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能查出ip地址是哪的嗎

生活 更新时间:2024-07-24 06:14:14

能查出ip地址是哪的嗎?當面試聽到這個問題的時候,面試者常常會覺得走錯了房間我面試的是技術崗位啊,怎麼問這麼簡單的問題?,我來為大家講解一下關于能查出ip地址是哪的嗎?跟着小編一起來看一看吧!

能查出ip地址是哪的嗎(你真的會查看IP地址嗎)1

能查出ip地址是哪的嗎

你知道怎麼查看 IP 地址嗎?

當面試聽到這個問題的時候,面試者常常會覺得走錯了房間。我面試的是技術崗位啊,怎麼問這麼簡單的問題?

的确,即便沒有專業學過計算機的人,隻要倒騰過電腦,重裝過系統,大多也會知道這個問題的答案:在 Windows 上是 IPconfig,在 Linux 上是 ifconfig。

那你知道在 Linux 上還有什麼其他命令可以查看 IP 地址嗎?答案是 ip addr。如果回答不上來這個問題,那你可能沒怎麼用過 Linux。

那你知道 ifconfig 和 ip addr 的區别嗎?

這是一個有關 net-tools 和 iproute2 的“曆史”故事。想象一下,你登錄進入一個被裁剪過的非常小的 Linux 系統中,發現既沒有 ifconfig 命令,也沒有 ipaddr 命令,你是不是感覺這個系統壓根兒沒法用?這個時候,你可以自行安裝 net-tools 和 iproute2這兩個工具。當然,大多數時候這兩個命令是系統自帶的。

安裝好後,我們來運行一下 ip addr。不出意外,應該會輸出下面的内容。

root@test:~# ip addr 1: lo: <loopback,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default 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: eth0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> MTU 1500 qdisc pfifo_fast state UP group default qlen 1000 link/ether fa:16:3e:c7:79:75 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff inet 10.100.122.2/24 brd 10.100.122.255 scope global eth0 valid_lft forever preferred_lft forever inet6 fe80::f816:3eff:fec7:7975/64 scope link valid_lft forever preferred_lft forever

這個命令顯示了這台機器上所有的網卡。大部分的網卡都會有一個 IP 地址,當然,這不是必須的。在後面的分享中,我們會遇到沒有 IP 地址的情況。IP 地址是一個網卡在網絡世界的通訊地址,相當于我們現實世界的門牌号碼。既然是門牌号碼,不能大家都一樣,不然就會起沖突。比方說,假如大家都叫六單元 1001 号,那快遞就找不到地方了。所以,有時候咱們的電腦彈出網絡地址沖突,出現上不去網的情況,多半是 IP 地址沖突了。

如上輸出的結果,10.100.122.2 就是一個 IP 地址。這個地址被「點分隔為四個部分」,每個部分 「8 個 bit」,所以 IP 地址總共是 「32 位」。這樣産生的 IP 地址的數量很快就不夠用了。因為當時設計 IP 地址的時候,哪知道今天會有這麼多的計算機啊!因為不夠用,于是就有了 IPv6,也就是上面輸出結果裡面 inet6 fe80::f816:3eff:fec7:7975/64。這個有 128 位,現在看來是夠了,但是未來的事情誰知道呢?

本來 32 位的 IP 地址就不夠,還被分成了 5 類。現在想想,當時分配地址的時候,真是太奢侈了。

在網絡地址中,至少在當時設計的時候,對于 A、B、 C 類主要分兩部分,前面一部分是網絡号,後面一部分是主機号。這很好理解,大家都是六單元 1001 号,我是小區 A 的六單元 1001 号,而你是小區B 的六單元 1001 号。

下面這個表格,詳細地展示了 A、B、C 三類地址所能包含的主機的數量。在後文中,我也會多次借助這個表格來講解。

這裡面有個尴尬的事情,就是 C 類地址能包含的最大主機數量實在太少了,「隻有 254 個」。當時設計的時候恐怕沒想到,現在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 萬多台機器放在一個網絡下面,一般的企業基本達不到這個規模,閑着的地址就是浪費。

無類型域間選路(CIDR)

