【Debian参考手册】第 5 章 网络设置

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5.1. 基本网络架构

5.1.1. 主机名解析

5.1.2. 网络接口名称

5.1.3. 局域网网络地址范围

5.1.4. 网络设备支持

5.2. 现代的桌面网络配置

5.2.1. 图形界面的网络配置工具

5.3. 没有图像界面的现代网络配置

5.4. 底层网络配置

5.4.1. Iproute2 命令

5.4.2. 安全的底层网络操作

5.5. 网络优化

5.5.1. 找出最佳 MTU

5.5.2. WAN TCP 优化

5.6. Netfilter 网络过滤框架

	提示
	关于Debian专属的网络手册，请查看Debian管理员手册—网络配置。

	提示
	systemd环境下，可以用networkd来配置网络。请参考systemd-networkd(8)。

5.1. 基本网络架构

让我们来回顾一下现代Debian操作系统中的基本网络架构。

表 5.1. 网络配置工具一览表

软件包	流行度	大小	类型	说明
network-manager	V:369, I:440	14500	配置：：NM	NetworkManager（守卫进程）：自动管理网络
network-manager-gnome	V:126, I:371	5350	配置：：NM	NetworkManager（GNOME前端）
ifupdown	V:584, I:987	217	配置：：ifupdown	用来启动/关闭网络的标准工具（Debian特有）
isc-dhcp-client	V:219, I:982	689	配置：：底层	DHCP客户端
pppoeconf	V:0, I:7	192	配置：：辅助	配置助手，以便于使用PPPoE连接
wpasupplicant	V:341, I:503	3817	同上	WPA和WPA2客户端支持（IEEE 802.11i)
wpagui	V:0, I:2	800	同上	wpa_supplicant Qt 图形界面客户端
wireless-tools	V:176, I:239	297	同上	操控Linux无线扩展的工具
iw	V:223, I:477	294	同上	配置 Linux 无线设备的工具
iproute2	V:701, I:949	3294	配置：：iproute2	iproute2, IPv6和其他高级网络配置：ip(8),tc(8)等等
iptables	V:306, I:942	2521	配置：：Netfilter	封包过滤和网络地址转换管理工具（Netfilter）
iputils-ping	V:206, I:997	118	测试	测试能否连接远程主机，通过主机名或IP 地址（iproute2）
iputils-arping	V:5, I:78	60	测试	测试能否连接远程主机，通过ARP地址
iputils-tracepath	V:4, I:46	52	测试	跟踪访问远程主机的路径
ethtool	V:96, I:267	631	测试	显示或更改以太网设备的设定
mtr-tiny	V:6, I:52	161	测试：：底层	追踪连接远程主机的路径（文本界面）
mtr	V:4, I:44	214	同上	追踪连接远程主机的路径（文本界面和GTK界面）
gnome-nettool	V:1, I:31	2110	同上	获取常见网络信息的工具（GNOME)
nmap	V:28, I:231	4452	同上	网络映射/端口扫描（Nmap，控制台）
zenmap	V:0, I:4	2939	同上	网络映射/端口扫描（GTK）
tcpdump	V:18, I:196	1330	同上	网络流量分析（Tcpdump，控制台）
wireshark	I:52	72	同上	网络流量分析（Wireshark,GTK）
tshark	V:2, I:30	427	同上	网络流量分析(控制台）
tcptrace	V:0, I:2	401	同上	根据tcpdump的输出生成的连接数据统计
snort	V:0, I:1	2206	同上	灵活的网络入侵侦测系统（Snort）
ntopng	V:1, I:1	969	同上	在网页浏览器中展示网络流量
dnsutils	V:39, I:423	275	同上	BIND软件包提供的网络客户端程序：nslookup(8),nsupdate(8),dig(8)
dlint	V:0, I:5	53	同上	利用域名服务器查询来查看DNS域信息
dnstracer	V:0, I:1	60	同上	跟踪DNS查询直至源头

5.1.1. 主机名解析

主机名解析，目前也是由 NSS (名字服务转换 Name Service Switch) 机制来支持。这个解析的流程如下。

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。如果主机名在 "/etc/hosts" 文件里面发现，则返回所有有效地址并退出。 ( "/etc/host.conf" 文件包含 "multi on".)

3. dns 方式被调用。如果主机名通过查询 "/etc/resolv.conf" 文件里面写的 互联网域名系统 Domain Name System (DNS) 来找到，则返回所有有效地址并退出。

例如, "/etc/hosts" 看起来如下。

127.0.0.1 localhost
127.0.1.1 host_name

# The following lines are desirable for IPv6 capable hosts
::1     localhost ip6-localhost ip6-loopback
ff02::1 ip6-allnodes
ff02::2 ip6-allrouters

每一行由 IP 地址 开始，接下来是相关联的主机名.

