網絡協議學習筆記二

查看ip地址：

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

 

登陸進入一個被裁剪過的很是小的 Linux 系統中，發現既沒有 ifconfig 命令，也沒有 ip addr 命令，你是否是感受這個系統壓根兒無法用？這個時候，你能夠自行安裝 net-tools 和 iproute2 這兩個工具。固然，大多數時候這兩個命令是系統自帶的。

 

IP 地址被點分隔爲四個部分，每一個部分 8 個 bit，因此 IP 地址總共是 32 位。由於不夠用，因而就有了 IPv6，這個有 128 位。

原本 32 位的 IP 地址就不夠，還被分紅了 5 類：

 

這裏面有個尷尬的事情，就是 C 類地址能包含的最大主機數量實在太少了，只有 254 個。當時設計的時候恐怕沒想到，如今估計一個網吧都不夠用吧。而 B 類地址能包含的最大主機數量又太多了。6 萬多臺機器放在一個網絡下面，通常的企業基本達不到這個規模，閒着的地址就是浪費。

因而有了一個折中的方式叫做 無類型域間選路 ，簡稱 CIDR 。這種方式打破了原來設計的幾類地址的作法，將 32 位的 IP 地址一分爲二，前面是 網絡號 ，後面是 主機號 。從哪裏分呢？你若是注意觀察的話能夠看到，10.100.122.2/24，這個 IP 地址中有一個斜槓，斜槓後面有個數字24。這種地址表示形式，就是CIDR。後面 24 的意思是，32 位中，前 24 位是網絡號，後 8 位是主機號。

伴隨着 CIDR 存在的，一個是 廣播地址 ，10.100.122.255。若是發送這個地址，全部10.100.122 網絡裏面的機器均可以收到。另外一個是 子網掩碼， 255.255.255.0。

將子網掩碼和 IP 地址進行 AND 計算。前面三個 255，轉成二進制都是 1。1 和任何數值取AND，都是原來數值，於是前三個數不變，爲 10.100.122。後面一個 0，轉換成二進制是 0，0 和任何數值取 AND，都是 0，於是最後一個數變爲 0，合起來就是 10.100.122.0。這就是 網絡號 。 將子網掩碼和 IP 地址按位計算 AND，就可獲得網絡號。

公有 IP 地址有個組織統一分配，你須要去買。若是你搭建一個網站，給你學校的人使用，讓大家學校的 IT 人員給你一個 IP 地址就行。可是假如你要作一個相似網易 163 這樣的網站，就須要有公有 IP 地址，這樣全世界的人才能訪問。

表格中的 192.168.0.x 是最經常使用的私有 IP 地址。你家裏有 Wi-Fi，對應就會有一個 IP 地址。通常你家裏地上網設備不會超過 256 個，因此 /24 基本就夠了。有時候咱們也能見到 /16 的CIDR，這兩種是最多見的，也是最容易理解的。

 

16.158.165.91/22 這個 CIDR：

/22 不是 8 的整數倍，很差辦，只能先變成二進制來看。16.158 的部分不會動，它佔了前 16位。中間的 165，變爲二進制爲10100101。除了前面的 16 位，還剩 6 位。因此，這 8 位中前6 位是網絡號，16.158.<101001>，而<01>.91 是機器號。第一個地址是 16.158.<101001><00>.1，即 16.158.164.1。子網掩碼是 255.255.<111111><00>.0，即 255.255.252.0。廣播地址爲 16.158.<101001><11>.255，即16.158.167.255。

這五類地址中，還有一類 D 類是 組播地址。 使用這一類地址，屬於某個組的機器都能收到。

 

在 IP 地址的後面有個 scope，對於 eth0 這張網卡來說，是 global，說明這張網卡是能夠對外的，能夠接收來自各個地方的包。對於 lo 來說，是 host，說明這張網卡僅僅能夠供本機相互通訊。lo 全稱是 loopback ，又稱 環回接口 ，每每會被分配到 127.0.0.1 這個地址。這個地址用於本機通訊，通過內核處理後直接返回，不會在任何網絡中出現。

 

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，這個被稱爲 MAC 地址， 是一個網卡的物理地址，用十六進制，6 個 byte 表示。

MAC 地址號稱全局惟一，爲何網絡通信不直接用MAC地址？

由於一個網絡包要從一個地方傳到另外一個地方，除了要有肯定的地址，還須要有定位功能。 而有門牌號碼屬性的 IP 地址，纔是有遠程定位功能的。

MAC 地址更像是身份證，是一個惟一的標識。 它的惟一性設計是爲了組網的時候，不一樣的網卡放在一個網絡裏面的時候，能夠不用擔憂衝突。從硬件角度，保證不一樣的網卡有不一樣的標識。

MAC 地址是有必定定位功能的，只不過範圍很是有限，侷限在一個子網裏面。 例如，從 192.168.0.2/24 訪問 192.168.0.3/24 是能夠用 MAC 地址的。一旦跨子網，即從 192.168.0.2/24 到 192.168.1.2/24，MAC 地址就不行了，須要 IP 地址起做用了。

 

網絡設備的狀態標識

解析完了 MAC 地址，咱們再來看 < BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP > 是幹什麼 的？這個叫做 net_device flags ， 網絡設備的狀態標識 。

UP 表示網卡處於啓動的狀態；

BROADCAST 表示這個網卡有廣播地址，能夠發送廣播包；

MULTICAST 表示網卡能夠發送多播包；

LOWER_UP 表示 L1 是啓動的，也即網線插着呢。

MTU1500 是指什麼意思呢？是哪一層的概念呢？最大傳輸單元 MTU 爲 1500，這是以太網的默認值。

網絡包是層層封裝的。MTU 是二層 MAC 層的概念。MAC 層有 MAC 的頭，以太網規定連 MAC 頭帶正文合起來，不容許超過 1500 個字節。正文裏面有 IP 的頭、TCP 的頭、HTTP 的頭。若是放不下，就須要分片來傳輸。

 

qdisc pfifo_fast 是什麼意思呢？qdisc 全稱是 queueing discipline ，中文叫 排隊規則 。內核若是須要經過某個網絡接口發送數據包，它都須要按照爲這個接口配置的 qdisc（排隊規則）把數據包加入隊列。

最簡單的 qdisc 是 pfifo，它不對進入的數據包作任何的處理，數據包採用先入先出的方式經過隊列。pfifo_fast 稍微複雜一些，它的隊列包括三個波段（band）。在每一個波段裏面，使用先進先出規則。三個波段（band）的優先級也不相同。band 0 的優先級最高，band 2 的最低。若是 band 0裏面有數據包，系統就不會處理 band 1 裏面的數據包，band 1 和 band 2 之間也是同樣。

 

數據包是按照服務類型（ Type of Service，TOS ）被分配多三個波段（band）裏面的。TOS 是IP 頭裏面的一個字段，表明了當前的包是高優先級的，仍是低優先級的。

總結：

IP 是地址，有定位功能；MAC 是身份證，無定位功能；

CIDR 能夠用來判斷是否是本地人；

IP 分公有的 IP 和私有的 IP。