网络协议学习笔记二

查看ip地址：

在 Windows 上是 ipconfig，在 Linux 上是 ifconfig 或者ip addr。

 

登陆进入一个被裁剪过的很是小的 Linux 系统中，发现既没有 ifconfig 命令，也没有 ip addr 命令，你是否是感受这个系统压根儿无法用？这个时候，你能够自行安装 net-tools 和 iproute2 这两个工具。固然，大多数时候这两个命令是系统自带的。

 

IP 地址被点分隔为四个部分，每一个部分 8 个 bit，因此 IP 地址总共是 32 位。由于不够用，因而就有了 IPv6，这个有 128 位。

原本 32 位的 IP 地址就不够，还被分红了 5 类：

 

这里面有个尴尬的事情，就是 C 类地址能包含的最大主机数量实在太少了，只有 254 个。当时设计的时候恐怕没想到，如今估计一个网吧都不够用吧。而 B 类地址能包含的最大主机数量又太多了。6 万多台机器放在一个网络下面，通常的企业基本达不到这个规模，闲着的地址就是浪费。

因而有了一个折中的方式叫做 无类型域间选路 ，简称 CIDR 。这种方式打破了原来设计的几类地址的作法，将 32 位的 IP 地址一分为二，前面是 网络号 ，后面是 主机号 。从哪里分呢？你若是注意观察的话能够看到，10.100.122.2/24，这个 IP 地址中有一个斜杠，斜杠后面有个数字24。这种地址表示形式，就是CIDR。后面 24 的意思是，32 位中，前 24 位是网络号，后 8 位是主机号。

伴随着 CIDR 存在的，一个是 广播地址 ，10.100.122.255。若是发送这个地址，全部10.100.122 网络里面的机器均可以收到。另外一个是 子网掩码， 255.255.255.0。

将子网掩码和 IP 地址进行 AND 计算。前面三个 255，转成二进制都是 1。1 和任何数值取AND，都是原来数值，于是前三个数不变，为 10.100.122。后面一个 0，转换成二进制是 0，0 和任何数值取 AND，都是 0，于是最后一个数变为 0，合起来就是 10.100.122.0。这就是 网络号 。 将子网掩码和 IP 地址按位计算 AND，就可获得网络号。

公有 IP 地址有个组织统一分配，你须要去买。若是你搭建一个网站，给你学校的人使用，让大家学校的 IT 人员给你一个 IP 地址就行。可是假如你要作一个相似网易 163 这样的网站，就须要有公有 IP 地址，这样全世界的人才能访问。

表格中的 192.168.0.x 是最经常使用的私有 IP 地址。你家里有 Wi-Fi，对应就会有一个 IP 地址。通常你家里地上网设备不会超过 256 个，因此 /24 基本就够了。有时候咱们也能见到 /16 的CIDR，这两种是最多见的，也是最容易理解的。

 

16.158.165.91/22 这个 CIDR：

/22 不是 8 的整数倍，很差办，只能先变成二进制来看。16.158 的部分不会动，它占了前 16位。中间的 165，变为二进制为10100101。除了前面的 16 位，还剩 6 位。因此，这 8 位中前6 位是网络号，16.158.<101001>，而<01>.91 是机器号。第一个地址是 16.158.<101001><00>.1，即 16.158.164.1。子网掩码是 255.255.<111111><00>.0，即 255.255.252.0。广播地址为 16.158.<101001><11>.255，即16.158.167.255。

这五类地址中，还有一类 D 类是 组播地址。 使用这一类地址，属于某个组的机器都能收到。

 

在 IP 地址的后面有个 scope，对于 eth0 这张网卡来说，是 global，说明这张网卡是能够对外的，能够接收来自各个地方的包。对于 lo 来说，是 host，说明这张网卡仅仅能够供本机相互通讯。lo 全称是 loopback ，又称 环回接口 ，每每会被分配到 127.0.0.1 这个地址。这个地址用于本机通讯，通过内核处理后直接返回，不会在任何网络中出现。

 

MAC 地址

在 IP 地址的上一行是 link/ether fa:16:3e:c7:79:75 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff，这个被称为 MAC 地址， 是一个网卡的物理地址，用十六进制，6 个 byte 表示。

MAC 地址号称全局惟一，为何网络通信不直接用MAC地址？

由于一个网络包要从一个地方传到另外一个地方，除了要有肯定的地址，还须要有定位功能。 而有门牌号码属性的 IP 地址，才是有远程定位功能的。

MAC 地址更像是身份证，是一个惟一的标识。 它的惟一性设计是为了组网的时候，不一样的网卡放在一个网络里面的时候，能够不用担忧冲突。从硬件角度，保证不一样的网卡有不一样的标识。

MAC 地址是有必定定位功能的，只不过范围很是有限，局限在一个子网里面。 例如，从 192.168.0.2/24 访问 192.168.0.3/24 是能够用 MAC 地址的。一旦跨子网，即从 192.168.0.2/24 到 192.168.1.2/24，MAC 地址就不行了，须要 IP 地址起做用了。

 

网络设备的状态标识

解析完了 MAC 地址，咱们再来看 < BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP > 是干什么 的？这个叫做 net_device flags ， 网络设备的状态标识 。

UP 表示网卡处于启动的状态；

BROADCAST 表示这个网卡有广播地址，能够发送广播包；

MULTICAST 表示网卡能够发送多播包；

LOWER_UP 表示 L1 是启动的，也即网线插着呢。

MTU1500 是指什么意思呢？是哪一层的概念呢？最大传输单元 MTU 为 1500，这是以太网的默认值。

网络包是层层封装的。MTU 是二层 MAC 层的概念。MAC 层有 MAC 的头，以太网规定连 MAC 头带正文合起来，不容许超过 1500 个字节。正文里面有 IP 的头、TCP 的头、HTTP 的头。若是放不下，就须要分片来传输。

 

qdisc pfifo_fast 是什么意思呢？qdisc 全称是 queueing discipline ，中文叫 排队规则 。内核若是须要经过某个网络接口发送数据包，它都须要按照为这个接口配置的 qdisc（排队规则）把数据包加入队列。

最简单的 qdisc 是 pfifo，它不对进入的数据包作任何的处理，数据包采用先入先出的方式经过队列。pfifo_fast 稍微复杂一些，它的队列包括三个波段（band）。在每一个波段里面，使用先进先出规则。三个波段（band）的优先级也不相同。band 0 的优先级最高，band 2 的最低。若是 band 0里面有数据包，系统就不会处理 band 1 里面的数据包，band 1 和 band 2 之间也是同样。

 

数据包是按照服务类型（ Type of Service，TOS ）被分配多三个波段（band）里面的。TOS 是IP 头里面的一个字段，表明了当前的包是高优先级的，仍是低优先级的。

总结：

IP 是地址，有定位功能；MAC 是身份证，无定位功能；

CIDR 能够用来判断是否是本地人；

IP 分公有的 IP 和私有的 IP。