于是有了一個折中的方式叫作「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做法,将 32 位的 IP 地址一分為二,「前面是網絡号,後面是主機号」。從哪裡分呢?你如果注意觀察的話可以看到,10.100.122.2/24,這個 IP 地址中有一個斜杠,斜杠後面有個數字 24。這種地址表示形式,就是 CIDR。後面 24 的意思是,32 位中,前 24 位是網絡号,後 8 位是主機号。

伴随着 CIDR 存在的,一個是「廣播地址」,10.100.122.255。如果發送這個地址,所有 10.100.122 網絡裡面的機器都可以收到。另一個是子網掩碼,255.255.255.0。将子網掩碼和 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,因而前三個數不變,為 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,因而最後一個數變為 0,合起來就是 10.100.122.0。這就是「網絡号」。将子網掩碼和 IP地址「按位計算 AND」,就可得到網絡号。

公有 IP 地址和私有 IP 地址

在日常的工作中,幾乎不用劃分 A 類、B 類或者 C 類,所以時間長了,很多人就忘記了這個分類,而隻記得 CIDR。但是有一點還是要注意的,就是公有 IP 地址和私有 IP 地址。

我們繼續看上面的表格。表格最右列是私有 IP 地址段。平時我們看到的數據中心裡,辦公室、家裡或學校的 IP 地址,一般都是私有 IP 地址段。因為這些地址允許組織内部的 IT 人員自己管理、自己分配,而且可以重複。因此,你學校的某個私有 IP 地址段和我學校的可以是一樣的。這就像每個小區有自己的樓編号和門牌号,你們小區可以叫 6 棟,我們小區也叫 6 棟,沒有任何問題。但是一旦出了小區,就需要使用公有 IP 地址。就像人民路 888 号,是國家統一分配的,不能兩個小區 都叫人民路 888 号。

「公有 IP 地址有個組織統一分配」,你需要去買。如果你搭建一個網站,給你學校的人使用,讓你們學校的IT 人員給你一個 IP 地址就行。但是假如你要做一個類似網易 163 這樣的網站,就需要有公有 IP 地址,這樣全世界的人才能訪問。

表格中的 192.168.0.x 是最常用的私有 IP 地址。你家裡有 Wi-Fi,對應就會有一個 IP 地址。一般你家裡地上網設備不會超過 256 個,所以 /24 基本就夠了。有時候我們也能見到 /16 的 CIDR,這兩種是最常見的,也是最容易理解的。

不需要将十進制轉換為二進制 32 位,就能明顯看出 192.168.0 是網絡号,後面是主機号。而整個網絡裡面的第一個地址 192.168.0.1,往往就是你這個私有網絡的出口地址。例如,你家裡的電腦連接 Wi-Fi,Wi-Fi 路由器的地址就是 192.168.0.1,而 192.168.0.255 就是廣播地址。一旦發送這個地址,整個192.168.0 網絡裡面的所有機器都能收到。但是也不總都是這樣的情況。因此,其他情況往往就會很難理解,還容易出錯。

舉例:一個容易“犯錯”的 CIDR

我們來看 16.158.165.91/22 這個 CIDR。求一下這個網絡的第一個地址、子網掩碼和廣播地址。

你要是上來就寫 16.158.165.1,那就「大錯特錯」了。

/22 不是 8 的整數倍,不好辦,隻能先變成二進制來看。16.158 的部分不會動,它占了前 16 位。中間的 165,變為二進制為 10100101 。除了前面的 16 位,還剩 6 位。所以,這 8 位中前 6 位是網絡号,16.158.<101001>,而<01>.91 是機器号。

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。廣播地址為 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,屬于某個組的機器都能收到。這有點類似在公司裡面大家都加入了一個郵件組。發送郵件,加入這個組的都能收到。組播地址在後面講述 VXLAN協議的時候會提到。

講了這麼多,才講了上面的輸出結果中很小的一部分,是不是覺得原來并沒有真的理解 ip addr 呢?我們接着來分析。

在 IP 地址的後面有個 「scope」,對于 eth0 這張網卡來講,是 global,說明這張網卡是可以對外的,可以接收來自各個地方的包。對于 lo 來講,是 host,說明這張網卡僅僅可以供本機相互通信。

lo 全稱是「loopback」,又稱環回接口,往往會被分配到 127.0.0.1 這個地址。這個地址用于本機通信,經過内核處理後直接返回,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,這個被稱為「MAC 地址」,是一個網卡的「物理地址」,用「十六進制」,6 個 byte 表示。

