在传输层中有两个重要的协议，分别为UDP和TCP。UDP追求高效的效率，TCP追求更可靠的传输。但是这两个协议都太极端了，有没有一个协议可以在保证可靠性的同时又不失较高的效率。

针对上面的问题，网络层的IP协议是更好的解决方案。

IP协议的报文格式如下图：

1、版本 

IP协议分为IPv4和IPv6两个版本，现在基本上使用的都是IPv4协议，但有些软件也支持IPv6协议。

2、首部长度

与TCP协议一样，由于有选项的存在，导致首部长度是变化的，该属性即表示了IP协议报头的长度。单位为4字节。

3、服务类型

该属性决定了IP协议的工作方式。8位服务类型分为3位优先权字段（已经弃用）、4位TOS字段和1位保留字段（必须设置为0）。4位TOS字段分为最小延时、最大吞吐量、最高可靠性、最小成本。

4、总长度

即IP协议的报头与载荷的长度和。由于是16位，并且单位是字节，那么IP报文最大的长度为64KB。与UDP一样，若载荷过长，就有可能出现一个报文装不下的情况。但是对于IP协议，内置了拆包组包的操作，即当载荷过长时，会将载荷拆分成多个部分，并将这每一个部分封装为一个IP数据报。接收方在接收到这些IP数据报后，就会自动触发组包操作，将这些IP数据报的载荷拼接到一起。

5、16位标识、3位标志位、13位片偏移

由于IP协议内置了拆包组包的操作，那么在组包时是如何分清哪几个数据报是被拆分出来的？

标识即将同一个载荷拆分出来的IP数据报设置为同一个标识，在组包时就会将相同标识的包组合在一起。

标志位一共有三位。其中一位表示了该包是否被拆分过，另一位表示该包是否为拆分出来的最后一个包。

在组包过程中也需要考虑包与包之间的顺序。13位片偏移表示了包与包之间的顺序。偏移量小的包在前，偏移量大的包在后。

6、生存时间

IP数据报在网络中的最大传输时间，单位为次数。IP数据报每经过一个路由器转发，TTL就会减1，当TTL减为0时，就说明该数据报无法到达接收方，就会被丢弃。TTL的值是有可能变化的。

下图是访问搜狗服务器的TTL大小：

7、8位协议 

表示传输层使用的是哪种协议。在对数据报进行分用时，网络层就会拿到传输层使用的协议类型，在将载荷发送到传输层后，传输层就知道应该使用哪种协议来解析这个数据报。

8、首部校验和

在UDP/TCP协议中，也存在校验和属性。由于传输层的校验和是针对TCP/UDP数据报的报头与载荷，在IP数据报中的载荷就是TCP/UDP数据报，此时就不需要将载荷带入计算，而只需要将IP数据报的报头进行计算从而得出一个校验和即可。

9、源IP地址，目的IP地址（重要）

标识了IP数据报从哪来，要到哪去。

由于IP地址是32位，即用32位数字表示，但32位数字过于长，于是使用点分十进制来表示。将32位数字分为4组，组与组之间使用点分开，每组数字在0-255之间，如192.0168.0.1 。