Linux学习笔记8 理解Ubuntu网络管理，做自己网络的主人

本文讲解了Ubuntu下网络由什么管理，介绍了临时ip和路由的设置方法，介绍了静态持久化网络配置的方法以及各网络管理软件之间的关系。

来看看Ubuntu网络管理。

序言

原本学习ubuntu网络管理就是为了检查nginx安装过程中使用wget获取压缩包为什么解析不出ip的问题。现在越学越泛倒是忘记初心了。

网络接口

Linux中，网络通信需要通过网络接口。那么网络的接口既有软件抽象的也有硬件的，我们就需要来了解怎么管理和使用。

ifconfig

这个命令大家应该非常熟悉。，之前的学习中我一直给各种命令列出很多选项和参数，但是我觉得不如在用到的时候去查询手册或者搜索引擎。比起知道到底有什么参数，我更想知道和记住这个命令的作用和最常见的使用场景。

作用

查看网络接口。

enp0s3: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500
        inet 192.168.1.11  netmask 255.255.255.0  broadcast 192.168.1.255
        inet6 fe80::87e5:906f:a18b:63e2  prefixlen 64  scopeid 0x20<link>
        ether 08:00:27:60:a1:de  txqueuelen 1000  (以太网)
        RX packets 2549  bytes 634859 (634.8 KB)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 468  bytes 71960 (71.9 KB)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

lo: flags=73<UP,LOOPBACK,RUNNING>  mtu 65536
        inet 127.0.0.1  netmask 255.0.0.0
        inet6 ::1  prefixlen 128  scopeid 0x10<host>
        loop  txqueuelen 1000  (本地环回)
        RX packets 872  bytes 65297 (65.2 KB)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 872  bytes 65297 (65.2 KB)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

怎么理解上面的输出：

首先看enp0s3，en代表以太网，p0代表总线0，s3是指插槽3.

lo代表本地环回地址。

ifconfig
#如果显示未安装
sudo apt install net-tools

flags 字段表示接口的状态和特性，通过标记（flag）以十六进制或十进制数值来表示。常见的标志及其含义如下：

UP：接口已启用。表示网络接口已被激活并处于运行状态。
BROADCAST：支持广播。表示接口可以发送和接收广播消息。
RUNNING：接口正在运行。这通常意味着该接口已经被激活，且有可能处于正常工作状态。
MULTICAST：支持组播。接口支持组播功能，可以处理多个目标地址的消息。
LOOPBACK：回环。表示这是一个本地回环接口，用于自我通信（通常是 lo 接口，地址为 127.0.0.1）。
PROMISC：混杂模式。表示网络接口将接收所有传入的数据包，不论目的地址是否匹配。
POINTOPOINT：点对点。接口用于点对点链接，不进行广播和多播。
在示例中：

flags=4163 对应的是十进制值 4163，转换为十六进制值为 0x1043。其中包含以下标志：
UP (0x1)
BROADCAST (0x2)
RUNNING (0x40)
MULTICAST (0x100)

其余的解释：

enp0s3 是有线以太网接口：

flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>：接口已启动，可以广播和组播。
mtu 1500：最大传输单元为 1500 字节。
inet 192.168.1.11：IPv4 地址为 192.168.1.11，子网掩码为 255.255.255.0，广播地址为 192.168.1.255。
inet6 fe80::87e5:906f:a18b:63e2：IPv6 链路本地地址。
ether 08:00:27:60:a1
：MAC 地址。
RX/TX packets 和 bytes：接口接收到（RX）和发送的（TX）数据包数和字节数。
RX errors 0, TX errors 0：没有接收或发送错误。
lo 是本地回环接口（loopback）：

flags=73<UP,LOOPBACK,RUNNING>：回环接口已启动。
mtu 65536：最大传输单元为 65536 字节。
inet 127.0.0.1：本地回环的 IPv4 地址。
inet6 ::1：IPv6 回环地址。
RX/TX packets 和 bytes：回环接口接收和发送的数据包和字节数。
没有接收或发送错误。

还有选项允许你显示更多的或者其他信息，你可以使用man方法察看。

man ifconfig

网络接口命名规则

enp0s3，en代表以太网，p0代表总线0，s3是指插槽3.