MAC 地址是一個很容易讓人“誤解”的地址。因為 MAC 地址号稱全局唯一,不會有兩個網卡有相同的 MAC 地址,而且網卡自生産出來,就帶着這個地址。很多人看到這裡就會想,既然這樣,整個互聯網的通信,全部用 MAC 地址好了,隻要知道了對方的 MAC 地址,就可以把信息傳過去。

這樣當然是不行的。一個網絡包要從一個地方傳到另一個地方,除了要有确定的地址,還需要有定位功能。而有門牌号碼屬性的 IP 地址,才是有遠程定位功能的。

例如,你去杭州市網商路 599 号 B 樓 6 層找劉超,你在路上問路,可能被問的人不知道 B 樓是哪個,但是可以給你指網商路怎麼去。但是如果你問一個人,你知道這個身份證号的人在哪裡嗎?可想而知,沒有人知道。

MAC 地址更像是「身份證」,是一個唯一的标識。它的唯一性設計是為了組網的時候,不同的網卡放在一個網絡裡面的時候,可以不用擔心沖突。從硬件角度,保證不同的網卡有不同的标識。

「MAC 地址是有一定定位功能的,隻不過範圍非常有限」。你可以根據 IP 地址,找到杭州市網商路 599 号B 樓 6 層,但是依然找不到我,你就可以靠吼了,大聲喊身份證 XXXX 的是哪位?我聽到了,我就會站起來說,是我啊。但是如果你在上海,到處喊身份證 XXXX 的是哪位,我不在現場,當然不會回答,因為我在杭州不在上海。

所以,「MAC 地址的通信範圍比較小,局限在一個子網裡面」。例如,從 192.168.0.2/24 訪問 192.168.0.3/24 是可以用 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,需要 IP 地址起作用了。

網絡設備的狀态标識

解析完了 MAC 地址,我們再來看 < BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP >是幹什麼的?這個叫作net_device flags,網絡設備的狀态标識。

「UP」 表示網卡處于「啟動」的狀态;「BROADCAST」 表示這個網卡有「廣播地址」,可以發送廣播包;MULTICAST表示網卡可以發送多播包;LOWER_UP 表示 L1 是啟動的,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 為 1500」,這是以太網的默認值。上一節,我們講過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,不允許超過 1500 個字節。正文裡面有 IP 的頭、TCP 的頭、HTTP 的頭。如果放不下,就需要分片來傳輸。

qdisc pfifo_fast 是什麼意思呢?qdisc 全稱是queueing discipline,中文叫排隊規則。内核如果需要通過某個網絡接口發送數據包,它都需要按照為這個接口配置的 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做任何的處理,數據包采用先入先出的方式通過隊列。pfifo_fast 稍微複雜一些,它的隊列包括三個波段(band)。在每個波段裡面,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。如果 band 0 裡面有數據包,系統就不會處理 band 1 裡面的數據包,band 1 和 band 2 之間也是一樣。數據包是按照「服務類型」(Type of Service,TOS)被分配多三個波段(band)裡面的。TOS 是 IP 頭裡面的一個字段,代表了當前的包是高優先級的,還是低優先級的。

隊列是個好東西,後面我們講雲計算中的網絡的時候,會有很多用戶共享一個網絡出口的情況,這個時候如何排隊,每個隊列有多粗,隊列處理速度應該怎麼提升,我都會詳細為你講解。

小結

怎麼樣,看起來很簡單的一個命令,裡面學問很大吧?通過這一節,希望你能記住以下的知識點,後面都能用得上:

  • IP 是地址,有「定位功能」;MAC 是身份證,無定位功能;

  • CIDR 可以用來判斷是不是本地人;

  • IP 分「公有」的 IP 和「私有」的 IP。後面的章節中我會談到“出國門”,就與這個有關。

    最後,給你留兩個思考題。

    1. 你知道 net-tools 和 iproute2 的“曆史”故事嗎?

    2. 這一節講的是如何查看 IP 地址,那你知道 IP 地址是怎麼來的嗎?

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