#2:a:3:d:8:4:b:3:7:c:4:f:5:d:8:8:a:8:f:1:a:a:6:4:b:9:6:d:e:1:d:2#
你晓得如何查看 IP 地址吗？
当笔试看到这个问题的时侯，面试者往往会认为走错了屋子。我笔试的是技术岗位啊，怎么问那么简单的问题？
的确，即便没有专业学过计算机的人，只要鼓捣过笔记本，重装过系统，大多也会晓得这个问题的答案：在 Windows 上是 ipconfig，在 Linux 上是 ifconfig。
那你晓得在 Linux 上还有哪些其他命令可以查看 IP 地址吗？答案是 ip addr。如果回答不上来这个问题，那你可能没怎样用过 Linux。
那你晓得 ifconfig 和 ip addr 的区别吗？
这是一个有关 net-tools 和 iproute2 的“历史”故事。想象一下，你登入步入一个被剪裁过的特别小的 Linux 系统中，发现既没有 ifconfig 命令，也没有 ipaddr 命令，你是不是觉得这个系统非但无法用？这个时侯，你可以自行安装 net-tools 和 iproute2这两个工具。当然，大多数时侯这两个命令是系统自带的。
安装好后，我们来运行一下 ip addr。不出意外，应该会输出下边的内容。
root@test:~#ipaddr
1:lo:mtu65536qdiscnoqueuestateUNKNOWNgroupdefault
link/loopback00:00:00:00:00:00brd00:00:00:00:00:00
inet127.0.0.1/8scopehostlo
valid_lftforeverpreferred_lftforever
inet6::1/128scopehost
valid_lftforeverpreferred_lftforever
2:eth0:mtu1500qdiscpfifo_faststateUPgroupdefaultqlen1000
link/etherfa:16:3e:c7:79:75brdff:ff:ff:ff:ff:ff
inet10.100.122.2/24brd10.100.122.255scopeglobaleth0
valid_lftforeverpreferred_lftforever
inet6fe80::f816:3eff:fec7:7975/64scopelink
valid_lftforeverpreferred_lftforever
这个命令显示了这台机器上所有的网卡。大部分的网卡就会有一个 IP 地址，当然，这不是必须的。在前面的分享中，我们会碰到没有 IP 地址的情况。IP 地址是一个网卡在网路世界的通信地址，相当于我们现实世界的门牌号码。既然是门牌号码，不能你们都一样，不然都会起冲突。比方说，假如你们都叫六单元 1001 号，那快件就找不到地方了。所以，有时候俺们的笔记本弹出网路地址冲突，出现上不去网的情况，多半是 IP 地址冲突了。
如上输出的结果，10.100.122.2 就是一个 IP 地址。这个地址被「点分隔为四个部份」，每个部份「8 个 bit」，所以 IP 地址总共是「32 位」。这样形成的 IP 地址的数目很快就不够用了。因为当时设计 IP 地址的时侯，哪晓得明天会有这么多的计算机啊！因为不够用，于是就有了 IPv6，也就是里面输出结果上面 inet6 fe80::f816:3eff:fec7:7975/64。这个有 128 位，现在看来是够了，但是未来的事情谁知道呢？
本来 32 位的 IP 地址就不够，还被分成了 5 类。现在想想，当时分配地址的时侯，真是太奢华了。
#e:2:3:5:1:6:f:7:2:2:7:5:4:a:3:3:5:4:d:e:a:3:4:a:0:7:1:4:9:6:7:5#
在网路地址中，至少在当时设计的时侯，对于 A、B、 C 类主要分两部份，前面一部分是网路号，后面一部分是主机号。这挺好理解，大家都是六单元 1001 号，我是新村 A 的六单元 1001 号，而你是新村B 的六单元 1001 号。
下面这个表格，详细地展示了 A、B、C 三类地址所能包含的主机的数目。在后文中，我也会多次利用这个表格来讲解。
#a:b:d:2:d:7:b:0:4:6:9:8:3:c:c:8:1:5:3:b:a:7:a:9:8:5:e:3:1:d:f:4#
这上面有个难堪的事情，就是 C 类地址能包含的最大主机数目实在太少了，「只有 254 个」。当时设计的时侯估计没想到，现在恐怕一个网咖都不够用吧。而 B 类地址能包含的最大主机数目又太多了。6 万多台机器置于一个网路下边，一般的企业基本达不到这个规模，闲着的地址就是浪费。
