在互聯層，需要傳輸的資料首先需要加上IP頭資訊，封裝成資料報。IP資料報是IP協議使用的資料單元，互聯層資料資訊和控制資訊的傳遞都需要通過IP資料報進行。
資料報的格式
IP資料報的格式可以分為報頭區和資料區兩部分，資料區包括高層需要傳輸的資料，而報頭區是為了正確傳輸高層資料而增加的控制資訊。通俗地說，資料報的資料區就像是一個信件，而信封上寫明寄信人和收信人等資訊後，就相當於是一個報頭區。把兩者結合一起，就是一個IP資料報。
報頭區包含了源IP地址、目的IP地址等控制資訊，具體內容如下。
(1)版本和協議型別
在IP報頭中，版本欄位表示該資料報對應的IP協議版本號，不同的IP協議版本規定的資料報格式稍有不同，目前使用的IP協議版本號為4。
協議欄位表示該資料報資料區資料的高階協議型別(如TCP)，用於指明資料區資料的格式。
(2)長度
報頭中有兩個表示長度的欄位，一個為報頭長度，另一個為總長度。
報頭長度以32b為單位，指出該報頭區的長度。在沒有選項和填充的情況下，該值為“5”。
總長度以8b為單位，表示整個IP資料報的總長度(其中包含報頭區長度和資料區長度)。
(3)服務型別
服務型別欄位規定對本資料報的處理方式。利用該欄位，傳送端可以為IP資料包分配一個轉發優先順序，並可以要求中轉路由器儘量使用低延遲、高吞吐率或高可靠性的線路投遞。
(4)生存週期
IP資料報的路由選擇具有獨立性，因此從源主機到目的主機的傳輸延遲也具有隨機性。如果路由表發生錯誤，資料報就有可能進入一個死迴圈。利用IP報頭中的生存週期欄位，可以有效的控制資料報在網路中無休止的流動。在網路中，“生存週期”域隨時間而遞減，在該域為0時，報文將被刪除，避免死迴圈的發生。
(5)頭部校驗和
頭部校驗和用於保證IP資料報頭的完整性。注意，在IP資料報中，只含有報頭校驗欄位，沒有資料區校驗欄位。
(6)地址
在IP資料報報頭中，源IP地址和目的IP地址分別表示該IP資料報的.傳送者和接收者的地址。相當於寄信中的寄信人地址和收信人地址。
封裝、分片與重組
因為IP資料報可以在網際網路上傳輸，所以它可能要跨越多個網路。作為一個高層網路資料，IP資料報最終也需要封裝成幀進行傳輸。
(1)MTU
根據網路使用的技術不同，每種網路都規定了一個幀最多能夠攜帶的資料量，這一限制稱為最大傳輸單元(Maximum Transmission Unit，MTu)。一個IP資料報的長度只有小於或等於一個網路的MTU時，才能在這個網路中進行傳輸。
網際網路可以包含各種異構網路，一個路由器也可能連線具有不同MTU值的多個網路，能從一個網路接收IP資料報並不代表能向該網路傳送資料報(因為不同網路的MTU不同)。
為解決以上MTU的限制問題，IP網際網路通常採用分片與重組技術。
(2)分片和重組
當一個數據報的尺寸大於將發往網路的MTU值時，路由器會將IP資料報分成若干較小的部分，稱為分片，然後再將每片獨立的傳送。一旦分片，每片可以像正常的IP資料報一樣經過獨立的路由選擇來發送，最終到達目的主機。
在接收到所有分片的基礎上，主機對分片進行重新組裝的過程稱為IP資料報重組。IP協議規定，只有最終的目的主機才可以對分片進行重組。
(3)分片控制
在IP資料報報頭中，標識、標誌和片偏移3個欄位與控制分片和重組有關。
標識是源主機賦予IP資料報的識別符號。識別符號能表明分片是原屬於哪個IP資料報的。
標誌欄位用來告訴目的主機該資料報是否已經分片，是否是最後一個分片。
片偏移欄位指出本片資料在初始IP資料報資料區中的位置。重組的分片順序由片偏移提供。
