IP là giao thức cung cấp dịch vụ truyền thông theo kiểu “không kết nối”. Phương thức kết nối "không kết nối" cho phép thiết kế và thực hiện giao thức trao đổi dữ liệu đơn giản. Cũng chính vì vậy độ tin cậy trao đổi dữ liệu của loại giao thức này không cao.
Các gói dữ liệu IP được định nghĩa là các datagram. Mỗi datagram có phần tiêu đề (header) chứa các thông tin cần thiết để chuyển dữ liệu. Thông tin tiêu đề cần thiết để hiểu IP Precedence và các thông số QoS. Tiêu đề gói IP như sau:
Hình 2.2. Khuôn dạng phần tiêu đề gói IP
Vers (4-bit): Chỉ phiên bản hiện hành của IP được sử dụng. Với IP thông thường là IPv4 trên mạng, thế hệ IP tiếp theo là IPv6.
Length (4-bit): Chỉ độ dài của phần tiêu đề gói IP tính theo đơn vị 32bit.
Precedence (3-bit): Chỉ thị quyền ưu tiên gửi gói IP, trường này có giá trị từ 0 (mức ưu tiên bình thường) tới 7 (mức kiểm soát mạng) quy định việc gửi datagram.
Precedence D T R unused
D (delay) (1 bit) – Chỉ độ trễ yêu cầu: D = 1 khi yêu cầu trễ thấp, D = 0 khi độ trễ bình thường
T (throughput) (1 bit) – chỉ số thông lượng yêu cầu: T = 1 thông lượng cao, T = 0 thông lượng bình thường
R (reliability) (1 bit) – chỉ độ tin cậy yêu cầu: R = 1 độ tin cậy cao, R = 0 độ tin cậy bình thường.
Type of Service (ToS ) (8-bit): Kiểu dịch vụ. Là chỉ số chất lượng dịch vụ yêu cầu cho IP datagram, tuy nhiên mạng IP phải có các cơ chế hỗ trợ thì yêu cầu mới được thực hiện. Trường này bao gồm những thông tin sau:
Total Length (16-bit): xác định độ dài của gói IP gồm cả phần dữ liệu và phần tiêu đề.
Identification (16-bit): Nhận dạng các datagram được phân đoạn từ cùng một datagram lớn hơn. Nó kết hợp với địa chỉ IP nguồn để nhận dạng.
Flags (3-bit): Liên quan đến sự phân mảnh của datagram. Trong đó có 2 bit cuối dùng cho việc phân mảnh các gói IP, chỉ ra gói đó có được phân mảnh hay không và gói đó có phải là gói cuối cùng hay không. Cụ thể như sau:
0: chưa sử dụng và luôn bằng 0
DF (Do not Fragment): bằng 0 có nghĩa là cho phép phân mảnh, bằng 1 là không cho phép phân mảnh.
MF (More Fragment): bằng 0 thì đây là đoạn phân mảnh cuối cùng (the last fragment). Bằng 1 đây là phân mảnh tiếp theo (more fragments).
Fragment Offset (13-bit): Chỉ ra vị trí của đoạn trong goid IP để có thể tái tạo lại datagram gốc.
Time to live (TTL – 8 bit): Quy định thời gian tồn tại (tính bằng giây) của gói trên mạng để tránh tình trạng gói không đến được đích và cứ đi vòng quanh trên mạng. Bắt đầu từ trạm gửi nó sẽ đặt giá trị = N (thường =16) cứ đi qua mỗi nút mạng giá trị của trường này sẽ giảm đi 1. Nếu giảm TTL = 0 mà nó vẫn chưa tới đích thì gói sẽ bị hủy tránh tình trạng đi quẩn trên mạng.
Protocol (8 bit): Chỉ ra giao thức ở lớp bên trên (ví dụ TCP, EGP hoặc UDP).
Checksum (16 bit): Kiểm tra lỗi theo mã dư vòng CRC, chỉ dùng cho phần tiêu đề gói. Trường này luôn được cập nhật khi một gói tin đi qua router trung gian.
Source IP Address (32 bit): địa chỉ IP của trạm nguồn (trạm gửi).
Destination IP Address (32 bit): địa chỉ IP của trạm đích (trạm nhận).
IP Option (độ dài thay đổi): Khai báo các tùy chọn do nơi gửi yêu cầu. Trường option không bắt buộc phải có trong mọi datagram và chủ yếu dùng để kiểm tra lỗi trên mạng. Option là một phần quan trọng của giao thức IP nên mọi tiêu chuẩn thực hiện dựa trên IP phải bao gồm tiến trình xử lý trường này. Độ dài của trường option thay đổi tuỳ thuộc vào các tham số đi kèm. Khi các option xuất hiện trong datagram, nó sẽ kéo dài liên tục mà không có sự ngắt quãng.
Padding: Vùng đệm, đảm bảo cho phần tiêu đề luôn kết thúc ở một mốc 32 bits.