1、I P层提供不可靠、无连接的数据报传送服务：
(1)不可靠(unreliable)：意思是它不能保证I P数据报能成功地到达目的地。
(2)无连接(connectionless)：意思是I P并不维护任何关于后续数据报的状态信息。每个数据报的处理是相互独立的。每个IP数据报都是独立的进行路由，选择当前最合适的next-hop进行传输，这也说明， IP数据报可以不按发送顺序接收。
2、IP首部
/* IP Header : 20字节 */
typedef struct _IPHeader
{
uint8_t ipVerLen; // 版本号:4bit 头长度:4bit,单位为4字节,因此首部最多为max_len=15*4=60bytes
uint8_t ipTOS; // 服务类型：3bit优先权（现已不使用），4bit ToS（分别为：最小时延、最大吞吐量、最高可靠性和最小费用），1bit保留
uint16_t ipLength; // 封包总长度，即整个IP报的长度：16bit —>> 65535字节， 最少为46字节
uint16_t ipID; // 封包标识，惟一标识发送的每一个数据报
uint16_t ipFlagsOff; // 3位标志和13位片偏移
uint8_t ipTTL; // 生存时间，就是TTL，经过一个处理它的路由器，值就减去1
uint8_t ipProtocol; // 协议，可能是TCP、UDP、ICMP等
uint16_t ipChecksum; // 校验和
uint32_t ipSource; // 源IP地址
uint32_t ipDestination; // 目标IP地址
} IPHeader, *pIPHeader; 
每4字节32bit的传输顺序是首先传输0~7bit，然后是8~15bit，然后是16~23bit，最后传输24~31bit，这种传输顺序称为大端序，也就是网络字节序，TCP/IP首部中所有二进制整数都是通过这种方式传输的。与之相对应的称为小端序，若数据之前是小端存储的，则必须在传输之前通过htons(),htonl()等函数将其转换为大端序。
TTL：设置了数据报可以经过的最多的路由器数，每经过一个路由器，其值就会减一，当为0时，就不会被继续转发了。
校验和：IP首部中的校验和只是根据IP首部来计算的，而不包含后面的数据部分，后面的数据部分相当于被屏蔽了，这也验证了IP协议是无连接的、不可靠的。计算方法是首先将校验和字段置0，然后对每16个bit进行二进制反码求和。ICMP、TCP、UDP都是采用相同的算法来计算校验和的，但是他们的校验和都是同时覆盖首部和数据的。由于路由器转发IP数据报时，TTL值会被更改减一，因此每次都需要修正校验和字段。
分片处理：
IP层通过IP首部中的16bit标识+3bit标志+13bit片偏移共4字节来实现IP分片和合片。
16bit的标识：用于唯一确定一份IP数据包，一个IP数据包的所有分片中该字段都相同。不同IP数据包的标识不同
3bit标志：分别为 保留位+不分段位（为0时允许分段）+更多段位（0表示该分片为这个IP数据包的最后一个分片，1表示后面仍有IP分片）
13bit片偏移：该分片在原始数据中的偏移，其中原始数据只IP层数据部分，即不包含IP首部
3、主机与路由器
一般IP层既可以配置成路由器的功能，也可以被配置成主机的功能，二者本质上的区别在于主机从不转发数据报，而路由器则要转发数据。即：
- 重定向报文只能有路由器发出
- 重定向报文只能为主机所用，而不是为路由器所用
4、IP路由选择
1) 目的主机与源主机直接相连，或在一个共享网络—————-》IP数据报直接送到目的直接
2) 发往默认路由，由路由转发（在TTL大于0的情况下，当TTL减至0之后，数据报也不会被继续转发）
当一个IP包在某一个路由器的时候发现没有路由可走，那么该路由器就会给源主机发送“主机不可达”或者“网络不可达”的ICMP包来报错。
路由表包含的信息：
- 目的IP地址：可以是完整的主机地址，或网络地址
- 下一跳：路由器或直接相连的网络IP地址
- 标志：2个，1、IP地址是网络地址还是主机地址，2、下一跳是路由器还是直接相连的端口
- 网络接口：为数据报传输指定一个网络接口
搜索路由表，转发数据报的优先级：
1）与目的IP地址完全匹配的表目（网络号和主机都匹配）
2）网络号相匹配的表目
3）默认表目
找到最高优先级的表目，然后发送数据报，若均不成功，则不能传送，则会返回主机不可达或网络不可达的错误 
为网络指定一个路由表，而不是为每个主机指定一个路由表，是IP路由选择机制的另一个基本特性。
IP路由选择是逐跳来实现的，数据报在各站传输过程中IP地址和数据部分都是不会变化的，但是IP首部（TTL和校验和）和链路层的地址在每一站都可能发生变化。
5、子网掩码
IP地址的格式为：网络号+子网号+主机号
子网掩码：确定多少比特用于子网号，及多少比特用于主机号
给定I P地址和子网掩码以后，主机就可以确定I P数据报的目的是：
( 1)本子网上的主机；
(2)本网络中其他子网中的主机；
( 3)其他网络上的主机。