无类型域间选路（CIDR）
于是有了一个折中的形式叫作「无类型域间选路」，简称「CIDR」。这种方法打破了原先设计的几类地址的做法，将 32 位的 IP 地址一分为二，「前面是网路号，后面是主机号」。从那里分呢？你若果注意观察的话可以看见，10.100.122.2/24，这个 IP 地址中有一个斜杠，斜杠旁边有个数字 24。这种地址表示方式，就是 CIDR。后面 24 的意思是，32 位中，前 24 位是网路号，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。如果发送这个地址，所有 10.100.122 网络上面的机器都可以收到。另一个是子网掩码，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，都是原先数值，因而前三个数不变，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，因而最后一个数变为 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「按位估算 AND」，就可得到网路号。
公有 IP 地址和私有 IP 地址
在日常的工作中，几乎不用界定 A 类、B 类或则 C 类，所以时间长了，很多人就忘掉了这个分类，而只记得 CIDR。但是有一点还是要注意的，就是公有 IP 地址和私有 IP 地址。
#c:d:9:7:0:d:5:3:f:9:0:3:1:a:8:3:b:9:2:e:6:c:a:6:6:a:c:3:a:0:8:1#
我们继续看里面的表格。表格最右列是私有 IP 地址段。平时我们看见的数据中心里，办公室、家里或中学的 IP 地址，一般都是私有 IP 地址段。因为这种地址容许组织内部的 IT 人员自己管理、自己分配，而且可以重复。因此，你中学的某个私有 IP 地址段和我中学的可以是一样的。这如同每位新村有自己的楼编号和门牌号，你们新村可以叫 6 栋，我们新村也叫 6 栋，没有任何问题。但是一旦出了新村，就须要使用公有 IP 地址。就像人民路 888 号，是国家统一分配的，不能两个新村 都叫人民路 888 号。
「公有 IP 地址有个组织统一分配」，你须要去买。如果你搭建一个网站，给你中学的人使用，让大家中学的IT 人员给你一个 IP 地址就行。但是如果你要做一个类似网易 163 这样的网站，就须要有公有 IP 地址，这样全世界的人能够访问。
表格中的 192.168.0.x 是最常用的私有 IP 地址。你家里有 Wi-Fi，对应都会有一个 IP 地址。一般你家里地上网设备不会超过 256 个，所以 /24 基本就够了。有时候我们也能看到 /16 的 CIDR，这两种是最常见的，也是最容易理解的。
不需要将十进制转换为二进制 32 位，就能显著看出 192.168.0 是网路号，后面是主机号。而整个网路上面的第一个地址 192.168.0.1，往往就是你这个私有网路的出口地址。例如，你家里的笔记本联接 Wi-Fi，Wi-Fi 路由器的地址就是 192.168.0.1，而 192.168.0.255 就是广播地址。一旦发送这个地址，整个192.168.0 网络上面的所有机器都能收到。但是也不总都是这样的情况。因此，其他情况常常都会很难理解，还容易出错。
举例：一个容易“犯错”的 CIDR
我们来看 16.158.165.91/22 这个 CIDR。求一下这个网路的第一个地址、子网掩码和广播地址。
你要是上来就写 16.158.165.1，那就「大错特错」了。
/22 不是 8 的整数倍，不好办，只能先弄成二进制来看。16.158 的部份不会动，它占了前 16 位。中间的 165，变为二进制为 10100101 。除了上面的 16 位，还剩 6 位。所以，这 8 位中前 6 位是网路号，16.158.，而.91 是机器号。
第一个地址是 16.158..1，即 16.158.164.1。子网掩码是 255.255..0，即 255.255.252.0。广播地址为 16.158..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。这有点类似在公司上面你们都加入了一个电邮组。发送短信，加入这个组的都能收到。组播地址在前面述说 VXLAN合同的时侯会提及。
讲了这么多，才讲了前面的输出结果中很小的一部分，是不是认为原先并没有真的理解 ip addr 呢？我们接着来剖析。
在 IP 地址的旁边有个「scope」，对于 eth0 这张网卡来讲，是 global，说明这张网卡是可以对外的，可以接收来自各个地方的包。对于 lo 来讲，是 host，说明这张网卡仅仅可以供本机互相通讯。
