网络协议 -- ifconfig

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安装命令：ifconfig + ip

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# 安装ifconfig命令
$ apt-get install net-tools

# 安装ip命令
$ apt-get install iproute2

ip a

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$ ip a
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default qlen 1000
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
    inet 127.0.0.1/8 scope host lo
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 ::1/128 scope host
       valid_lft forever preferred_lft forever
2: ens32: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc fq_codel state UP group default qlen 1000
    link/ether 00:0c:29:e3:05:05 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 172.16.36.129/24 brd 172.16.36.255 scope global dynamic ens32
       valid_lft 1507sec preferred_lft 1507sec
    inet6 fe80::20c:29ff:fee3:505/64 scope link
       valid_lft forever preferred_lft forever
  1. 该命令显示了机器上的所有网卡，大部分网卡都会有一个IP地址
  2. IP地址是一个网卡在网络世界里的通信地址
  3. 网卡ens32的IP地址为172.16.36.129，总共32位
    • IPV6的地址为fe80::20c:29ff:fee3:505，总共128位

IP地址分类

类别 IP地址范围 最大主机数 私有IP地址范围
A 0.0.0.0 ~ 127.255.255.255 2^24-2 10.0.0.0 ~ 10.255.255.255
B 128.0.0.0 ~ 191.255.255.255 2^16-2 172.16.0.0 ~ 172.31.255.255
C 192.0.0.0 ~ 223.255.255.255 2^8-2 192.168.0.0 ~ 192.168.255.255

C类地址能包含的最大主机数太少了，而B类地址能包含的最大主机数又太多了，由此催生了CIDR

CIDR

  1. CIDR（Classless Inter-Domain Routing）：无类型域间选路
  2. 将32位的IP地址一分为二，前面是网络号，后面是主机号
  3. 172.16.36.129/24，就是CIDR的表示方式，网络号为172.16.36，主机号为129
  4. 伴随CIDR存在的，一个是广播地址，一个是子网掩码，以172.16.36.129/24为例
    • 广播地址为：172.16.36.255，如果发送消息到这个地址，所有172.16.36网段内的机器都可以收到
    • 子网掩码：255.255.255.0
      • 将IP地址和子网掩码进行按位与操作，可以得到网络号
      • 172.16.36.129 & 255.255.255.0 = 172.16.36
  5. 实际工作中，几乎不划分A类、B类和C类地址，主要使用CIDR

16.158.165.91/22

  1. 165 = <10100101>
  2. 16.158.165.91/22 == 16.158.<101001,01>.91/22
  3. 网络号：16.158.<101001,00> == 16.158.164
  4. 子网掩码：255.255.<111111,00>.0 == 255.255.252.0
  5. 网络的第一个地址：16.158.<101001,00>.1 == 16.158.164.1
  6. 网络的广播地址：16.158.<101001,11>.255 == 16.158.167.255

私有IP地址

  1. 192.168.0.X/24是最常用的私有IP地址，例如家里的Wi-Fi，一般上网设备不会超过254个，因此/24足够了
    • 192.168.0是网络号，X是主机号
  2. 网段内的第一个IP地址192.168.0.1，往往是私有网络的出口地址（网关）
  3. 网段内的最后一个IP地址192.168.0.255，就是广播地址

scope

  1. 对于网卡ens32，IPV4的scope为global，说明这张网卡可以对外的，接收来自各个地方的数据包
  2. 对于网络lo，IPV4的scope为host，说明这张网卡仅供本机相互通信
    • lo全称为loopback，又称环回接口，往往被分配IP地址127.0.0.1/8
    • 该地址用于本机通信，经过内核处理后直接返回，不会在任何网络中出现

Mac地址

  1. Mac地址（6 Bytes）：link/ether 00:0c:29:e3:05:05 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
  2. Mac地址全局唯一，不会有两个网卡有相同的Mac地址
  3. 一个网络包从A传到B，除了要有确定的地址（Mac地址），还需要有远程定位功能（IP地址）
  4. Mac地址更像一个身份证，是唯一的标识
    • Mac地址的唯一性设计是为了在组网的时候，不同的网卡在同一个网络中不会发生冲突
    • Mac地址的通信范围很小（在子网内），而IP地址的通信范围大很多（可以跨子网）
      • 192.168.0.2/24访问192.168.0.3/24，使用Mac地址即可
      • 192.168.0.2/24访问192.168.1.2/24，只能通过IP地址

网络设备的状态标识

  1. <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP>
    • UP：网卡处于启动状态
    • BROADCAST：该网卡有广播地址，可以发送广播包
    • MULTICAST：该网卡可以发送多播包
    • LOWER_UP：L1是启动的，即网线是插着的
  2. mtu 1500
    • MTU：Maximum Transmission Unit，1500是以太网的默认值，MTU是二层MAC层的概念
    • 以太网规定：连MAC头带正文（包含IP头/TCP头/HTTP头等）合起来，不允许超过1500个字节
      • 否则需要分片传输
  3. qdisc fq_codel
    • qdisc：queueing discipline，即排队规则
    • 内核如果需要通过某个网络接口发送数据包，都需要为这个网络接口配置qdisc，把数据包加入队列
    • 最简单的qdisc是pfifo，该规则不对进入的数据包做任何处理，数据包采用先进先出的方式通过队列
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