lo 是 Linux 系统中的本地回环接口（Loopback Interface）的名称。它是一个特殊的网络接口，主要用于在本地计算机内部进行网络通信，而无需通过实际的物理网络硬件。

fc表示光纤，ge表示千兆以太网，xe表示万兆以太网。

配置网络接口IP地址

临时IP地址配置和静态ip地址配置，前者通过ifconfig，后者修改配置文件。

临时配置ip和路由：

ifconfig interface ip netmask netmask

例子：

sudo ifconfig enp0s3 192.168.1.12 netmask 255.255.255.0

重启或者重启网络接口之后我们使用ifconfig修改的ip会消失，因为它并不保存在任何配置中，而是在内存中。

重启网络接口：

ifup
ifdown

这里我的ssh连接软件直接掉了，我刚刚还以为虚拟机又出现问题了，发现是ip改变了。ssh连接自然断了。

但是我换了ip之后还是不能连接，于是接着看，还要配置默认网关。

经过修改ip之后发现路由全部空了。

添加路由又提示：

SIOCADDRT：网络不可达。

经过查询呢，发现是因为添加ip的时候出错，重新修改一次临时ip即可。

查看路由：

route -n

使用命令添加网关：

route add gw 192.168.1.1 enp0s3

这里我报错的原因已经说过了，正常情况下：

至少有一条这样的：

Destination（目的地）：

表示目标网络或主机的地址范围。
0.0.0.0 通常表示默认路由，指向所有无法匹配的网络流量。
192.168.1.0 表示网络 192.168.1.0/24，即 IP 地址范围 192.168.1.0 到 192.168.1.255。
Gateway（网关）：

指定该路由条目通过哪个网关发送数据。如果为 0.0.0.0，表示直接路由，没有中间网关。
在上面的例子中，默认路由通过网关 192.168.1.1，它通常是路由器的 IP 地址。
Genmask（子网掩码）：

定义目的地的子网掩码，用于区分网络地址和主机地址。
例如，255.255.255.0 表示子网掩码 /24，也就是一个拥有 256 个 IP 地址的子网。
Flags（标志）：

用于显示路由条目的特性。常见的标志有：
U：接口已启用（Up）。
G：路由使用网关。
H：目标是单一主机（Host）。
D：该路由是由系统动态创建的。
M：该路由已被修改。
在示例中，UG 表示该路由通过一个网关，且该路由项对应的接口是启用状态。

Metric（度量值）：

表示该路由的优先级。较低的值表示更优先的路由。
在示例中，默认路由的度量值是 100，而其他直接连接的网络的度量值为 0，意味着系统会优先选择直接连接的路由。
Ref（引用计数）：

这个字段现在通常没有实际意义，始终显示为 0。
Use（使用次数）：

表示路由条目被使用的次数，但在现代 Linux 系统中通常没有实际意义。
Iface（接口）：

指定该路由条目通过哪个网络接口发送数据。例如 enp0s3 是本地的以太网接口。

查看DNS服务：

cat /etc/resolv.conf

这个文件展示dns配置。

每个人这里情况不一定一样，我这里就告诉我们两件事，第一就是这个文件最好不要修改，因为会被覆盖。

第二就是管理这个文件的服务为：system-resolved。

如果你想修改dns，应该去system-resolved那里修改。

如果你不想使用这个服务，你可以改变这个文件的链接方向，使其指向你自己创建的静态dns配置文件。

下面是内容解释：

文件头部的一些注释表明，这个文件由 systemd-resolved 动态管理，并且这个 /etc/resolv.conf 可能是一个符号链接，指向 /run/systemd/resolve/stub-resolv.conf。
systemd-resolved 是一种服务，它管理本地和远程 DNS 解析，并在现代 Linux 系统中常用于自动化 DNS 配置。
nameserver 127.0.0.53：

表示系统使用的是本地 DNS 解析器（127.0.0.53），它是 systemd-resolved 服务的内部 DNS 转发器。
实际的外部 DNS 服务器（如 ISP 提供的 DNS 或 Google DNS）由 systemd-resolved 管理，这里只是本地的一个 DNS 中继。
options edns0 trust-ad：

edns0：启用扩展 DNS（EDNS），用于支持比传统 DNS 更大容量的数据包。
trust-ad：表示接受 DNS 服务器返回的认证数据（Authenticated Data, AD），这通常与 DNSSEC 相关。
search .：

