IP协议是TCP/IP协议族的动力，它为上层协议提供无状态、无连接、不可靠的服务。
无状态：IP通信双方不同步传输数据状态信息，所有数据报的发送、传输和接收都是相互独立、没有上下文关系的。这就是IP协议一个缺点所在。但是无状态服务也有其优点，就是简单、高效。我们不需要为了维持一个通信状态而花费一些内核资源。在网络协议中，无状态是很常见的。
无连接：简单来说，就是不需要维持如tcp一样的通话连接。因此每次上层协议是发送数据的时候，都要指明ip地址。
不可靠：就是说数据报不一定能准确地发送到目的ip，只能尽它最大的努力，皮一下的话就什么都没得了。比如某个路由器发现某个数据报在网络上存活的时间太长，就会消灭掉，并且返回一个ICMP的超时错误。不管怎么样，发送端的IP协议只要发现发送失败就会返回失败信息，不会试图去重新传递（懒）。
IPV4的头部结构
4位版本号（vision）：指定IP协议的版本，对于IPV4来说，就是4 。
4位头部（header length）：决定IP头部有多少个32bit字（4字节），因为4位最大是15，所以IP头部最多是60字节。
TOS（type of service）：包含一个3位的优先权字段（现在已经被忽略），一位保留字段（0），剩下四位分别表示：1.最小延时 2.最大吞吐量 3.最高可靠性 4.最小费用 ->最多只能有一位置位1，根据实际需要选择。
16位总长度: 指整个ip数据报的长度，最长为（2^16-1）字节。
16位标识（identification）：标记数据报，初始值随机，每多一个就+1
8位协议（protocol）：用来区分上层协议，例如ICMP是1，TCP是6。
16位检校和（header checknum）：由发送端提供，接收端根据这个数值判断数据报是否有损坏。
8位生存时间(time to live):数据报到达目的地前允许经过的路由器跳数，每经过一个路由器，这个数-1.
13位片偏移(flagmentation offset):分片相对于原始ip的偏移。
3位标志字段：第一位保留，第二位是否设置分片，第三位是否更多分片。除了数据报最后一个分片，其它分片第三位都为1.
前面说了IP头部，我们发现有很多选项是关于IP分片的，那什么是分片呢？
当数据报长度超过帧的MTU时，就会发生分片行为。可能发生在发送端，也可能发生在中转路由器上。可能在传输过程中多次分片，只在最终目标机器的内核中重新组装。
16位标识、3位标志和13位片位移为数据报的分片提供了足够的信息。每个分片都具有头部且相同的标识，不同的是片位移。每个分片IP头部的总长度字段会被设置为该分片的长度。
例：
因此这个ip变成了两个分片，第一个分片长度为1500，第二个分片长度为21 （头部长度为20）。
注：原始数据的ICMP头部被完整地复制到了第一个分片中，而第二个分片头部不包含ICMP内容。
IP路由
前面提到过，IP协议的一个重要作用就是寻找数据报的路由，即决定发送数据报到路由器的途径。
