4-ip协议首部分析一
版本
版本：占 4 bit，指IP协议的版本，目前的IP协议版本为IPv4和IPv6，通信的计算机双方使用的IP协议版本必须一致，目前使用广泛的是IPv4版本
对应到上一篇wireshark软件中IP数据包格式中的版本信息，如下图所示：
注意：如果数据在传输的时候使用IPv6协议传输，而网络设备是使用IPv4协议接收，如果发现使用的IP协议版本不对，会把整个数据报丢掉，因此在通信传输数据时，IP协议使用的版本一定要对应起来。
首部长度
图2-首部长度
…. 0101 = Header Length: 20bytes (5) 表示的就是首部长度，这里首部长度是20字节，而且首部长度固定为20字节，那么首部长度是怎么计算的呢？
是根据0101来算的，首先0101是一个二进制，转换为10进制就是5，表示5个单位，而每个单位大小是4字节，所以IP首部长度是20字节。
如果为1111的话，那么转化为十进制就是15，也就是说最大能表示15个单位，而每个单位大小是4字节，因此IP首部长度最大可以表示60字节了，最小是20字节（首部长度的固定部分），从这里看出IP首部长度为20，说明没有可选字段。当IP分组的首部长度不是4字节的整数倍时，则必须用最后的填充字段加以填充。
服务类型
Differentiated Services Field表示区分服务字段，（在早期就是表示IP协议的服务类型），比较尴尬的是这个服务类型在现在的以太网中已经被淘汰了，不再用了，但是这种思想还是存在的，这种服务类型是占8个bit，即0-7，最后一位没有用，虽然没有用到，但是最后一位被规定为必须为0，如果是0以外的值就是非法的。
服务类型也分为两部分，一部分又表示优先级部分，另一部分可以理解为QoS（Quality of Service，服务质量），顾名思义，就是为了给现有的网络提供一个更好的性能，让各种网络应用更加顺畅的运作。
优先级：占用了3个bit，最小值为000，最大值为111，表示数据在传输过程中的优先级，有的数据比较重要，要求优先传输此数据，这个时候，我们就要在此设置优先级。
比如：我们在上网的时候，有些数据确实需要优先传输的情况，比如说，一般我们在网络上传输视频，而视频在传输过程中不允许中断，这时候需要设置优先级，让视频数据的优先级高一些，那我们传输的不是很重要的文字性数据可以优先级可以设置小一些，也就是说，优先级越高的数据会先处理。
DTRC: 有些书本上也称为TOS（type of services，即服务类型），其本质上TOS和QoS是一样，都是服务类型，只是名字，叫法不一样而已，TOS和QoS都用于数据在网络传输过程中的差异化处理。
什么叫差异化处理？比如我们要传一部比较大的电影，这就要求在网络传输过程中具备最大吞吐量（每次传输的数据最大值）的特征，再比如玩游戏的时候都有延迟，这就是数据在传输过程中的一个时间差，如果我们想要数据包在发送的时候，快速传输，减少延迟，这些都是一种服务类型，在QoS里面定义的。
前面我们也说过DTRC每一个字母也占用一个bit：
D：delay的简写，即延迟，如果D代表的bit值为1的话，表示IP数据报在传输过程中减少延迟性，比如，在发送一个数据时要求实时响应。
T：throughput的简写，即吞吐量，如果T代表的bit值为1的话，表示在传输比较大的数据时，要求网络传输数据时的吞吐量比较大。
R：reliability的简写，即可靠性，如果R代表的bit值为1，表示IP数据报在传输过程中保障高可靠性，数据在传输过程中不会出现丢失。
C：cost的简写，即最小代价，如果C代表的bit值为1，表示IP数据报要求以最小代价进行传输，数据在传输过程中占用较小的网络带宽。
注意：DTRC同一时刻只能有一个bit的值为1。 比如：如果D的bit值为1，那么TRC的bit值必须为0，其他同理。
对应到IP数据报格式的服务类型信息如图3所示：
图3-服务类型
如果前6位是以0结尾：即x x x x x 0，表示由internet指定的一个区分服务类型，有的数据报要求低延迟，有的数据报可能要求高可靠性，也就是说针对不同的数据报提供不同的服务类型，所以就叫区分服务。
如果前6位是x x x x 1 1表示服务类型由本地来指派的，也就是说这个数据报是一个本地数据报，如果是x x x x 0 1 表示这是一个临时的，或者实验型的数据报，如果前6位都是1 1 1 1 1 1，我们可以知道总共指定了64种不同的服务类型，针对不同的服务来区分对待，但是这些服务类型我们不需要记，太多了，记不住。
总长度
图4-总长度
Total Length：表示IP数据报文的总长度，也就是说这个IP数据报文的数据总共有多少个字节，其中包括了IP数据报文的首部和数据部分。总长度占16位（即16-31位），指的是首部部分和数据部分的长度，单位为字节，IP数据报文的最大长度为2的16次方 - 1，也就是65535字节，所以总长度不能超过最大传输单元MTU。
其中首部部分占用20 - 60字节，如果以首部占用60字节来算，那么在传输数据时，最大能传输65535 - 60 = 65475字节的数据（MSS）了。上图中我们抓的包的总长度为为312字节，首部长度为20字节，也就是说我们抓的这个数据报传递的实际数据为292字节大小。
另外，要注意MTU和MSS之间的一些小区别：MTU包括了数据报文的首部和数据部分，而MSS只包括数据部分。
标识
图5-标识
标识（Identification）占16位（0 - 15），它是一个计数器，用来对产生的数据报进行标识，每传输一个数据报都要计数一次。但这个“标识”并不是序号，因为ip协议是无连接，数据报不存在按序接收。
也就是说，如果要传输一个很大的数据的话，由于发送的数据大小超过了网络MTU，需要把这个数据分成多个片传输，所以对于每一个分片都要进行标识，表示这些分片具有唯一性，是相同的，这些分片的标识是一样的，然后发送到目的地后对这些分片进行重新组合成原来的数据，如果不对分片进行标识的话，那么在对分片进行重组时，计算机会认为该分片标识不一样，和其他分片不相同，然后丢弃该分片。
比如：现在有15吨苹果要运往北京，但是每一辆火车只能运输1吨的苹果，也就是说这些苹果不能一次性运输过去，于是分别装了15辆火车分批运输，在每一辆火车运输时打上一个苹果的标识，标识运输的是苹果。这就是标识字段的作用。
为什么要说标识字段呢？
这是为了帮助理解数据在发送时为什么要分片，理解分片的目的和作用，而目的地在接收到所有的分片数据进行重组，而重组就需要根据偏移量来计算的，同时还需要参考标识字段。
标志
图6-标志
标志（flags）占用3位（即16 - 18），这三位分别是：R，D，M三位，第一位是保留位，没有被使用，目前只有后两个比特有意义。
R：标志字段中的第一位是一个保留位，现在还没有使用，可能将来会用到这位
D：标志字段中间的一位是 DF (Don’t fragment)，表示传输的数据不允许分片。一般DF = 1的话，表示数据一次性传输过去，不允许分片。
M：标志字段的最低位是 MF (More fragment)。代表数据是否分片，如果MF位值为1，表示后面还有数据，还没有传输完毕，相当于数据分片，分批次传输，如果MF = 0表示最后一个分片或者只有一个分片。
注意：这三位同一时刻也是只能有一个位的值能设置为1。这里我们抓的数据包标志位值为1，表示数据一次性传输过去，不分片。