服務(wù)連不上、域名解析失敗、能 ping 通 IP 卻打不開網(wǎng)頁——這些網(wǎng)絡(luò)問題的根源大多出在四個(gè)基本概念上IP、子網(wǎng)、網(wǎng)關(guān)、DNS再疊加一層路由。很多人對它們是「知道名字、說不清原理」的狀態(tài)所以排障時(shí)只能靠重啟和猜。這一篇把網(wǎng)絡(luò)四要素講透配合 Linux 下的查看命令幫你建立「數(shù)據(jù)包怎么從本機(jī)走到目標(biāo)」的完整認(rèn)知。一、網(wǎng)絡(luò)四要素一張圖搞懂想象你要寄一封信給「上海市浦東新區(qū)張江路 100 號的小明」。寄信需要收件人地址IP 地址小明的具體門牌地址里哪部分是區(qū)域子網(wǎng)掩碼判斷「本市內(nèi)投遞」還是「寄往外省」郵局大門默認(rèn)網(wǎng)關(guān)出了本區(qū)域后交給誰繼續(xù)送查號臺DNS你說「小明的店」這個(gè)名字查號臺告訴你具體門牌域名 → IP數(shù)據(jù)包發(fā)送的過程本質(zhì)和寄信一樣。把這張「寄信圖」裝進(jìn)腦子后面全順。概念作用類比IP 地址定位主機(jī)門牌號子網(wǎng)掩碼劃分網(wǎng)段判斷是否同網(wǎng)區(qū)域劃分網(wǎng)關(guān)跨網(wǎng)段的出口郵局大門DNS域名解析成 IP查號臺路由表決定包從哪條路走投遞路線二、IP 地址與子網(wǎng)掩碼IP 地址IPv4 是 32 位寫成點(diǎn)分十進(jìn)制四個(gè)字節(jié)如192.168.1.10。它由兩部分組成[ 網(wǎng)絡(luò)號 ][ 主機(jī)號 ]網(wǎng)絡(luò)號標(biāo)識「在哪個(gè)網(wǎng)絡(luò)」主機(jī)號標(biāo)識「網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的哪臺機(jī)器」。兩者怎么分由子網(wǎng)掩碼決定。子網(wǎng)掩碼掩碼是連續(xù)的 1 后跟連續(xù)的 0。1覆蓋的位是網(wǎng)絡(luò)號0覆蓋的位是主機(jī)號。常見掩碼CIDR掩碼可用主機(jī)數(shù)/24255.255.255.0254/25255.255.255.128126/16255.255.0.065534/8255.0.0.016777214為什么是 254 而不是 256每個(gè)網(wǎng)段有兩個(gè)地址被保留網(wǎng)絡(luò)地址主機(jī)號全 0如192.168.1.0代表「整個(gè)網(wǎng)絡(luò)」廣播地址主機(jī)號全 1如192.168.1.255發(fā)給網(wǎng)段內(nèi)所有主機(jī)判斷兩臺機(jī)器是否同網(wǎng)段核心規(guī)則兩 IP 分別和掩碼做「按位與」結(jié)果相同就是同網(wǎng)段可以直接通信不同就得走網(wǎng)關(guān)。# 示例192.168.1.10/24 與 192.168.1.20/24 192.168.1.10 255.255.255.0 192.168.1.0 # 網(wǎng)絡(luò)地址相同 192.168.1.20 255.255.255.0 192.168.1.0 # 同網(wǎng)段 ? # 192.168.1.10/24 與 192.168.2.20/24 192.168.1.10 255.255.255.0 192.168.1.0 192.168.2.20 255.255.255.0 192.168.2.0 # 不同網(wǎng)段需網(wǎng)關(guān)私有地址這三個(gè)網(wǎng)段是私有地址只在局域網(wǎng)內(nèi)用不能直接上公網(wǎng)網(wǎng)段說明10.0.0.0/8大企業(yè)常用172.16.0.0/12中型網(wǎng)絡(luò)192.168.0.0/16家庭/小型辦公保留地址地址含義127.0.0.0/8回環(huán)localhost169.254.0.0/16鏈路本地DHCP 失敗時(shí)自動分配見到就說明網(wǎng)絡(luò)沒配好0.0.0.0本機(jī)所有地址 / 未指定看到169.254.x.x就是 DHCP 拿不到地址的信號是排障的重要線索。三、網(wǎng)關(guān)網(wǎng)關(guān)Gateway是「本網(wǎng)段通往其他網(wǎng)段的出口」。當(dāng)你訪問的 IP 不在本網(wǎng)段包會先發(fā)給網(wǎng)關(guān)由它轉(zhuǎn)發(fā)。默認(rèn)網(wǎng)關(guān)default gateway路由表里0.0.0.0那條是所有「不知道往哪走」的包的兜底出口。通常網(wǎng)關(guān)就是路由器的內(nèi)網(wǎng)地址如192.168.1.1。沒有網(wǎng)關(guān)本機(jī)只能和自己同網(wǎng)段的主機(jī)通信出不了網(wǎng)。查看網(wǎng)關(guān)ip route show defaultdefault via 192.168.1.1 dev eth0 proto dhcp metric 100via 192.168.1.1就是默認(rèn)網(wǎng)關(guān)。