一、IP简介
IP提供不可靠、无连接的数据报传输服务。
无可靠的意思是它不能保障IP数据报能成功的到达目的地。IP仅提供最好的传输服务。如果发送某种错误时，如某个路由器暂时用完了缓冲区，IP有一个简单的错误处理办法：丢弃该数据报，然后发送ICMP消息报给信源端（源端一般都不会看这种ICMP信息）。任何要求的可靠性必须由上层来提供（如TCP）。
无连接这个术语的意思是IP并不维护任何关于后续数据报的状态信息。每个数据报的处理是相互独立的。IP数据报可以不按发送顺序接收。如果一信源向相同的信宿发送两个连续的数据报（先A后B）,每个数据报都是独立地进行路由选择，可能选择不同地路线，因此B可能在A到达之前先到达。
二、IP数据报
IP首部长度大小必须是4字节的整数倍，不是就填充为4的整数倍。
版本：指IP协议的版本
首部长度：指版本的第一个字节到选项的最后一个字节，这个字段所表示数的单位是32位(即4字节)，因此，当IP的首部长度为1111(即十进制的15)时，首部长度就达到最大值60个字节，所以选项部分最大40个字节。当IP分组的首部长度不是4字节的整数倍时，必须利用最后的填充字段加以填充。
Tos（区分服务）：1 1 1 1 1 1 1 1，八位
用法一：前3bit的precedent优先权子字段（现在已被忽略），4bit的TOS和1位未使用的但须置0。
4bit的TOS分别代表：最小时延、最大吞吐量、最高可靠性和最小费用。4bit中只能置其中1bit为1，如果4bit均为0，那么就意味着是一般服务。最后一位没用。
用法二：前6位的DSCP，后2位不用。
总长度：指首部和数据之和的长度，以字节为单位，数据报的最大长度为2^16 -1 = 65535字节。知道总长度和首部长度，就可以计算出IP数据报的数据部分。数据部分=总长度－首部长度
标识：唯一的标识主机发送的每一份数据报，通常每发送一份报文它的值就会加一。在分片重组的时候会根据标识位来识别是否为同一个包。
标志：标志字段中的最低位记为MF，值为1时表示后面还有分片数据报，值为0表示这是若干数据报片中的最后一个，标志字段中的中间位DF，意思是不能分片，只有值为0时才允许分片
片偏移：指出较长的分钟再分片后，某片在原分组中的相对位置。也就是说，相对于用户数据字段的起点，该片从何处开始。片偏移以8个字节为偏移单位。也就是说，每个分片的长度一定是8字节(64位)的整数倍。
实例：IP分片
一数据报的总长度为3820字节，其数据部分为3800字节长(使用固定首部)，需要分片为长度不超过1420字节的数据报片。因固定首部长度为20字节，因此每个数据报片的数据部分长度不能超过1400字节。于是分成3个数据报片，其数据部分的长度分别分为1400,1400和1000字节。原始数据报首部被复制为各数据报片的首部，但必须修改有关字段的值。
生存时间：设置了数据报可以经过的最多路由器数。防止环路。
协议：标明传输层使用的协议
首部校验和：对首部进行校验，校验失败表示首部被更改过。直接丢弃。只校验首部。
源地址：源IP地址
目的地址：目的IP地址
选项字段：记录路径（记录经过路由器接口的IP地址）、时间戳（记录经过路由器接口的IP地址和时间）、宽松的源站选路（为数据报指定一系列必须经过的IP地址）、严格的源站选路（为数据报指定只能经过的IP地址）。最后用全0的填充字段来补齐为4字节的整数倍。
选项字段一直都是以32bit作为界限，在必要的时候插入值为0的填充字节。这样就保证了IP首部始终是32bit（4字节）的整数倍，这也是首部长度字段所要求的。
三、IP路由选择
一．两个直连的网络
当R1访问R2时：源MAC地址为R1的MAC地址，目的MAC地址为R2的MAC地址，源IP地址为R1的IP地址，目的IP地址为R2的IP地址。(在R1的F0/1口抓的包)
二．两个非直连的网络
当R1访问R3时：源MAC地址为R1的MAC地址，目的MAC地址为R2的MAC地址，源IP地址为R1的IP地址，目的IP地址为R3的IP地址。（在R1的F0/1口抓的包）
总结：在穿越网络访问的时候，源目IP地址、源MAC始终不会改变（除NAT其它技术外）如果要访问的主机是直连，目的MAC地址就是要访问的主机的MAC地址，如果是非直连，目的MAC地址就是自己网关的MAC地址。
IP数据包中的源目IP地址是不会改变的，但是目的MAC会发送变化（数据链路层的地址会变化）