重学计算机网络(二) - 曾记否,查IP地址（下）

2021-07-24 10:13:10

4 CIDR可不好算

16.158.165.91/22

这个CIDR，求该网络的第一个地址、子网掩码和广播地址。

首先声明16.158.165.1是错的!

/22不是8的整数倍，只能先变成二进制。

16.158的部分不会动，占了前16位
中间的165，二进制为‭10100101‬。除了前面的16位，还剩6位。所以，这8位中前6位是网络号，16.158.<101001>，而<01>.91是机器号。

第一个地址是16.158.<101001><00>.1，即16.158.164.1

子网掩码是255.255.<111111><00>.0，即255.255.252.0

广播地址为16.158.<101001><11>.255，即16.158.167.255。

IP : 192.168.124.7

子网掩码：255.255.255.192

网络地址：192.168.124.0

广播地址：192.168.124.63

255.255.255.192=》11111111.11111111.11111111.11000000
所以可划分网段：2^2=4个：
0~63  192.168.124.7属于该网段
64~127
128~191
192~255

所以广播地址为：192.168.124.63。所以广播地址最后一位不一定是 255。

广播通信问题

主机一：192.168.124.7 子网掩码 : 255.255.255.192

主机二: 192.168.124.100 子网掩码: 255.255.255.192

主机一广播地址: 192.168.124.63

主机二广播地址: 192.168.124.127

所以无法互相通信。

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

这有点类似在公司里面大家都加入了一个邮件组。发送邮件，加入这个组的都能收到

在IP地址的后面有个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，说明仅可以供本机相互通信。

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信，经过内核处理后直接返回，不会在任何网络中出现。

5 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地址号称全局唯一，不会有两个网卡有相同的MAC地址，而且网卡自生产出来，就带着这个地址

很多人看到这里就会想，既然这样，整个互联网的通信，全部用MAC地址好了，只要知道了对方的MAC地址，就可以把信息传过去。

这样当然是不行的

一个网络包要从一个地方传到另一个地方，除了要有确定的地址，还需要有定位功能

而有门牌号码属性的IP地址，才是有远程定位功能

例如，你去XX市XX路XX号X楼X层找XX，你在路上问路，可能被问的人不知道X楼是哪个，但是可以给你指网商路怎么去

但是如果你问一个人，你知道这个身份证号的人在哪里吗？可想而知，没有人知道。

MAC地址更像是身份证，是一个唯一的标识

它的唯一性设计是为了组网的时候，不同的网卡放在一个网络里面的时候，可以不用担心冲突

从硬件角度，保证不同的网卡有不同的标识。

MAC地址是有一定定位功能的，只不过范围非常有限

你可以根据IP地址，找到XX市XX路XX号X楼X层，但是依然找不到我，你就可以靠吼了，大声喊身份证XXXX的是哪位？我听到了，我就会站起来说，是我啊

但是如果你在上海，到处喊身份证XXXX的是哪位，我不在现场，当然不会回答，因为我在杭州不在上海。

所以，MAC地址的通信范围比较小，局限在一个子网里面

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

6 网络设备的状态标识

<BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> 叫net_device flags，网络设备的状态标识

UP
网卡处于启动的状态
BROADCAST
网卡有广播地址，可以发送广播包
MULTICAST
网卡可以发送多播包
LOWER_UP
L1是启动的，也即网线插着呢
MTU1500
最大传输单元MTU为1500，这是以太网的默认值。

网络包是层层封装的

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，不允许超过1500个字节。正文里面有IP的头、TCP的头、HTTP的头。如果放不下，就需要分片来传输。

qdisc pfifo_fast (queueing discipline，排队规则)

内核如果需要通过某个网络接口发送数据包，它都需要按照为这个接口配置的qdisc（排队规则）把数据包加入队列。

最简单的qdisc是pfifo，它不对进入的数据包做任何的处理，数据包采用先入先出的方式通过队列

pfifo_fast稍微复杂一些，它的队列包括三个波段（band）。在每个波段里面，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。

数据包是按照服务类型（Type of Service，TOS）被分配到三个波段（band）里面的

TOS是IP头里面的一个字段，代表了当前的包是高优先级的，还是低优先级的。

7 总结

IP是地址，有定位功能；MAC是身份证，无定位功能
CIDR可以用来判断是不是本地人
IP分公有IP、私有IP

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