四、DNS域名到 IP 的翻譯官人對域名敏感www.baidu.com機(jī)器只認(rèn) IP110.242.68.66。DNS 負(fù)責(zé)翻譯。解析流程以解析www.example.com為例1. 查本機(jī) hosts 文件/etc/hosts 2. 查本地 DNS 緩存systemd-resolved / nscd 3. 問 /etc/resolv.conf 里配置的 DNS 服務(wù)器 └─ 遞歸查詢根域名 → .com → example.com → www.example.com 4. 拿到 IP緩存并返回關(guān)鍵配置文件文件作用/etc/hosts本地靜態(tài)解析優(yōu)先級最高/etc/resolv.confDNS 服務(wù)器配置/etc/nsswitch.conf解析順序hosts → dns 等/etc/hostscat /etc/hosts127.0.0.1 localhost 127.0.1.1 web01 192.168.1.100 db-server用途本地開發(fā)映射、臨時(shí)繞過 DNS、屏蔽域名指向 127.0.0.1。hosts 優(yōu)先于 DNS調(diào)試域名問題時(shí)先看它。/etc/resolv.confcat /etc/resolv.confnameserver 223.5.5.5 nameserver 8.8.8.8 options timeout:2 attempts:3nameserverDNS 服務(wù)器地址可配多個(gè)按順序嘗試options timeout查詢超時(shí)秒options attempts重試次數(shù)?? systemd-resolved 的坑Ubuntu 18.04 默認(rèn)用systemd-resolved/etc/resolv.conf常是一個(gè)軟鏈接ls -l /etc/resolv.conf /etc/resolv.conf - ../run/systemd/resolve/stub-resolv.conf直接編輯/etc/resolv.conf會被 systemd 覆蓋。正確做法# 方法一改 resolved 配置 sudo vim /etc/systemd/resolved.conf # 填 DNS223.5.5.5 8.8.8.8 sudo systemctl restart systemd-resolved # 方法二改用真實(shí)文件關(guān)閉 stub sudo rm /etc/resolv.conf echo nameserver 223.5.5.5 | sudo tee /etc/resolv.conf sudo chattr i /etc/resolv.conf # 防止被覆蓋五、Linux 下查看網(wǎng)絡(luò)配置舊命令ifconfig、route、netstat已逐漸被ip系列取代屬于iproute2包?，F(xiàn)代系統(tǒng)優(yōu)先用ip。ip addr看 IP 地址ip addr show2: eth0: BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP mtu 1500 qdisc fq_codel state UP link/ether 52:54:00:12:34:56 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff inet 192.168.1.10/24 brd 192.168.1.255 scope global dynamic eth0 valid_lft 86390sec preferred_lft 86390sec inet6 fe80::5054:ff:fe12:3456/64 scope link關(guān)鍵信息state UP網(wǎng)卡啟用、inet 192.168.1.10/24IPv4 地址和掩碼、link/etherMAC 地址。ip route看路由表ip route showdefault via 192.168.1.1 dev eth0 proto dhcp metric 100 192.168.1.0/24 dev eth0 proto kernel scope link src 192.168.1.10逐行看default via 192.168.1.1默認(rèn)路由網(wǎng)關(guān)192.168.1.0/24 dev eth0 ... src 192.168.1.10本網(wǎng)段直連不用網(wǎng)關(guān)其他常用命令命令作用ip -br addr簡潔顯示所有接口ip link set eth0 up/down啟用/禁用網(wǎng)卡ip route get 8.8.8.8查看到某 IP 會走哪條路由cat /etc/hosts本地解析cat /etc/resolv.confDNS 配置查看哪條路由會被選中ip route get 8.8.8.88.8.8.8 via 192.168.1.1 dev eth0 src 192.168.1.10 uid 1000這告訴你「去 8.8.8.8 會經(jīng) eth0、網(wǎng)關(guān) 192.168.1.1、源 IP 192.168.1.10」。