TCP/ IP 網絡層協定的核心是 IP (I nternet Protocol) 協定，又叫網間網協定或網際協定。在計算機網絡通信過程中，IP 層協定起着核心的作用：其一，提供無連接配接的資料報傳輸機制，雖然不能保證傳輸的可靠性卻簡單有效；其二，利用 IP 位址和 IP 資料報将各種實體網絡技術統一起來，達到屏蔽低層細節，向上提供一緻性的目的。IP 層協定的主要功能是 IP 資料報傳輸及在網間的路由選擇，即 IP 路由選擇。另外，與 IP 相關的協定和内容有 IP 位址、位址解析、差錯控制協定和路由選擇協定等。
IP 資料報頭部的格式
TCP/ IP 網傳輸的基本資料單元是 IP 資料報，IP資料報頭部的格式如下圖所示。
IP資料報由資料報頭部和資料兩部分組成。資料報頭部由 20 位元組的固定長度部分和可變長度的任選部分組成。傳送順序是從上至下逐行發送，每行從左至右逐比特發送。 各字段的意義如下。
(1 )版本( Version ) : 4 比特，給出生成該資料報的 IP 協定版本号。IP 協定存在兩個版本： I P v4 和 1P v6 , 目 前 的 版本為 IP v4 。
(2) 頭部長度：4 比特，給出以 32 比特字長為機關的 IP 分組頭的長度。
(3) 服務類型(Type of Service): 用千說明所需要的服務類型。其結構如下圖所示。
3 比特的優先級子字段指明資料報的重要程度，按升序排序，" O" 為正常優先級，" 7"為網絡控制分組，可供網絡擁塞控制使用。标志位 D、工R 分别表示主機對時延、吞吐量和可靠性的要求；若相應位置" 1"' 表示希望低延遲時間、高吞吐暈和高可靠性。此資訊可供路 由器選路時參考。例如，語 音通信可置 n - 1 , 大塊檔案傳送可置 T — 1' 路由器據此可選低延遲時間的租用線路或高吞吐址的衛星鍊路，還可根據要求确定路由算法中的成本函數。 因為任何一種選擇隻能是各種性能的折中，是以将 D、T 、R 比特均置為" l " 是沒有什麼意義的。另外它們隻是一種參考資訊，并非強制要求，即使路由器找不到合适路由也仍然要轉發此資料報，因為 IP 本身隻提供盡力而為的無連接配接服務。
盡管目前網絡中的路由器對此子字段均不予處理，但是在理論上該字段具有重要的意義。目前正在研究中的 IP 網絡的差別性業務就要以此為基礎劃分不同業務類别，予以不同的處理。IP v6 除 了 保留此字段外，還新定義了 3 個位元組的“流标記＂，意圖進一步細化對資料流的類型劃分。
( 4) 總長度：1 6 比特，以位元組為機關的 IP 分組的總長度，總長度 =IP 頭部長度 十資料區長度， 可表示的最大長度(即IP 分組的最大長度)為65 535 位元組。
( 5 ) 辨別：1 6 比特，用于資料報分片操作。每個網絡都對允許傳輸的分組最大長度有一 定的限制，稱之為 M T U 。在傳輸中遇到 M T U 小 千 IP 資料報長度的網絡，就要求路由器将資料報分片。為了使目的主機能夠正确地重裝，要求每個片段具有相同的辨別值， 以識别它是屬千哪個 IP 資料報的。
(6)DF 比特：該 位置" 1" 表示本資料報不能分片，因為目的主機不具備分片重裝的能力，這樣路由器可能不得不選擇某個非最優的路由。如果路由器不能不分片，則丢棄該資料報，并向源主機回送一個錯誤資訊。
(7)M F 比特：該 位置" l " 訓示還有後續分片，僅最後一個片段的 MF0。
( 8 ) 片段偏移值：1 3 比特，訓示本片段資料部分的首位元組在原始資料報資料部分中的位置。偏移值的長度機關為 8 個位元組。
( 9 ) 生存時間 T T L : 8 比特，又稱壽命。用來防止 IP 分組在網絡中出現無限循環，分
組産生時 T T L 被設定一個初值，每經過一個路由器時，T T L 值都将減少，當 T T L = 0時，該分組将被丢棄。
(1 0 ) 協定：8 比特，指出資料區中承載的資料所采用的高層協定。協定類型的編碼是預定義的，如 T CP =6, UDP=17, ICMP =1, OSPF =89。
(1 1) 頭部校驗和：1 6 比特，用 以 檢測頭部差錯。其計算方法是：以 16 比特半字為計算機關。在發送端取該字段初值為零，對頭部各個半字依次進行逐位異或運算，求得的值 取反作為校驗和發送。在接收端對各個半字，包括校驗和，進行同樣的運算，若無差錯其 結果應為零。
(1 2 ) 源位址和目的位址：各為 32 比特，訓示源主機和目的主機的 IP 位址。