你晓得如何查看IP地址吗？
当面试听到这个问题的时侯，笔试者往往会认为走错了屋子。我笔试的是技术岗位啊，怎样问那么简单的问题？
的确，即使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ipaddr。假如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ipaddr的区别吗？
这是一个有关net-tools和iproute2的“历史”故事。想像一下，你登入步入一个被裁切过的特别小的Linux系统中，发觉既没有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。其实，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ipaddr。不出意外，应当会输出下边的内容。
#d:c:3:e:f:8:1:1:7:3:9:9:8:8:b:1:c:4:3:b:0:8:4:5:3:3:5:7:c:1:2:9#
这个命令显示了这台机器上所有的网卡。大部份的网卡就会有一个IP地址，其实，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，如果你们都叫六单元1001号，那快件就找不到地方了。所以，有时侯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」，每位部份「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。由于当时设计IP地址的时侯，哪晓得明天会有如此多的计算机啊！由于不够用，于是就有了IPv6，也就是前面输出结果上面inet6fe80::f816:3eff:fec7:7975/64。这个有128位，如今看来是够了，然而未来的事情谁晓得呢？
原本32位的IP地址就不够，还被分成了5类。如今想想，当时分配地址的时侯，真是太奢华了。
#8:2:d:9:8:9:b:b:5:6:b:7:5:0:5:1:4:a:f:1:7:a:b:9:3:4:0:6:4:0:8:c#
在网路地址中，起码在当时设计的时侯，对于A、B、C类主要分两部份，后面一部份是网路号，旁边一部份是主机号。这挺好理解，你们都是六单元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。
下边这个表格，详尽地展示了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。
#5:a:5:2:c:5:3:8:c:5:2:c:b:5:5:9:0:a:3:9:8:7:7:5:b:5:4:e:1:d:a:f#
这儿面有个难堪的事情，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」。当时设计的时侯似乎没想到，如今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，通常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方法叫作「无类型域间选路」，简称「CIDR」。这些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，旁边是主机号」。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。这些地址表示方式，就是CIDR。前面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。假如发送这个地址，所有10.100.122网路上面的机器都可以收到。另一个是子网网段，255.255.255.0。将子网网段和IP地址进行AND估算。上面三个255，转成二补码都是1。1和任何数值取AND，都是原先数值，因此前三个数不变，为10.100.122。前面一个0，转换成二补码是0，0和任何数值取AND，都是0，因此最后一个数变为0，合上去就是10.100.122.0。这就是「网络号」。将子网网段和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，好多人就忘掉了这个分类，而只记得CIDR。并且有一点还是要注意的，就是公有IP地址和私有IP地址。
#b:3:f:d:a:e:1:f:7:d:8:c:9:5:1:b:4:6:e:9:d:2:4:4:9:3:c:5:2:7:8:d#
我们继续看里面的表格。表格最右列是私有IP地址段。平常我们看见的数据中心里，办公室、家里或中学的IP地址，通常都是私有IP地址段。由于这种地址容许组织内部的IT人员自己管理、自己分配，并且可以重复。为此，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钢号，大家新村可以叫6栋，我们新村也叫6栋，没有任何问题。并且一旦出了新村，就须要使用公有IP地址。如同人民路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。假如你搭建一个网站，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。并且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，这样全世界的人才能访问。
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。通常你家里地上网设备不会超过256个，所以/24基本就够了。有时侯我们也能看到/16的CIDR，这两种是最常见的，也是最容易理解的。
不须要将十补码转换为二补码32位，还能显著看出192.168.0是网路号，旁边是主机号。而整个网路上面的第一个地址192.168.0.1，常常就是你这个私有网路的出口地址。诸如，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网路上面的所有机器都能收到。并且也不总都是这样的情况。因而，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、子网网段和广播地址。
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，只能先弄成二补码来看。16.158的部份不会动，它占了前16位。中间的165，变为二补码为10100101。不仅后面的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。子网网段是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。
讲了如此多，才讲了前面的输出结果中很小的一部份，是不是认为原先并没有真的理解ipaddr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相互通信。
lo全称是「loopback」，又称环回插口，常常会被分配到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」brdff:ff:ff:ff:ff:ff，这个被称为「MAC地址」，是一个网卡的「物理地址」，用「十六补码」，6个byte表示。
MAC地址是一个很容易让人“误解”的地址。由于MAC地址堪称全局惟一，不会有两个网卡有相同的MAC地址，但是网卡自生产下来，就带着这个地址。好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，不仅要有确定的地址，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。
比如，你去北京市网商路599号B楼6层找刘超，你在路上问路，可能被问的人不晓得B楼是那个，而且可以给你指网商路如何去。而且假如你问一个人，你晓得这个身分证号的人在那里吗？可想而知，没有人晓得。
MAC地址更像是「身份证」，是一个惟一的标示。它的惟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，找到北京市网商路599号B楼6层，并且仍然找不到我，你就可以靠吼了，小声喊身分证XXXX的是哪位？我看到了，我都会站上去说，是我啊。并且假如你在北京，四处喊身分证XXXX的是哪位，我不在现场，其实不会回答，由于我在北京不在广州。
所以，「MAC地址的通讯范围比较小，局限在一个子网上面」。比如，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，须要IP地址起作用了。
网路设备的状态标示
解析完了MAC地址，我们再来看
「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头带正文合上去，不容许超过1500个字节。正文上面有IP的头、TCP的头、HTTP的头。假如放不下，就须要分片来传输。
qdiscpfifo_fast是哪些意思呢？qdisc全称是queueingdiscipline，英文叫排队规则。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稍为复杂一些，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。band0的优先级最高，band2的最低。假如band0上面有数据包，系统就不会处理band1上面的数据包，band1和band2之间也是一样。数据包是根据「服务类型」（TypeofService，TOS）被分配多三个波段（band）上面的。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，前面我们讲云估算中的网路的时侯，会有好多用户共享一个网路出口的情况，这个时侯怎样排队，每位队列有多粗，队列处理速率应当如何提高，我就会详尽为你讲解。
小结
如何样，看上去很简单的一个命令，上面学问很大吧？通过这一节，希望你能记住以下的知识点，前面都能用得上：
IP是地址，有「定位功能」；MAC是身分证，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。
