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网络设置

1. 基本网络架构

给出一些网络配置工具：

  • 网络管理：network-manager、network-manager-gnome、ifupdown
  • DHCP/WiFi：isc-dhcp-client、wpasupplicant、wireless-tools
  • 诊断工具：iw、iproute2、iptables、nftables
  • 测试工具：iputils-ping、ethtool、nmap、tcpdump
  • 高级工具：wireshark、dnsutils

主机名的解析流程为：

  1. /etc/nsswitch.conf 文件里的 hosts: files dns 这段规定主机名解析顺序。（代替 /etc/host.conf 文件里的 order 这段原有的功能。）
  2. files 方式首先被调用。在 /etc/hosts 文件里面寻找主机名。（/etc/host.conf 文件包含 multi on。)
  3. dns 方式被调用。查询 /etc/resolv.conf 文件里面写的互联网域名系统（Domain Name System，DNS）。

下面则是一些其他配置：

  • 如果有永久 IP 地址，文件 /etc/hosts 内应该有一行如下：

    93.184.216.34 hostname.example.com hostname

  • 如果 resolvconf 软件包没有安装，/etc/resolv.conf 是一个静态文件。

  • 对于典型 adhoc 局域网环境下的 PC 工作站，除了基本的 files 和 dns 方式之外，主机名还能够通过 Multicast DNS（mDNS）进行解析。

    • libnss-mdns 插件包提供 mDNS 的主机名解析，GNU C 库（glibc）的 GNU 名字服务转换 Name Service Switch（NSS）功能支持 mDNS。
    • 此时 /etc/nsswitch.conf 文件应当有像 hosts: files mdns4_minimal [NOTFOUND=return] dns 这样的一段（其它配置参见 /usr/share/doc/libnss-mdns/README.Debian）。

  • 可以使用 systemd 提供的 NSS (Name Service Switch) 模块来替代传统的网络主机名解析方式。

    • 可以联合的模块：libnss-resolve、libnss-myhostname、libnss-mymachines
    • 更多信息参见 nss-resolve(8)、systemd-resolved(8)、nss-myhostname(8) 和 nss-mymachines(8)

  • systemd 使用 enp0s25 之类的“可预测网络接口名称”。

  • 私有网络地址范围：10.0.0.0/8、172.16.0.0/12、192.168.0.0/16

2. 现代的桌面网络配置

对于使用 systemd 的现代 Debian 桌面系统，网络接口通常由两个服务进行初始化：lo 接口通常在 networking.service 处理，而其它接口则由 NetworkManager.service 处理。

  • Debian 可以通过 daemon 管理软件来管理网络连接，例如 network-manager 和相关软件包。

    注意（只在 Dibian 系操作系统上）

    不要在服务器上使用自动网络配置工具。它们主要针对于笔记本电脑上的移动桌面用户。

传统 ifupdown 软件包的配置文件位于 /etc/network/interfaces。

2.1. 图形界面的网络配置工具

Debian 系统 NM 的官方文档位于 /usr/share/doc/network-manager/README.Debian。

如下操作即可完成桌面环境的网络配置：

  1. 使桌面用户 foo 归属 “netdev” 组（GNOME 和 KDE 这样的现代桌面环境会通过 D-bus 自动完成该操作）

    sudo usermod -a -G foo netdev

  2. 使 /etc/network/interfaces 的配置保持简洁

    auto lo
iface lo inet loopback

  3. 重启 NM 后，用图形界面配置网络

注意

只有不列在 /etc/network/interfaces 中的接口会被 NM 管理，以避免与 ifupdown 的冲突。

提示

如果你想扩展 NM 的网络配置功能，请寻找适当的插件模块和补充软件包，例如 network-manager-openconnect、network-manager-openvpn-gnome、network-manager-pptp-gnome、mobile-broadband-provider-info、gnome-bluetooth 等等。

2.2. 没有图形界面的网络配置

使用 systemd 的系统中，可以在 /etc/systemd/network/ 里配置网络。参见 systemd-resolved(8)、resolved.conf(5) 和 systemd-networkd(8)。

  • DHCP 客户端（静态网络）的配置可以通过创建 /etc/systemd/network/dhcp.network（.../static.network）文件来进行设置

    [Match]
Name=en*

[Network]
DHCP=yes

    [Match]
Name=en*

[Network]
Address=192.168.0.15/24
Gateway=192.168.0.1

2.3. 现代云网络配置

云的现代网络配置可以使用 cloud-init 和 netplan.io 软件包。

  • 参见：netplan(5)，netplan-generate(8) 和 netplan-apply(8)。
  • 也可以参见 Cloud-init documentation（特别是围绕 "Configuration sources" 和 "Netplan Passthrough"）了解 cloud-init 是怎样能够集成替代的数据源到 netplan.io 配置。

3. 底层网络配置

在 Linux 上的底层网络配置，使用 iproute2 程序（ip(8)）。

3.1. iproute2 命令

  • 从旧的 net-tools 命令集到新的 iproute2 命令集转换表：

    旧的 net-tools 新的 iproute2
    ifconfig(8) ip addr
    route(8) ip route
    arp(8) ip neigh
    ipmaddr ip maddr
    iptunnel ip tunnel
    nameif(8) ifrename(8)
    mii-tool(8) ethtool(8)

参见 ip(8) 和 Linux 高级路由和流量控制（Linux Advanced Routing & Traffic Control）

3.2. 底层网络命令列表

你可以按下面的方式安全的使用底层网络命令，这些命令不会改变网络配置。

  • 网络接口和地址管理：ip addr show、ip route show、route -n
  • ARP缓存管理：arp、ip neigh
  • 网络连接测试：ping yahoo.com、traceroute yahoo.com、tracepath yahoo.com、mtr yahoo.com
  • DNS查询：dig [@dns-server.com] example.com [{a|mx|any}]、whois yahoo.com、dlint example.com
  • 网络连接和端口监控：netstat -a、netstat -l --inet、netstat -ln --tcp
  • 防火墙管理：iptables -L -n
  • PPP连接管理：plog

4. 网络优化

通用的网络优化超出了本文的范围。仅提及消费等级连接相关的主题。

  • 网络优化工具列表

    • 详细分析单个连接：iftop
    • 需要测试最大带宽：iperf
    • 需要长期监控：bmon 或 bwm-ng
    • 快速检查状态：ifstat

  • 找出最佳 MUT

    • 路径 MTU (PMTU) 发现的测试命令：

      ping -4 -c 1 -s $((1500-28)) -M do www.debian.org
ping -6 -c 1 -s $((1500-48)) -M do www.debian.org

    • tracepath(8) 能自动完成 PMTU 发现机制

    • 最大分片大小 (MSS) 是另外一种衡量包大小的方法

注意

基于 iptables(8) 的优化，能够通过 MSS 来压缩包大小，路由器会用到 MMS 。参见 iptables(8) 中的“TCPMSS”。

5. Netfilter 网络过滤框架

Netfilter 是 Linux 内核模块提供的网络包过滤框架，提供状态防火墙和网络地址转换（NAT）功能。