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，怎么問這么簡單的問題？
的確，即便沒有專業學過計算機的人，只要倒騰過電腦，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 上還有什么其他命令可以查看 IP 地址嗎？答案是?ip addr。如果回答不上來這個問題，那你可能沒怎么用過 Linux。
這是一個有關 net-tools 和 iproute2 的“歷史”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。
安裝好后，我們來運行一下 ip addr。不出意外，應該會輸出下面的內容。
root@test:~#?ip?addr
1:?lo:??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:??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
這個命令顯示了這臺機器上所有的網卡。大部分的網卡都會有一個 IP 地址，當然，這不是必須的。在后面的分享中，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號碼。既然是門牌號碼，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 號，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」。這樣產生的 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，哪知道今天會有這么多的計算機啊！因為不夠用，于是就有了 IPv6，也就是上面輸出結果里面 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，前面一部分是網絡號，后面一部分是主機號。這很好理解，大家都是六單元 1001 號，我是小區 A 的六單元 1001 號，而你是小區B 的六單元 1001 號。
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。在后文中，我也會多次借助這個表格來講解。
這里面有個尷尬的事情，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，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 萬多臺機器放在一個網絡下面，一般的企業基本達不到這個規模，閑著的地址就是浪費。
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，將 32 位的 IP 地址一分為二，「前面是網絡號，后面是主機號」。從哪里分呢？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，斜杠后面有個數字 24。這種地址表示形式，就是 CIDR。后面 24 的意思是，32 位中，前 24 位是網絡號，后 8 位是主機號。
伴隨著 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 網絡里面的機器都可以收到。另一個是子網掩碼，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，因而前三個數不變，為 10.100.122。后面一個 0，轉換成二進制是 0，0 和任何數值取AND，都是 0，因而最后一個數變為 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」，就可得到網絡號。
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，而只記得 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里，辦公室、家里或學校的 IP 地址，一般都是私有 IP 地址段。因為這些地址允許組織內部的 IT 人員自己管理、自己分配，而且可以重復。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號和門牌號，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 號，是國家統一分配的，不能兩個小區 都叫人民路 888 號。
「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。你家里有 Wi-Fi，對應就會有一個 IP 地址。一般你家里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。
不需要將十進制轉換為二進制 32 位，就能明顯看出 192.168.0 是網絡號，后面是主機號。而整個網絡里面的第一個地址 192.168.0.1，往往就是你這個私有網絡的出口地址。例如，你家里的電腦連接 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 網絡里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。
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，只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。這有點類似在公司里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。組播地址在后面講述 VXLAN協議的時候會提到。
講了這么多，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？我們接著來分析。
在 IP 地址的后面有個?「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，經過內核處理后直接返回，不會在任何網絡中出現。
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 地址號稱全局唯一，不會有兩個網卡有相同的 MAC 地址，而且網卡自生產出來，就帶著這個地址。很多人看到這里就會想，既然這樣，整個互聯網的通信，全部用 MAC 地址好了，只要知道了對方的 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，除了要有確定的地址，還需要有定位功能。而有門牌號碼屬性的 IP 地址，才是有遠程定位功能的。
例如，你去杭州市網商路 599 號 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么去。但是如果你問一個人，你知道這個身份證號的人在哪里嗎？可想而知，沒有人知道。
MAC 地址更像是「身份證」，是一個唯一的標識。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里面的時候，可以不用擔心沖突。從硬件角度，保證不同的網卡有不同的標識。
「MAC 地址是有一定定位功能的，只不過范圍非常有限」。你可以根據 IP 地址，找到杭州市網商路 599 號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 地址的通信范圍比較小，局限在一個子網里面」。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。
解析完了 MAC 地址，我們再來看?< BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP >是干什么的？這個叫作net_device flags，網絡設備的狀態標識。
「UP」?表示網卡處于「啟動」的狀態；「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，也即網線插著呢。
「MTU1500」?是指什么意思呢？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。正文里面有 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?是什么意思呢？qdisc 全稱是queueing discipline，中文叫排隊規則。內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 稍微復雜一些，它的隊列包括三個波段（band）。在每個波段里面，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 里面有數據包，系統就不會處理 band 1 里面的數據包，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）里面的。TOS 是 IP 頭里面的一個字段，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，后面我們講云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么提升，我都會詳細為你講解。
怎么樣，看起來很簡單的一個命令，里面學問很大吧？通過這一節，希望你能記住以下的知識點，后面都能用得上：
最后，給你留兩個思考題。
net-tools?和?iproute2?的“歷史”故事嗎？1.SylixOS，這款嵌入式RTOS值得學習！
2.芯片短缺或將結束？數據來說話。。。
3.代碼調著調著就失聯了，你碰到過嗎？
4.圖文并茂詳解STM32時鐘配置
5.電力物聯網與嵌入式系統，關系幾何？
6.RT-Thread攜手北航出版社共辦人工智能師資培訓
免責聲明：本文系網絡轉載，版權歸原作者所有。如涉及作品版權問題，請與我們聯系，我們將根據您提供的版權證明材料確認版權并支付稿酬或者刪除內容。
