在IP层的分组叫做数据报。本节主要介绍数据报的格式，以及在 linux 中是如何定义IP分组头格式。
首先，数据报的格式如下：
其中：
1、版本：有版本4和版本6
2、首部长度：定义数据报的总长度，以4字节为单位计算。首部长度在 20~60字节之间。
3、服务类型：前三位为优先位，后面两位为TOS位，最后一位没有使用。
4、总长度：定义以字节计的数据报总长度（首部加上数据），故数据报长度限制为65535
5、标识：标志从源主机发出的数据报。该字段和Flags和Fragment Offest字段联合使用，对较大的上层数据包进行分段（fragment）操作。路由器 将一个包拆分后，所有拆分开的小包被标记相同的值，以便目的端设备能够区分哪个包属于被拆分开的包的一部分。
6、标志：该字段第一位不使用。第二位是DF（Don‘t Fragment）位，DF位设为1时表明路由器不能对该上层数据包分段。如果一个上层数据包无法在 不分段的情况下进行转发，则路由器会丢弃该上层数据包并返回一个错误信息。第三位是MF（More Fragments）位，当路由器对一个上层数 据包分段，则路由器会在除了最后一个分段的IP包的包头中将MF位设为1。
8、分片偏移：表示这个分片在整个数据报中的相对位置，偏移值以8字节为度量单位
9、生存时间：当IP包进行传送时，先会对该字段赋予某个特定的值。当IP包经过每一个沿途的路由器的时候，每个沿途的路由器会将IP包的TTL值减 少1。如果TTL减少为0，则该IP包会被丢弃。
10、协议：定义使用IP层服务的高层协议。
11、检验和：用来做IP头部的正确性检测，但不包含数据部分。 因为每个路由器要改变TTL的值,所以路由器会为每个通过的数据包重新计算这个值
12、源地址：定义源点的IP地址
13：目的地址：定义终点的IP地址
14、选项：这是可变部分，对数据报来说不是必须的，主要用于网络的测试和排错。
接下来，我们来看看 linux 中对于 IP头部 的定义
include/linux/ip.h
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#ifndef _LINUX_IP_H
#define _LINUX_IP_H
#include <linux/types.h>
#include <asm/byteorder.h>
#define IPTOS_TOS_MASK 0x1E
#define IPTOS_TOS(tos) ((tos)&IPTOS_TOS_MASK)
#define IPTOS_LOWDELAY 0x10
#define IPTOS_THROUGHPUT 0x08
#define IPTOS_RELIABILITY 0x04
#define IPTOS_MINCOST 0x02
#define IPTOS_PREC_MASK 0xE0
#define IPTOS_PREC(tos) ((tos)&IPTOS_PREC_MASK)
#define IPTOS_PREC_NETCONTROL 0xe0
#define IPTOS_PREC_INTERNETCONTROL 0xc0
#define IPTOS_PREC_CRITIC_ECP 0xa0
#define IPTOS_PREC_FLASHOVERRIDE 0x80
#define IPTOS_PREC_FLASH 0x60
#define IPTOS_PREC_IMMEDIATE 0x40
#define IPTOS_PREC_PRIORITY 0x20
#define IPTOS_PREC_ROUTINE 0x00
/* IP options */
#define IPOPT_COPY 0x80
#define IPOPT_CLASS_MASK 0x60
#define IPOPT_NUMBER_MASK 0x1f
#define IPOPT_COPIED(o) ((o)&IPOPT_COPY)
#define IPOPT_CLASS(o) ((o)&IPOPT_CLASS_MASK)
#define IPOPT_NUMBER(o) ((o)&IPOPT_NUMBER_MASK)
#define IPOPT_CONTROL 0x00
#define IPOPT_RESERVED1 0x20
#define IPOPT_MEASUREMENT 0x40
#define IPOPT_RESERVED2 0x60
#define IPOPT_END (0 |IPOPT_CONTROL)
#define IPOPT_NOOP (1 |IPOPT_CONTROL)
#define IPOPT_SEC (2 |IPOPT_CONTROL|IPOPT_COPY)
#define IPOPT_LSRR (3 |IPOPT_CONTROL|IPOPT_COPY)
#define IPOPT_TIMESTAMP (4 |IPOPT_MEASUREMENT)
#define IPOPT_CIPSO (6 |IPOPT_CONTROL|IPOPT_COPY)
#define IPOPT_RR (7 |IPOPT_CONTROL)
#define IPOPT_SID (8 |IPOPT_CONTROL|IPOPT_COPY)
#define IPOPT_SSRR (9 |IPOPT_CONTROL|IPOPT_COPY)
#define IPOPT_RA (20|IPOPT_CONTROL|IPOPT_COPY)
#define IPVERSION 4
#define MAXTTL 255
#define IPDEFTTL 64
#define IPOPT_OPTVAL 0
#define IPOPT_OLEN 1
#define IPOPT_OFFSET 2
#define IPOPT_MINOFF 4
#define MAX_IPOPTLEN 40
#define IPOPT_NOP IPOPT_NOOP
#define IPOPT_EOL IPOPT_END
#define IPOPT_TS IPOPT_TIMESTAMP
#define IPOPT_TS_TSONLY 0 /* timestamps only */
#define IPOPT_TS_TSANDADDR 1 /* timestamps and addresses */
#define IPOPT_TS_PRESPEC 3 /* specified modules only */
#define IPV4_BEET_PHMAXLEN 8
struct iphdr {
#if defined(__LITTLE_ENDIAN_BITFIELD)
__u8 ihl:4,
version:4;
#elif defined (__BIG_ENDIAN_BITFIELD)
__u8 version:4,
ihl:4;
#else
#error "Please fix <asm/byteorder.h>"
#endif
__u8 tos;
__be16 tot_len;
__be16 id;
__be16 frag_off;
__u8 ttl;
__u8 protocol;
__sum16 check;
__be32 saddr;
__be32 daddr;
/*The options start here. */
};
#ifdef __KERNEL__
#include <linux/skbuff.h>
static inline struct iphdr *ip_hdr(const struct sk_buff *skb)
{
return (struct iphdr *)skb_network_header(skb);
}
static inline struct iphdr *ipip_hdr(const struct sk_buff *skb)
{
return (struct iphdr *)skb_transport_header(skb);
}
#endif
struct ip_auth_hdr {
__u8 nexthdr;
__u8 hdrlen; /* This one is measured in 32 bit units! */
__be16 reserved;
__be32 spi;
__be32 seq_no; /* Sequence number */
__u8 auth_data[0]; /* Variable len but >=4. Mind the 64 bit ali gnment! */
};
struct ip_esp_hdr {
__be32 spi;
__be32 seq_no; /* Sequence number */
__u8 enc_data[0]; /* Variable len but >=8. Mind the 64 bit ali gnment! */
};
struct ip_comp_hdr {
__u8 nexthdr;
__u8 flags;
__be16 cpi;
};
struct ip_beet_phdr {
__u8 nexthdr;
__u8 hdrlen;
__u8 padlen;
__u8 reserved;
};
#endif /* _LINUX_IP_H */
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在源码中，我们注意到：
在IP分组头格式struct iphdr 中，版本/头长字段的位定义有大、小端之分，并且分片标志位和片偏移值字段的定义直接用 frag_off （一个__be16类型） 定义。