前仍主要使用IPv4版本，所以这里的值通常是 0x4 (注意封包使用的数字通常都是十六进位的)。占4位。
图3-12 IP协议头格式
包头长度(Internet Header Length，IHL)
指明IPv4协议包头长度的字节数包含多少个32位。由于IPv4的包头可能包含可变数量的可选项，所以这个字段可以用来确定IPv4数据报中数据部分的偏移位置。IPv4包头的最小长度是20个字节，因此IHL这个字段的最小值用十进制表示就是5。占4位。由于它是一个4比特字段，因此首部最长为60个字节，但实际上目前最多仍为24个字节。
服务类型(Type of Service，TOS)
定义IP封包在传送过程中要求的服务类型，共由8个bit组成其中每个bit的组合分别代表不同的意思。4bit中只能置其中1bit。如果所有4bit均为0，那么就意味着是一般服务。具体如下：
000..... (Routine)： 过程字段，占3位。设置了数据包的重要性，取值越大数据越重要，取值范围为：0(正常)~ 7(网络控制)
...0....(Delay)：延迟字段 ，占1位，取值：0(正常)、1(期特低的延迟)
....0...(Throughput)：流量字段，占1位。取值：0(正常)、1(期特高的流量)
.....0..(Reliability) ：可靠性字段，占1位。取值：0(正常)、1(期特高的可靠性)
…..0.(ECN-Capable Transport)：显式拥塞指示传输字段，占1位。由源端设置，以显示源端节点的传输协议是支持ECN(Explicit Cogestion Notifica tion，显式拥塞指示)的。取值：0(不支持ECN)、1(支持ECN)
.......0(Congestion Experienced)：拥塞预警字段，占1位。取值：0(正常，不拥塞)、1(拥塞)
包长度(Total Length，TL)
指定IP包的总长，通常以byte做单位来表示该封包的总长度此数值包括标头和数据的总和。它以字节为单位，占16位。利用首部长度字段和总长度字段，就可以知道IP数据报中数据内容的起始位置和长度。
【经验之谈】由于该字段长16比特，所以IP数据报最长可达65535字节。尽管可以传送一个长达65535字节的IP数据报，但是大多数的链路层都会对它进行分段。而且，主机也要求不能接收超过576字节的数据报。由于TCP把用户数据分成若干段，因此一般来说这个限制不会影响TCP。UDP的应用(如RIP、TFTP、BOOTP、DNS、SNMP等)，都限制用户数据报长度为512字节，小于576字节。但是，事实上现在大多数的实现允许超过8192字节的IP数据报。
总长度字段是IP首部中必要的内容，因为一些数据链路(如以太网)需要填充一些数据以达到最小长度。尽管以太网的最小帧长为46个字节(将在本章后面介绍)，但是IP数据可能会更短。如果没有总长度字段，那么IP层就不知道46字节中有多少是IP数据报的内容。