在这个例子的第二行 127.0.1.1 IP 地址也许不会在其它类 Unix 系统发现。Debian Installer 为没有永久 IP 地址的系统创建这个条目，作为某些软件（如 GNOME）的一个变通方法，见文档 bug #719621.

host_name 匹配在"/etc/hostname"里定义的主机名。

对于有永久 IP 地址的系统，这个永久 IP 地址应当代替这里的 127.0.1.1。

对于有永久 IP 地址和有 域名系统 Domain Name System (DNS)提供完全资格域名 fully qualified domain name (FQDN) 的系统，规范名 host_name.domain_name 应当被用来代替 host_name.

如果 resolvconf 软件包没有安装，"/etc/resolv.conf" 是一个静态文件。如果安装了，它是一个符号链接。此外，它包含有解析策略的初始化信息。如 DNS 是 IP="192.168.11.1",则包含如下。

nameserver 192.168.11.1

resolvconf 软件包使这个 "/etc/resolv.conf" 文件成为一个符号链接，并通过钩子脚本自动管理其内容。

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，主机名还能够通过组播 DNS (mDNS, 零配置网络 Zeroconf)进行解析。

• Avahi 提供 Debian 下的组播 DNS 发现框架。

• 它和 Apple Bonjour / Apple Rendezvous 相当.

• 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。

• "/etc/nsswitch.conf" 文件应当有像 "hosts: files mdns4_minimal [NOTFOUND=return] dns mdns4" 这样的一段.

• ".local"结尾的主机名，使用 pseudo-top-level domain (TLD) 来解析.

• mDNS IPv4 本地连接组播地址 "224.0.0.251" 或它相应的 IPv6 地址 "FF02::FB" 被用来作为 ".local" 结尾名字的 DNS 查询。

较老的 Windows 系统安装 winbind 软件包来提供旧的 NETBios over TCP/IP 主机名解析。为启用这个功能，"/etc/nsswitch.conf" 文件应当有这样的一段： "hosts: files mdns4_minimal [NOTFOUND=return] dns mdns4 wins"。 (现代 Windows 系统通常使用 dns 方式来进行主机名解析。)

	注意
	域名系统 Domain Name System 中的扩展通用顶级域名 expansion of generic Top-Level Domains (gTLD) 还在进行中。在局域网内，选择一个域名时，请提防名字冲突 name collision。

5.1.2. 网络接口名称

systemd 使用"enp0s25" 之类的 "可预测网络接口名称"。

5.1.3. 局域网网络地址范围

让我们重新提醒下在 rfc1918 里规定的局域网 local area networks (LANs)IPv4 32 位地址在各类地址的保留范围. 这些地址保证不会与因特网上专有的地址冲突。

	注意
	IP 地址书写中有冒号的是 IPv6 地址，例如，"::1" 是 localhost 本地主机。

表 5.2. 网络地址范围列表

类别	网络地址	子网掩码	子网掩码/位数	子网数
A	10.x.x.x	255.0.0.0	/8	1
B	172.16.x.x — 172.31.x.x	255.255.0.0	/16	16
C	192.168.0.x — 192.168.255.x	255.255.255.0	/24	256

	注意
	如果这些地址分配到一个主机，那么这个主机一定不能够直接访问互联网，必须通过一个作为网关的代理服务或通过 网络地址转换 Network Address Translation (NAT). 消费局域网环境，宽带路由器通常使用 NAT。

5.1.4. 网络设备支持

尽管 Debian 系统支持大多数硬件设备，但依旧有一些网络设备需要 DFSG non-free 固件来支持它们。参见 第 9.10.5 节 “硬件驱动和固件”。

5.2. 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 可以通过后台守护进程（daemon）管理软件来管理网络连接，例如 NetworkManager (NM)（network-manager 和相关软件包）。

• 它们有自己的 GUI 和命令行程序来作为用户界面。

• 它们有自己的后台守护进程（daemon）作为它们的系统后端。

• 它们使你可以简单地将系统连接到网络。

• 它们使你可以简单地管理有线和无线网络的配置。

• 它们允许你配置网络而不依赖传统的 ifupdown 软件包。

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

这些现代的网络配置工具需要进行适当的配置，以避免与传统 ifupdown 软件包发生冲突，它的配置文件位于 “/etc/network/interfaces”。

5.2.1. 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” 。

本质上，如下操作即可完成桌面的网络配置。

1. 通过下列命令使桌面用户 foo 归属 “netdev” 组（另外，例如 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 adduser foo netdev