lo 全称是「loopback」，又称环回接口，往往会被分配到 127.0.0.1 这个地址。这个地址用于本机通讯，经过内核处理后直接返回，不会在任何网路中出现。
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 地址是一个很容易让人“误解”的地址。因为 MAC 地址堪称全局惟一，不会有两个网卡有相同的 MAC 地址，而且网卡自生产下来，就带着这个地址。很多人听到这儿都会想，既然这样，整个互联网的通讯，全部用 MAC 地址好了，只要晓得了对方的 MAC 地址，就可以把信息传过去。
这样其实是不行的。一个网路包要从一个地方传到另一个地方，除了要有确定的地址，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。
例如，你去杭州市网商路 599 号 B 楼 6 层找刘超，你在路上问路，可能被问的人不知道 B 楼是那个，但是可以给你指网商路如何去。但是假如你问一个人，你晓得这个身份证号的人在那里吗？可想而知，没有人知道。
MAC 地址更像是「身份证」，是一个惟一的标示。它的唯一性设计是为了组网的时侯，不同的网卡置于一个网路上面的时侯，可以不用害怕冲突。从硬件角度，保证不同的网卡有不同的标示。
「MAC 地址是有一定定位功能的，只不过范围极其有限」。你可以按照 IP 地址，找到杭州市网商路 599 号B 楼 6 层，但是仍然找不到我，你就可以靠吼了，大声喊身份证 XXXX 的是哪位？我看到了，我都会站上去说，是我啊。但是假如你在北京，到处喊身份证 XXXX 的是哪位，我不在现场，当然不会回答，因为我在北京不在重庆。
所以，「MAC 地址的通讯范围比较小，局限在一个子网上面」。例如，从 192.168.0.2/24 访问 192.168.0.3/24 是可以用 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，需要 IP 地址起作用了。
网络设备的状态标示
解析完了 MAC 地址，我们再来看< BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP >是干哪些的？这个叫作net_device flags，网络设备的状态标示。
「UP」表示网卡处于「启动」的状态；「BROADCAST」表示这个网卡有「广播地址」，可以发送广播包；MULTICAST表示网卡可以发送多播包；LOWER_UP 表示 L1 是启动的，也即网线插着呢。
「MTU1500」是指哪些意思呢？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。上一节，我们讲过网路包是层层封装的。「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。正文上面有 IP 的头、TCP 的头、HTTP 的头。如果放不下，就须要分片来传输。
qdisc pfifo_fast 是哪些意思呢？qdisc 全称是queueing discipline，中文叫排队规则。内核假如须要通过某个网路插口发送数据包，它都须要根据为这个插口配置的 qdisc（排队规则）把数据包加入队列。
最简单的 qdisc 是 pfifo，它不对步入的数据包做任何的处理，数据包采用先入先出的方法通过队列。pfifo_fast 稍微复杂一些，它的队列包括三个波段（band）。在每位波段上面，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。如果 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 之间也是一样。数据包是根据「服务类型」（Type of Service，TOS）被分配多三个波段（band）里面的。TOS 是 IP 头上面的一个数组，代表了当前的包是高优先级的，还是低优先级的。
队列是个好东西，后面我们讲云计算中的网路的时侯，会有好多用户共享一个网路出口的情况，这个时侯怎么排队，每个队列有多粗，队列处理速率应当如何提高，我就会详尽为你讲解。
小结
怎么样，看起来很简单的一个命令，里面学问很大吧？通过这一节，希望你能记住以下的知识点，后面都能用得上：
IP 是地址，有「定位功能」；MAC 是身份证，无定位功能；
CIDR 可以拿来判定是不是本地人；
IP 分「公有」的 IP 和「私有」的 IP。
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