An IP packet consists of a header section and a data section.
IP分組首部格式
IPv4首部包含14個字段（fields），13是必需的，最後一個可選。
- 版本（Version）
4 bits，IPv4分組的version值為0100
- 首部長度（Internet Header Length，IHL）
4 bits，機關是32-bit words（即4 bytes）。最小值為5，此時首部不包含可選項（options），長度為20 bytes。最大值為15，此時IHL為60 bytes。
- 服務類型（Differentiated Service Code Point，DSCP）
8 bits，指定packet的優先級、延遲、吞吐率、可靠性要求等。
- 明确的擁塞通告（Explicit Congestion Notification，ECN）
- 總長度（Total Length）
16 bits，分組的總長度，包括首部和資料。分組最小值為IHL的最小值20 bytes，最大值為65535 bytes。
- 辨別（Identifier）
16 bits，同一IP分組的資料片（fragments）具有相同的辨別。
- 标志（Flags）
3 bits，第0位是保留位（resvered），必需為0. 第1位=1時，表示不分片（Don’t fragment, DF），為0表示可分片。第2為=1時，表示該後續有其他分片（More fragmetns, MF）。
- 片偏移（Fragment Offset）
13 bits，以8 bytes為機關給出目前資料片在原IP分組中的位置。最大偏移（2^13 - 1）* 8 bytes = 65528 bytes，加上首部的20 bytes已超出IP分組的最大總長度。
- 生存時間（Time To Live，TTL）
8 bits，限制IP分組在網絡中存在時間的計數器，TTL的機關為秒（second）
。實際上，TTL作為路由（router）的最大跳數（hop count）使用初始值有發送終端設定。，每到達一個路由，TTL的值減一，值為0時，router丢棄該分組，并向sender發送ICMP時間逾時（ICMP Time Exceeded）的消息。
- 協定（Protocol）
8 bits，訓示IP分組資料部分使用的協定，可用的協定清單，常見的如TCP（6）、UDP（17）、ICMP（2），括号内為協定号（Protocol Number）。
- 首部校驗和（Header Checksum）
16 bits，僅驗證首部。分組到達router後，router計算首部的checksum，和該字段比較，不比對則丢棄該分組。
- 源位址（Source Address）和目的位址（Destination Address）
在傳輸過程中，有可能被（Network address translation，NAT）裝置改變。
- 可選項（Options）
資料分片方法
路由接收到一個packet，檢查目的位址，确定輸出接口（outgoing interface）和接口的最大傳輸單元（Maximum Transmition Unit，MTU）。如果packet > MTU，且DF位是0，路由會對packet分片。
4000 bytes的packet，首部20bytes，沒有options，router的MTU是1500 bytes，分片。
| Fragment | Total bytes | Header bytes | Data Bytes | MF | Fragment offset |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 1500 | 20 | 1480 | 1 | |
| 2 | 1500 | 20 | 1480 | 1 | 185 |
| 3 | 1000 | 20 | 980 | 370 |
如果接下來的router的MTU是1000 bytes，上表Fragment 1/2/3都會在分片，一個IP分組的所有分片的Identifier位相同，隻有最後一個分片的MF=0。
參考：
https://en.wikipedia.org/wiki/IPv4
[email protected]+block/%E8%A7%86%E9%A2%914_IP-%E5%88%86%E7%BB%84%E6%A0%BC%E5%BC%8F.pdf”>http://www.xuetangx.com/asset-v1:[email protected]+block/%E8%A7%86%E9%A2%914_IP-%E5%88%86%E7%BB%84%E6%A0%BC%E5%BC%8F.pdf