2. 使 “/etc/network/interfaces” 的配置保持下面那样简洁。

   auto lo
   iface lo inet loopback

3. 通过下列命令重新启动 NM。

   $ sudo systemctl restart network-manager

4. 通过图形界面配置网络。

	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。

5.3. 没有图像界面的现代网络配置

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)。

这个允许在没有图像界面的情况下配置现代网络。

DHCP 客户端的配置可以通过创建 "/etc/systemd/network/dhcp.network" 文件来进行设置。例如：

[Match]
Name=en*

[Network]
DHCP=yes

一个静态网络配置能够通过创建 "/etc/systemd/network/static.network" 来设置.比如：

[Match]
Name=en*

[Network]
Address=192.168.0.15/24
Gateway=192.168.0.1

5.4. 底层网络配置

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

5.4.1. Iproute2 命令

Iproute2 命令集提供完整的底层网络配置能力。有个从旧的 net-tools 命令集到新的 iproute2 命令集的转换表。

表 5.3. 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	操作
ifconfig(8)	ip addr	一个设备上的协议（IP 或 IPv6）地址
route(8)	ip route	路由表条目
arp(8)	ip neigh	ARP 或 NDISC 缓存条目
ipmaddr	ip maddr	多播地址
iptunnel	ip tunnel	IP 隧道
nameif(8)	ifrename(8)	基于 MAC 地址的网络接口名
mii-tool(8)	ethtool(8)	以太网设备设置

参见 ip(8) 和 IPROUTE2 工具套件 Howto.

5.4.2. 安全的底层网络操作

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。

表 5.4. 底层网络命令列表

命令	说明
ip addr show	显示活动的网络接口连接和地址状态
route -n	用数字地址显示全部路由表
ip route show	用数字地址显示全部路由表
arp	显示当前 ARP 缓存表的内容
ip neigh	显示当前 ARP 缓存表的内容
plog	显示 ppp 后台守护进程（daemon）日志
ping yahoo.com	检查到 "yahoo.com" 的因特网连接
whois yahoo.com	在域名数据库里面检查谁注册了 "yahoo.com"
traceroute yahoo.com	跟踪到 "yahoo.com" 的因特网连接
tracepath yahoo.com	跟踪到 "yahoo.com" 的因特网连接
mtr yahoo.com	跟踪到 "yahoo.com" 的因特网连接（重复的）
dig [@dns-server.com] example.com [{a|mx|any}]	查询由 "dns-server.com" 提供服务的 "example.com" 域名的 DNS 记录： "a", "mx" 或 "any" 记录
iptables -L -n	查看包过滤
netstat -a	找出所有打开的端口
netstat -l --inet	找出监听端口
netstat -ln --tcp	找出 TCP 监听端口（数字的）
dlint example.com	查询 "example.com" 的 DNS zone 信息

	提示
	部分底层网络配置工具放在 "/sbin/" 目录。你可以像 "/sbin/ifconfig" 这样使用完整命令路径，或把 "/sbin" 加到 "~/.bashrc" 文件列出的 "$PATH" 环境变量里 。

5.5. 网络优化

通用的网络优化超出了本文的范围。我提及消费等级连接相关的主题。

表 5.5. 网络优化工具列表

软件包	流行度	大小	说明
iftop	V:7, I:112	97	显示一个网络接口上的带宽使用信息
iperf	V:3, I:52	322	互联网协议带宽测量工具
ifstat	V:0, I:8	59	接口统计监控
bmon	V:1, I:17	146	便携式带宽监视器和网速估计工具
ethstatus	V:0, I:4	40	快速测量网络设备吞吐的脚本
bing	V:0, I:1	80	实验性的随机带宽测试器
bwm-ng	V:1, I:17	90	小巧简单的控制台带宽监测器
ethstats	V:0, I:0	23	基于控制台的以太网统计监视器
ipfm	V:0, I:0	78	带宽分析工具

5.5.1. 找出最佳 MTU

网络管理器通常会自动设置最佳 最大传输单元 (MTU) 。

在一些场景中，在用 ping(8) 加上"-M do"选项发送各种大小的 ICMP 报文数据包进行实验后，你希望可以手动设置 MTU。MTU 是最大可完成没有 IP 分片的数据包大小加上 28 字节（IPv4）或 48 字节（IPv6）。下面的列子，发现 IPv4 连接的 MTU 是 1460，IPv6 连接的 MTU 是 1500。

$ ping -4 -c 1 -s $((1500-28)) -M do www.debian.org
PING  (149.20.4.15) 1472(1500) bytes of data.
ping: local error: message too long, mtu=1460

