IPv4 头部结构（共 20 字节，不含可选字段）
1. 版本（Version）
长度：4 比特
作用：标识 IP 协议版本（IPv4 值为
4，IPv6 值为6）。示例：
0100（表示 IPv4）。
2. 头部长度（IHL, Internet Header Length）
长度：4 比特
作用：表示 IP 头部的长度（以 4 字节为单位）。
最小值为
5（即 20 字节，无可选字段）。最大值为
15（即 60 字节，含可选字段）。
示例：
0101（表示头部长度为 20 字节）。
3. 服务类型（ToS, Type of Service）
长度：8 比特
作用：定义数据包的优先级和服务质量（QoS）参数，现多用于 DSCP（差分服务代码点） 和 ECN（显式拥塞通知）。
DSCP（6 比特）：区分流量类别（如语音、视频）。
ECN（2 比特）：标记网络拥塞状态。
示例：
00000000（默认无特殊服务）。
4. 总长度（Total Length）
长度：16 比特
作用：表示整个 IP 数据包的长度（头部 + 数据），单位是字节。
最大值为
65535字节（受 MTU 限制）。
示例：
00 50（表示包总长度为 80 字节）。
5. 标识（Identification）
长度：16 比特
作用：唯一标识一个数据包，用于分片重组。
同一数据包的所有分片共享相同的标识值。
示例：
0x1234（随机生成的 ID）。
6. 标志（Flags）
长度：3 比特
作用：控制分片行为：
Bit 0：保留位（必须为
0）。Bit 1（DF, Don't Fragment）：
1：禁止分片（如 ICMP 探测包）。0：允许分片。
Bit 2（MF, More Fragments）：
1：表示后续还有分片。0：表示最后一个分片。
示例：
010（DF=1，禁止分片）。
7. 片偏移（Fragment Offset）
长度：13 比特
作用：指示当前分片在原始数据包中的位置（以 8 字节为单位）。
用于接收方按顺序重组分片。
示例：
0（表示第一个分片）。
8. 生存时间（TTL, Time To Live）
长度：8 比特
作用：防止数据包无限循环，每经过一个路由器减
1，归零时丢弃。常见初始值：
64（Linux）或128（Windows）。
示例：
40（剩余跳数）。
9. 协议（Protocol）
长度：8 比特
作用：标识上层协议类型（传输层协议）。
常见值：
1：ICMP6：TCP17：UDP
示例：
06（表示 TCP）。
10. 头部校验和（Header Checksum）
长度：16 比特
作用：校验 IP 头部的完整性（不包括数据部分）。
每经过一个路由器需重新计算。
示例：
0x7a3d（校验和计算结果）。
11. 源 IP 地址（Source Address）
长度：32 比特（4 字节）
作用：发送方的 IPv4 地址。
示例：
192.168.1.1→C0 A8 01 01。
12. 目标 IP 地址（Destination Address）
长度：32 比特（4 字节）
作用：接收方的 IPv4 地址。
示例：
8.8.8.8→08 08 08 08。
13. 可选字段（Options）
长度：可变（最多 40 字节）
作用：扩展功能（如记录路由、时间戳等），现代网络较少使用。
填充（Padding）：确保头部长度是 4 字节的倍数。
关键注意事项
分片机制：
当数据包超过 MTU（如以太网默认 1500 字节）时，路由器根据
DF标志决定是否分片。分片后，只有第一个分片包含传输层头部（如 TCP/UDP 端口号）。
校验和范围：
仅校验 IP 头部，传输层（如 TCP/UDP）有独立的校验和。
IPv6 差异：
IPv6 头部更简洁（固定 40 字节），删除了分片、校验和等字段。
示例抓包分析（Wireshark）
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Internet Protocol Version 4, Src: 192.168.1.1, Dst: 8.8.8.8
0100 .... = Version: 4
.... 0101 = Header Length: 20 bytes
Differentiated Services Field: 0x00 (DSCP: CS0, ECN: Not-ECT)
Total Length: 84
Identification: 0x1234
Flags: 0x40 (Don't Fragment)
Fragment Offset: 0
Time to Live: 64
Protocol: TCP (6)
Header Checksum: 0x7a3d [correct]
Source Address: 192.168.1.1
Destination Address: 8.8.8.8
通过理解 IP 头部字段，可以深入分析网络流量、排查路由问题或优化 QoS 策略。