互联网协议（IP，Internet Protocol）是互联网中的核心协议，它定义了数据包如何在网络间传输。IP报文（或数据包）是传输层发送到网络层的数据单元，包含了数据和控制信息。

IP报文结构

IP报文由两个主要部分组成：头部（Header）和数据（Data）。IP头部包含了路由和传输控制信息，而数据部分则是实际要传输的负载。

IP头部的基本格式

IP头部通常有20字节的基本长度，包含以下字段：

「版本」（Version）：4位

版本字段占4位，表示IP协议的版本号。目前常用的版本有IPv4（版本号为4）和IPv6（版本号为6）。IPv4是当前使用最广泛的版本。

「头部长度」（IHL，Internet Header Length）：4位

头部长度字段占4位，表示IP头部的长度，以32位字（4字节）为单位。最小值为5，表示20字节的头部，没有选项字段。最大值为15，表示60字节的头部，包含选项字段。

「服务类型」（Type of Service）：8位

服务类型字段占8位，用于定义报文的优先级和QoS（Quality of Service）参数。包括优先级（Precedence）、延迟（Delay）、吞吐量（Throughput）、可靠性（Reliability）等子字段。

「总长度」（Total Length）：16位

总长度字段占16位，表示整个IP报文（头部+数据）的长度，以字节为单位。最大值为65535字节。

「标识」（Identification）：16位

标识字段占16位，用于唯一标识IP报文，尤其在进行分片传输时，所有分片的标识字段相同，便于接收方重组报文。

「标志」（Flags）：3位

标志字段占3位，用于控制和标记分片。包括DF（Don't Fragment）位和MF（More Fragments）位。DF位指示不允许分片，MF位指示是否有更多分片。

「分片偏移」（Fragment Offset）：13位

分片偏移字段占13位，表示当前分片相对于原始报文起始位置的偏移量，以8字节为单位。

「生存时间」（TTL，Time to Live）：8位

生存时间字段占8位，表示报文在网络中的最大存活时间。每经过一个路由器，该值减1，减为0时，报文被丢弃，防止数据包在网络中无限循环。

「协议」（Protocol）：8位

协议字段占8位，表示封装在IP报文中的上层协议，如TCP（值为6）、UDP（值为17）等。

「头部校验和」（Header Checksum）：16位

头部校验和字段占16位，用于检验IP头部的完整性。发送方计算并填入该值，接收方重新计算校验和并与该字段进行比较，若不一致则报文出错。

「源IP地址」（Source Address）：32位

源IP地址字段占32位，表示发送报文的主机IP地址。

「目的IP地址」（Destination Address）：32位

目的IP地址字段占32位，表示接收报文的主机IP地址。

此外，根据具体应用需求，IP头部还可以包含选项（Options）字段，增加头部的长度和复杂度。

IP头部选项字段

IP头部选项字段是可选的，用于扩展IP报文功能。常见的选项有：

安全性选项：指定报文的安全级别。时间戳选项：记录报文经过的路由器的时间。路由记录选项：记录报文经过的路由器地址。松散源路由选项：指定报文必须经过的中间路由器，但不强制顺序。严格源路由选项：指定报文必须按顺序经过的中间路由器。选项字段格式

每个选项字段由选项类型（1字节）、选项长度（1字节）和选项数据（可变长度）组成。选项类型的最高两位用于控制选项的处理方式（复制到所有分片、仅限首片等）。

IP报文格式大全

华为官方出了一个网站，记录了IP报文格式大全，很全面：

https://support.huawei.com/enterprise/zh/doc/EDOC1100174722

不过友好性不高，对此瑞哥特地整理了一下，大家可以直观的查看，作为学习和查阅都是不错的选择！

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