IP（Internet Protocol）协议，又称网际协议，它负责Internet上网络之间的通信，并规定了将数据从一个网络传输到另一个网络应遵循的规则，是TCP/IP协议的核心。
IP协议功能
- 寻址和路由
- 传递服务
- 不可靠，可靠性由上层协议提供。进最大努力进行传递，不保证数据到达
- 在发送数据时不会建立会话
- 数据报的分段和重组：对于大的数据进行分段，到达目的地后重新组合
IP数据报格式
网际协议第4版（Internet Protocol version 4，IPv4）是TCP/IP协议使用的数据报传输机制。数据报是一个可变长分组，有两部分组成：首部和数据。首部长度可由20~60个字节组成。其中有固定20字节的首部和0~40字节的可变部分组成。一些重要的组成如下：
版本（4位）
该字段定义IP协议版本，负责向处理机所运行的IP软件指明此IP数据报是哪个版本，所有字段都要按照此版本的协议来解释。如果计算机使用其他版本，则丢弃数据报。例：IPV4写法为0x0100
首部长度（4位）
该字段定义数据报协议头长度，表示协议头部具有32位字长的数量。协议头最小值为5，最大值为15。当首部长度取值为15时，由于一个单位可以存放4个字节，首部此时为4*15=60个字节。
服务类型（8位）
该字段定义上层协议对处理当前数据报所期望的服务质量，并对数据报按照重要性级别进行分配。前3位成为优先位，后面4位成为服务类型，最后1位没有定义。
这些8位字段用于分配优先级、延迟、吞吐量以及可靠性。在目前的以太网中，该服务类型的提法已经被弃用。现在已经被差分服务替代。
总长度（16位）
该字段定义整个IP数据报的字节长度，包括协议头部和数据。其最大值为65535字节。以太网协议对能够封装在一个帧中的数据有最小值和最大值的限制（46~1500个字节）。
标识（16位）
该字段包含一个整数，用于识别当前数据报。当数据报分段时，标识字段的值被复制到所有的分段之中。该字段由发送端分配帮助接收端集中数据报分段。
标记（3位）
该字段由3位字段构成，其中最低位（MF）控制分段，MF=1表示后面“还有分片”;MF=0表示最后一个分片。中间位（DF）指出数据报是否可进行分段，如果为1则机器不能将该数据报进行分段。第三位即最高位保留不使用，值为0。
分段偏移（13位）
该字段指出分段数据在源数据报中的相对位置，支持目标IP适当重建源数据。
生存时间（8位）
该字段是一种计数器，在丢弃数据报的每个点值依次减1直至减少为0。这样确保数据报拥有有限的环路过程（即TTL），限制了数据报的寿命。
协议（8位）
该字段指出在IP处理过程完成之后，有哪种上层协议接收导入数据报。这个字段的值对接收方的网络层了解数据属于哪个协议很有帮助。
头部校验和（16位）
该字段帮助确保IP协议头的完整性。由于某些协议头字段的改变，这就需要对每个点重新计算和检验。计算过程是先将校验和字段置为0，然后将整个头部每16位划分为一部分，将个部分相加，再将计算结果取反码，插入到校验和字段中。
源地址（32位）
源主机IP地址，该字段在IPv4数据报从源主机到目的主机传输期间必须保持不变。
目的地址（32位）
目标主机IP地址，该字段在IPv4数据报从源主机到目的主机传输期间同样必须保持不变。
可变部分（0~40位）
- IP首部的可变部分是一个选项字段，用来支持排错、测量以及安全等措施，内容很丰富。
- 长度是可变的，取决于所选择的项目
- 增加首部可变部分是为了增加IP数据报的功能，但同时增加了每一个路由器的开销
- 实际上这些选项很少被使用
参考网址
百度百科：https://baike.baidu.com/item/IP协议/131947?fr=aladdin#reference-[2]-2802-wrap
IPv6相关内容：https://blog.csdn.net/qq_42058590/article/details/82918678
