Фундаментальным средством, обеспечиваемым программным обеспечением TCP/IP , является ненадежная система доставки пакетов без установления соединения. Межсетевой протокол(IP) формально определяет формат межсетевых пакетов, называемых дейтаграммами, и неформально воплощает в себе идеи доставки без установления соединения. Эта глава была сосредоточена главным образом на форматах дейтаграмм; следующие главы рассмотрят маршрутизацию IP и обработку ошибок.
Аналогично физическому кадру, дейтаграмма IP делится на заголовок и область данных. Помимо другой информации, заголовок дейтаграммы содержит IP-адреса источника и назначения, управление фрагментацией, приоритет и контрольную сумму, используемую для обнаружения ошибок передачи. Кроме полей фиксированной длины, каждый заголовок дейтаграммы может содержать поле опций. Поле опций имеет переменную длину, зависящую от числа и типов используемых опций, а также от размеров области данных, выделенной для каждой опции. Предназначенные для облегчения наблюдения и управления интернетом, опции позволяют указать или записать информацию о маршруте, или собрать временные метки о том, как дейтаграмма передается по интернету.