排「走錯(cuò)網(wǎng)卡」「多網(wǎng)卡選路」問題時(shí)極其有用。六、?? 常見錯(cuò)誤改了/etc/resolv.conf卻被覆蓋。systemd-resolved 會重建它要改resolved.conf或用chattr i?？吹?69.254.x.x還在查上游。這是本機(jī) DHCP 失敗時(shí)的自分配地址說明本機(jī)根本沒拿到網(wǎng)絡(luò)配置先查 DHCP 或網(wǎng)線。hosts 改了不生效?？赡苁菓?yīng)用緩存了 DNS/連接或解析走了別的順序檢查/etc/nsswitch.conf。子網(wǎng)掩碼配錯(cuò)導(dǎo)致「能通卻不全通」。同網(wǎng)段卻走網(wǎng)關(guān)或跨網(wǎng)段當(dāng)同網(wǎng)段會出現(xiàn)部分通、部分不通的詭異現(xiàn)象。多網(wǎng)卡默認(rèn)路由沖突。兩個(gè)網(wǎng)卡都有 default 路由包從哪個(gè)走不確定。用ip route get確認(rèn)必要時(shí)用 metric 調(diào)優(yōu)先級。ping 域名不通但 ping IP 通。這是 DNS 問題不是網(wǎng)絡(luò)不通去查 DNS 配置。防火墻放行忘了方向。出站出得去入站回不來或反過來表現(xiàn)為「主動連出去可以別人連不進(jìn)來」。七、原理探究一個(gè)數(shù)據(jù)包的旅程理解數(shù)據(jù)包怎么走到目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)問題就都串起來了。假設(shè)你在本機(jī)執(zhí)行ping www.example.com第一步域名解析查 hosts → 查緩存 → 問 DNS 服務(wù)器 → 得到 IP 93.184.216.34第二步判斷目標(biāo)是否同網(wǎng)段用本機(jī) IP 與掩碼算出網(wǎng)絡(luò)地址和目標(biāo)的網(wǎng)絡(luò)地址比同網(wǎng)段→ 直接 ARP 找到目標(biāo) MAC發(fā)出去不同網(wǎng)段→ 目標(biāo) MAC 填網(wǎng)關(guān)的 MAC交給網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)第三步查路由表決定出口ip route get 93.184.216.34內(nèi)核按「最長前綴匹配」選路由越具體的路由前綴越長優(yōu)先級越高。默認(rèn)路由0.0.0.0/0是兜底。第四步封裝、封裝、再封裝數(shù)據(jù)從應(yīng)用層往下走每層加自己的頭[以太網(wǎng)頭 [IP頭 [TCP頭 [數(shù)據(jù)]]]] ← 二層幀目標(biāo) IP 在IP 頭里目標(biāo)端口在TCP 頭里目標(biāo) MAC 在以太網(wǎng)頭里第五步ARP 找下一跳的 MAC同網(wǎng)段直接找目標(biāo) MAC跨網(wǎng)段找網(wǎng)關(guān) MAC。ARP 就是「這個(gè) IP 是誰報(bào)上 MAC」的廣播請求。第六步出網(wǎng)卡 → 路由器 → 一跳一跳到目標(biāo)包到達(dá)路由器后路由器只看 IP 頭查自己的路由表決定下一跳重新封裝二層頭換源/目標(biāo) MAC繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)。每一跳 IP 不變MAC 一直在變。第七步回包沿路返回目標(biāo)回包時(shí)源/目標(biāo)地址對調(diào)。回來時(shí)可能走不同路徑互聯(lián)網(wǎng)路由是動態(tài)的。把這七步記住「通不通、慢不慢、丟不丟」的問題都能一層層定位解析有沒有問題DNS→ 路由對不對route→ 能不能到達(dá)鏈路→ 會不會被攔防火墻→ 回得來嗎NAT/防火墻。八、網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)速查表# IP 地址與網(wǎng)卡狀態(tài) ip addr show ip -br addr # 路由與默認(rèn)網(wǎng)關(guān) ip route show ip route get 8.8.8.8 # DNS 配置 cat /etc/resolv.conf cat /etc/hosts resolvectl status # systemd-resolved 用戶 # 網(wǎng)卡啟停 sudo ip link set eth0 down sudo ip link set eth0 up # 常見問題對應(yīng) # 169.254.*.* → DHCP 失敗 # ping IP 通、域名不通 → DNS 問題 # 同網(wǎng)段不通 → 掩碼或 ARP 問題 # 跨網(wǎng)段不通 → 網(wǎng)關(guān)/路由問題網(wǎng)絡(luò)四要素是排障的骨架IP 定位、掩碼分網(wǎng)、網(wǎng)關(guān)出門、DNS 翻譯。下一篇講怎么用ip、nmcli、netplan、ifcfg去實(shí)際配置這些參數(shù)把「看懂」變成「配得對」。