表示搜索域为空，也就是说，DNS 查找时不会自动在本地域名后附加其他域。

静态地址配置

neplan是什么？

Netplan 是一种用于配置网络的工具，主要用于现代 Linux 发行版（例如 Ubuntu）中管理和配置网络接口。它是 Ubuntu 17.10 及之后版本中的默认网络配置工具，旨在简化网络配置管理。

它的配置文件在哪？

Netplan 的配置文件通常存放在 /etc/netplan/ 目录中，文件名一般是 *.yaml 格式（如 00-installer-config.yaml 或 01-netcfg.yaml）。每个 YAML 文件定义了网络接口、路由、DNS 等网络配置。

其中会指示具体用的是那种服务管理我们的网络配置。这里就是NetWorkManager。

netplan后端具体的服务

具体由NetworkManager还是

我们要添加静态网络地址，或者说永久的地址改变就需要改变这个配置文件。

# Let NetworkManager manage all devices on this system
network:
  version: 2
  renderer: NetworkManager

额外的：

使用 /etc/network/interfaces 修改（旧方法）：在一些老版本的 Linux 发行版中（如 Ubuntu 16.04 及更早版本），可以通过编辑 /etc/network/interfaces 文件来永久修改 IP 地址。

此方法不与NetPlan共存。

配置文件的方法

network:
  version: 2
  renderer: networkd
  ethernets:
    enp0s3:
      dhcp4: no
      addresses:
        - 192.168.1.100/24
      gateway4: 192.168.1.1
      nameservers:
        addresses:
          - 8.8.8.8
          - 8.8.4.4

network：网络配置的根节点。
version: 2：Netplan 配置的版本，目前使用的是版本 2。
renderer：指定后端工具，networkd 使用 systemd-networkd，而 NetworkManager 是另一种选择，通常用于桌面环境。
ethernets：表示以太网接口的配置。
enp0s3：指定网络接口名称（类似 ifconfig 中的网络接口）。
dhcp4: true：启用 IPv4 的 DHCP 动态分配。
dhcp6: true：启用 IPv6 的 DHCP 动态分配。
Netplan 的常用命令：
netplan apply：应用网络配置文件的更改，立即生效。
netplan generate：生成配置，测试 YAML 文件是否有语法错误。
netplan try：应用更改但允许用户在配置有问题时回滚，适合测试新的配置。

配置静态ip

network:
  version: 2
  renderer: networkd
  ethernets:
    enp0s3:
      addresses:
        - 192.168.1.100/24
      gateway4: 192.168.1.1
      nameservers:
        addresses:
          - 8.8.8.8
          - 8.8.4.4

我们这里就是在enp0s3下的addresses项中添加ip地址，之后使用netplan apply应用即可。（建议使用netplan try）

添加路由

network:
  version: 2
  renderer: networkd
  ethernets:
    enp0s3:
      addresses:
        - 192.168.1.100/24
      gateway4: 192.168.1.1
      routes:
        - to: 192.168.2.0/24
          via: 192.168.1.1

就是在网卡enp0s3下的routes选项中添加:

-to:ip
via gw

意思是：去哪要通过哪个网关。

然后：

sudo netplan apply

netplan的运行和刚刚说的system-resolved的关系

Netplan 将配置应用到 systemd-networkd 后端。
systemd-networkd 配置网络接口 enp0s3 的 IP 地址、网关，并将 DNS 服务器（8.8.8.8 和 8.8.4.4）告知 systemd-resolved。
systemd-resolved 负责解析 DNS 查询，当系统中任何程序进行 DNS 查询时，它们会通过 127.0.0.53（/etc/resolv.conf 中配置的 DNS 服务器）向 systemd-resolved 发起查询。
systemd-resolved 将查询请求转发到实际配置的 DNS 服务器（如 8.8.8.8）并返回结果。
5. Netplan 与 systemd-resolved 的配置交互：
Netplan 提供 DNS 设置：Netplan 中的 nameservers 字段用于配置 DNS 服务器。这个配置通过 Netplan 传递到 systemd-networkd 或 NetworkManager，然后再传递到 systemd-resolved。

systemd-resolved 管理 DNS 请求：systemd-resolved 监听本地地址 127.0.0.53，处理所有传入的 DNS 请求，并将它们路由到合适的外部 DNS 服务器（如 Netplan 配置的 DNS 服务器）。