---  ping statistics ---
1 packets transmitted, 0 received, +1 errors, 100% packet loss, time 0ms

$ ping -4 -c 1 -s $((1460-28)) -M do www.debian.org
PING  (130.89.148.77) 1432(1460) bytes of data.
1440 bytes from klecker-misc.debian.org (130.89.148.77): icmp_seq=1 ttl=50 time=325 ms

---  ping statistics ---
1 packets transmitted, 1 received, 0% packet loss, time 0ms
rtt min/avg/max/mdev = 325.318/325.318/325.318/0.000 ms
$ ping -6 -c 1 -s $((1500-48)) -M do www.debian.org
PING www.debian.org(mirror-csail.debian.org (2603:400a:ffff:bb8::801f:3e)) 1452 data bytes
1460 bytes from mirror-csail.debian.org (2603:400a:ffff:bb8::801f:3e): icmp_seq=1 ttl=47 time=191 ms

--- www.debian.org ping statistics ---
1 packets transmitted, 1 received, 0% packet loss, time 0ms
rtt min/avg/max/mdev = 191.332/191.332/191.332/0.000 ms

这个过程是 路径 MTU (PMTU) 发现 (RFC1191) ， tracepath(8) 命令能够自动完成这个。

表 5.6. 最佳 MTU 值的基本指引方法

网络环境	MTU	基本原理
拨号连接(IP: PPP)	576	标准的
以太网连接 (IP: DHCP 或固定)	1500	默认标准值

除了这些基本的指引方法外，你还应当知道下面的信息。

• 使用任何隧道方式(VPN 等.)的最佳 MTU 需要进一步减去它们上面的头部。

• MTU 值不应当超过通过实验验证的 PMTU 值。

• 当遇到其它限制的时候，较大的 MTU 值通常比较好。

最大分片大小 (MSS) 是另外一种衡量包大小的方法。MSS 和 MTU 的关系如下.

• 对于 IPv4， MSS = MTU - 40

• 对于 IPv6，MSS = MTU - 60

	注意
	基于 iptables(8) (参见 第 5.6 节 “Netfilter 网络过滤框架”) 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" .

5.5.2. WAN TCP 优化

TCP 吞吐量能够通过调整 TCP 缓冲大小的参数来最大化，对现代大带宽和高延时的 WAN，在 "TCP Tuning Guide" 和 "TCP tuning"里有描述. 到目前为止，当前 Debian 默认设置能够很好的服务好我的 1G bps 光纤到户 LAN 连接。

5.6. Netfilter 网络过滤框架

Netfilter 使用 Linux 内核 模块 (参见 第 3.8.1 节 “内核模块初始化”) 提供 状态防火墙 和 网络地址转换 (NAT) 框架。

表 5.7. 防火墙工具列表

软件包	流行度	大小	说明
iptables	V:306, I:942	2521	netfilter 管理工具(iptables(8) 用于 IPv4, ip6tables(8) 用于 IPv6)
arptables	V:0, I:2	96	netfilter 管理工具(arptables(8) 用于 ARP)
ebtables	V:14, I:33	265	netfilter 管理工具 (ebtables(8) 用于以太网桥)
iptstate	V:0, I:3	116	持续性监控 netfilter 状态 (和 top(1) 相似)
shorewall-init	V:0, I:0	68	Shoreline 防火墙 初始化
shorewall	V:5, I:11	2458	Shoreline 防火墙, netfilter 配置文件生成器
shorewall-lite	V:0, I:0	65	Shoreline 防火墙, netfilter 配置文件生成器 (精简版)
shorewall6	V:1, I:2	779	Shoreline 防火墙, netfilter 配置文件生成器(IPv6 版本)
shorewall6-lite	V:0, I:0	64	Shoreline 防火墙, netfilter 配置文件生成器 (IPv6,精简版)

netfilter 主要的用户层程序是 iptables(8).你能从 shell 手工交付式的配置 netfilter，使用 iptables-save(8) 保存当前状态,当系统重启时，通过 init 脚本调用 iptables-restore(8) 来恢复。

像 shorewall 这样的配置帮助脚本能够使这个过程变得更简单。

参见 http://www.netfilter.org/documentation/ 上的文档(或在 "/usr/share/doc/iptables/html/" 里面的文档).

• Linux Networking-concepts HOWTO

• Linux 2.4 Packet Filtering HOWTO

• Linux 2.4 NAT HOWTO

	提示
	虽然这些是为 Linux 2.4 写的，iptables(8) 命令和 netfilter 内核功能都能够在 Linux 2.6 和 3.x 内核系列实现。

本文题目：【Debian参考手册】第 5 章 网络设置
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