Hình 7.18 minh họa khuôn dạng gói dữ liệu IP, các trường khoá trong gói dữ liệu IPv4 là như sau:
- Phiên bản (version): Trường 4 bit này xác định phiên bản giao thức IP của gói dữ liệu. Qua trường phiên bản, router mới xác định được ý nghĩa các trường còn lại trong gói dữ liệu IP. Các phiên bản IP khác nhau sử dụng các khuôn dạng dữ liệu khác nhau.
- Độ dài tiêu đề (Header length): Gói dữ liệu IPv4 có thể có nhiều trường mang tính lựa chọn (đặt trong tiêu đề gói dữ liệu IPv4). 4 bit này được dùng để xác định vị trí bắt đầu của dữ liệu thực sự trong gói dữ liệu IP. Tuy nhiên phần lớn gói dữ liệu IP không chứa các trường Lựa chọn nên tiêu đề của gói dữ liệu thường cố định là 20 byte
- Kiểu dịch vụ (Type of service - TOS): Trường kiểu dịch vụ (TOS) giúp phân biệt các kiểu khác nhau của gói dữ liệu IP, để tớ đó có thể xử lý theo những cách khác nhau. Ví dụ khi mạng quá tải, cần phân biệt được gói dữ liệu chứa
thông tin kiểm soát mạng (ICMP) với gói dữ liệu thực sự (bản tin HTML) hay giữa datagram chứa dữ liệu thời gian thực (ứng dụng điện thoại qua Internet) với datagram không chứa dữ liệu thời gian thực (ứng dụng FTP). gần đây Cisco (công ty chiếm thị phần router lớn nhất) đã sử dụng 3 bit đầu tiên của trường TOS để định nghĩa các mức dịch vụ khác nhau mà router có thể cung cấp. Các mức dịch vụ cụ thể được người quản trị router thiết lập theo những tiêu chí của tổ chức.
Version Header
Length Type of Service Datagram Length (bytes) 16-bit Identifier Flags 32-bit Fragmentation Offset Time-to-live Upper Layer
Protocol Header Checksum 32-bit Source IP Address
32-bit Destination IP Address Option (if any)
Data
32 bits
Hình 7.18 Khuôn dạng gói dữ liệu IP
- Độ dài gói dữ liệu (datagram length): đây là tổng độ dài tính theo byte của gói dữ liệu IP (cả phần tiêu đề lẫn phần dữ liệu). Độ dài trường này là 16 bit nên về lý thuyết kích thước tối đa của gói dữ liệu IP là 65.535 byte. Tuy nhiên, hiếm khi kích thước gói dữ liệu vượt quá 1500 bytes và thường giới hạn là 576 bytes.
- Định danh, cờ và vị trí phân đoạn (Identifer, Flags, Fragmention Offset): 3 trường này được sử dụng khi phân mảnh gói IP (fragmentation), phiên bản mới của IP (IPv6) không cho phép phân mảnh gói dữ liệu tại các thiết bị định tuyến.
- Thời gian tồn tại (Time-To-live-TTL): Trường thời gian tồn tại (TTL) được sử dụng để bảo đảm gói dữ liệu không được lưu chuyển mãi mãi (định tuyến lặp theo các đường vòng) trong mạng. Mỗi lần gói tin đi qua một thiết bị định tuyến sẽ bị giảm đi một (- 1). Nếu trường TTL bằng 0 thì thiết bị định tuyến sẽ loại bỏ gói tin.
- Giao thức (Protocol): Trường này chỉ được sử dụng khi gói dữ liệu IP đến được máy tính đích. Giá trị của trường này xác định giao thức tầng vận tải ở máy tính đích sẽ nhận được phần dữ liệu trong gói dữ liệu IP. Ví dụ giá trị 6 có ý nghĩa phần dữ liệu cần chuyển tới thực thể TCP, giá trị 17 có ý nghĩa phần dữ liệu phải chuyển đến thực thể UDP, RFC 1700 liệt kê các giá trị này.
Vai trò của trường giao thức trong gói dữ liệu IP tương tự vai trò trường số hiệu cổng trong đoạn tin của tầng vận tải. Trường giao thức được xem là điểm nối giữa tầng mạng và tầng vận tải cũng như trường số hiệu cổng là điểm nối giữa tầng vận tải với ứng dụng cụ thể.
- Checksum của phần thông tin điều khiển (Header checksum): Trường checksum giúp thiết bị định tuyến phát hiện lỗi trong phần thông tin điều khiển của gói dữ liệu IP được gửi đến. Giá trị checksum được tính bằng cách xem phần thông tin điều khiển là một chuỗi các từ 2 bytes, cộng các từ này lại và sau đó lấy bù một. Thiết bị định tuyến tính lại Internet checksum cho mỗi gói dữ liệu IP nhận được và có thể phát hiện ra lỗi nếu như giá trị checksum tính lại xuất hiện bit 0. Thiết bị định tuyến thường loại bỏ những gói dữ liệu bị lỗi. Chú ý rằng router phải tính lại checksum, trường TTL và có thể một số trường khác. RFC 1071 trình bày phương thức tính checksum nhanh.
- Đia chỉ IP nguồn và đích: Những trường này là 32 bit địa chỉ IP của máy tính gửi và máy tính nhận. Tầm quan trọng của địa chỉ đích là rõ ràng. Địa chỉ IP cùng với số hiệu cổng tạo gọi là socket.
- Tùy chọn (Option): Các trường này cho phép mở rộng tiêu đề IP. Phần lựa chọn trong tiêu đề hiếm khi được sử dụng, sự tồn tại của phần lựa chọn trong tiêu đề làm phức tạp việc xử lý các gói tin vì tiêu đề của gói dữ liệu có phần lựa chọn không có độ dài cố định, do đó không xác định được vị trí bắt đầu của dữ liệu thực sự. Như vậy thời gian xử lý gói dữ liệu IP tại mỗi thiết bị định tuyến có thể khác nhau. Đây là nhược điểm của các mạng hiệu suất cao. Vì thế, IPv6 sẽ loại bỏ các trường Lựa chọn.
- Dữ liệu (data): Cuối cùng là trường quan trọng nhất - trường dữ liệu. Thông thường trường dữ liệu của gói IP là gói dữ liệu của tầng vận tải (TCP hay UDP) để chuyển đến nơi nhận. Tuy nhiên, trường dữ liệu có thể là các kiểu dữ liệu khác, ví dụ bản tin ICMP.