一、IP數據報格式
注：注意的是網絡數據包以大端字節序傳輸，當然頭部也得是大端字節序
linux中的IP數據結構體：
struct ip
{
#if __BYTE_ORDER == __LITTLE_ENDIAN
unsigned int ip_hl:4; /* header length */
unsigned int ip_v:4; /* version */
#endif
#if __BYTE_ORDER == __BIG_ENDIAN
unsigned int ip_v:4; /* version */
unsigned int ip_hl:4; /* header length */
#endif
u_int8_t ip_tos; /* type of service */
u_short ip_len; /* total length */
u_short ip_id; /* identification */
u_short ip_off; /* fragment offset field */
#define IP_RF 0x8000 /* reserved fragment flag */
#define IP_DF 0x4000 /* dont fragment flag */
#define IP_MF 0x2000 /* more fragments flag */
#define IP_OFFMASK 0x1fff /* mask for fragmenting bits */
u_int8_t ip_ttl; /* time to live */
u_int8_t ip_p; /* protocol */
u_short ip_sum; /* checksum */
struct in_addr ip_src, ip_dst; /* source and dest address */
}; 版本
IP協議版本號，長度爲4位，IPv4此字段值爲4，IPv6此字段值爲6
首部長度
以32位的字爲單位，該字段長度爲4位，最小值爲5，即不帶任何選項的IP首部20個字節；最大值爲15，所以首部長度最大爲60個字節
服務類型（TOS）
長度爲8位。此字段包含3位的優先權（現已忽略），4位的服務類型子字段（只能有一位置1）和1位的保留位（必須置0）。4位的服務類型分別爲最小延遲（D）、最大吞吐量（T）、最高可靠性（R）、最小費用（F），如下圖。
總長度
該字段長度爲16位，以字節爲單位，該字段長度包含IP的頭部和數據部分(payload)。IP數據報最大可達65535（2^16-1)個字節。
標識
16位標識，用來標識一個IP數據報，每發送一個此值會加1，可用於分片和重新組裝成數據報。
標誌與片偏移
3位標誌其中第一位不使用， 每二位DF（Don’t Fragment），該位如果爲1，如果傳輸的數據報超過最大傳輸單元(MTU)，該數據報會被丟棄，併發送一個ICMP差錯報文。第三位MF（More Fragment）表示是否有更多的片，該位爲1，說明後續有分片。最後一片MF爲0。
假設一個IP數據報大於最大傳輸單元MTU，那麼如果設置了分片標誌位，將會被分片傳輸。
每一片都有自己的IP 頭部，IP頭部中的標識是一樣的，但是片偏移不同（以8字節爲單位）。除了最後一片，分片要求其他片除去IP頭部的大小必須是8字節的整數倍。除了第一片有tcp/udp頭部，其他片都沒有。分片完成後，每一片獨自成爲一個數據包（跟數據報概念不同，參見這裏），可以走不同的路由，最後到達目的地的時候IP層根據它們各自IP頭部的信息重新組成一個IP數據報。如下圖，這裏IP數據報被分出了2片
TTL
TTL（Time To Live）表示數據報最多可經過的路由器的數量。數據報每經過一個路由器，TTL減1，減爲0時丟棄，併發送ICMP報文通知源主機。TTL可以避免數據報在路由器之間不斷循環。
協議類型
表示IP層上承載的是哪個高級協議。在封裝與分用的過程中，協議棧知道該交給哪個層的協議處理。1 ICMP 2 IGMP 6 TCP 17UDP
頭部校驗和
保證數據報頭部的數據完整性，但校驗不包括數據部分。
源IP地址
發送數據的主機IP地址
目的IP地址
接收數據的主機IP地址
選項與填充（選項爲4字節整數倍，否則用0填充）
二、IP地址與路由
IPv4的IP地址長度爲4字節，通常採用點分十進制表示法（dotted decimal representation），Internet被各種路由器和網關設備分隔成很多網段，爲了標識不同的網段，需要把32位的IP地址劃分成網絡號和主機號兩部分，網絡號相同的各主機位於同一網段，相互間可以直接通信，網絡號不同的主機之間通信則需要通過路由器轉發。
這臺主機只有一個網絡接口連到172.16.148.0/24網絡(172.16.148.166 & 255.255.255.0 = 172.16.148.0)
路由表的Destination（目標）是目的網絡地址網關；（Gateway）是下一跳地址，接口（Iface）是發送接口，標誌（Flags）中的U標誌表示此條目有效（可以禁用某些條目），G標誌表示此條目的下一跳地址是某個路由器的地址，沒有G標誌的條目表示目的網絡地址是與本機接口直接相連的網絡，不必經路由器轉發，因此下一跳地址處記爲*號。
路由的處理過程如下
