內容目錄
提示 | |
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關於Debian專屬的網絡手冊,請查看Debian管理員手冊—網絡調配。 |
讓我們來回顧一下現代Debian作業系統中的基本網絡架構。
表格 5.1. 網絡調配工具一覽表
軟體包 | 流行度 | 大小 | 類型 | 說明 |
---|---|---|---|---|
network-manager
|
V:392, I:459 | 15542 | 調配::NM | NetworkManager(守衛行程):自動管理網絡 |
network-manager-gnome
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V:121, I:369 | 5583 | 調配::NM | NetworkManager(GNOME前端) |
netplan.io
|
V:1, I:5 | 319 | 配置::NM+networkd | Netplan (生成器): 統一的,宣告網路介面到 NetworkManager 和 systemd-networkd 後端 |
ifupdown
|
V:608, I:979 | 199 | 調配::ifupdown | 用來啓動/關閉網絡的標準工具(Debian特有) |
isc-dhcp-client
|
V:217, I:981 | 2875 | 調配::底層 | DHCP客戶端 |
pppoeconf
|
V:0, I:5 | 186 | 調配::輔助 | 調配助手,以便於使用PPPoE連接 |
wpasupplicant
|
V:353, I:513 | 3862 | 調配::輔助 | WPA和WPA2客戶端支援(IEEE 802.11i) |
wpagui
|
V:0, I:1 | 774 | 調配::輔助 | wpa_supplicant Qt 圖形界面客戶端 |
wireless-tools
|
V:179, I:244 | 292 | 調配::輔助 | 操控Linux無線擴展的工具 |
iw
|
V:34, I:475 | 302 | 調配::輔助 | 配置 Linux 無線裝置的工具 |
iproute2
|
V:736, I:972 | 3606 | 調配::iproute2 | iproute2,
IPv6和其他高級網絡調配:ip (8),tc (8)等等 |
iptables
|
V:319, I:718 | 2414 | 調配::Netfilter | 封包過濾和網絡地址轉換管理工具(Netfilter) |
nftables
|
V:106, I:701 | 182 | 調配::Netfilter | 封包過濾和網路地址轉換管理工具(Netfilter) ({ip,ip6,arp,eb}tables 的後續替代者) |
iputils-ping
|
V:194, I:997 | 122 | 測試 | 測試能否連接遠程主機,通過主機名或IP 地址(iproute2) |
iputils-arping
|
V:3, I:36 | 50 | 測試 | 測試能否連接遠程主機,通過ARP地址 |
iputils-tracepath
|
V:2, I:30 | 47 | 測試 | 跟蹤存取遠程主機的路徑 |
ethtool
|
V:95, I:267 | 739 | 測試 | 顯示或更改以太網設備的設定 |
mtr-tiny
|
V:5, I:46 | 156 | 測試::底層 | 追蹤連接遠程主機的路徑(文本界面) |
mtr
|
V:4, I:41 | 209 | 測試::底層 | 追蹤連接遠程主機的路徑(文本界面和GTK界面) |
gnome-nettool
|
V:0, I:17 | 2492 | 測試::底層 | 獲得常見網絡資訊的工具(GNOME) |
nmap
|
V:25, I:199 | 4498 | 測試::底層 | 網絡映射/端口掃描(Nmap,控制檯) |
tcpdump
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V:17, I:175 | 1340 | 測試::底層 | 網絡流量分析(Tcpdump,控制檯) |
wireshark
|
I:45 | 10417 | 測試::底層 | 網絡流量分析(Wireshark,GTK) |
tshark
|
V:2, I:25 | 400 | 測試::底層 | 網絡流量分析(控制檯) |
tcptrace
|
V:0, I:2 | 401 | 測試::底層 | 根據tcpdump 的輸出生成的連接數據統計 |
snort
|
V:0, I:0 | 2203 | 測試::底層 | 靈活的網絡入侵偵測系統(Snort) |
ntopng
|
V:0, I:1 | 15904 | 測試::底層 | 在網頁瀏覽器中展示網絡流量 |
dnsutils
|
V:16, I:280 | 276 | 測試::底層 | BIND軟體包提供的網絡客戶端程序:nslookup (8),nsupdate (8),dig (8) |
dlint
|
V:0, I:3 | 53 | 測試::底層 | 利用域名服務器查詢來查看DNS域資訊 |
dnstracer
|
V:0, I:1 | 59 | 測試::底層 | 跟蹤DNS查詢直至源頭 |
主機名解析,目前也是由 NSS (名字服務轉換 Name Service Switch) 機制來支援。這個解析的流程如下。
"/etc/nsswitch.conf
" 檔案裡的 "hosts: files
dns
" 這段規定主機名解析順序。 (代替 "/etc/host.conf
"
檔案裡的"order
" 這段原有的功能。)
files
方式首先被呼叫。如果主機名在 "/etc/hosts
"
檔案裡面發現,則回傳所有有效地址並退出。 ( "/etc/host.conf
" 檔案包含
"multi on
".)
dns
方式被呼叫。如果主機名通過查詢 "/etc/resolv.conf
"
檔案裡面寫的 網際網路域名系統 Domain Name
System (DNS) 來找到,則回傳所有有效地址並退出。
一個典型的工作站在安裝時就會設定主機名,例如"host_name"和設定為空字串的可選域名。這樣,"/etc/hosts
"看起來像如下:
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
在這個例子的第二行 127.0.1.1
IP 地址也許不會在其它類 Unix 系統發現。Debian Installer 為沒有永久 IP
地址的系統建立這個條目,作為某些軟體(如 GNOME)的一個變通方法,見文件 bug
#719621.
host_name
匹配在"/etc/hostname
"裡定義的主機名。(參見 節 3.7.1, “主機名”)。
對於有永久 IP 地址的系統,這個永久 IP 地址應當代替這裡的 127.0.1.1
。
對於有永久 IP 地址和有 域名系統 Domain Name System (DNS)提供完全資格域名 fully qualified domain name (FQDN) 的系統,規範名 host_name.domain_name 應當被用來代替 host_name.
如果 resolvconf
軟體包沒有安裝,"/etc/resolv.conf
"
是一個靜態檔案。如果安裝了,它是一個符號連結。此外,它包含有解析策略的初始化資訊。如 DNS 是
IP="192.168.11.1
",則包含如下。
nameserver 192.168.11.1
resolvconf
軟體包使這個 "/etc/resolv.conf
"
檔案成為一個符號連結,並通過鉤子指令碼自動管理其內容。
對於典型 adhoc 區域網環境下的 PC 工作站,除了基本的 files
和
dns
方式之外,主機名還能夠透過 Multicast
DNS (mDNS)進行解析。
Avahi 提供 Debian 下的組播 DNS 發現框架。
libnss-mdns
外掛包提供 mDNS 的主機名解析,GNU C 庫 (glibc)的 GNU 名字服務轉換
Name Service Switch (NSS) 功能支援 mDNS。
"/etc/nsswitch.conf
" 檔案應當有像 "hosts: files
mdns4_minimal [NOTFOUND=return] dns
" 這樣的一段(其它配置參見
/usr/share/doc/libnss-mdns/README.Debian
)。
一個使用 ".local" pseudo-top-level domain 字尾的主機名解析,是用
IPv4 地址 "224.0.0.251
" 或 IPv6 地址
"FF02::FB
"傳送一個組播 UDP 包的 mDNS 查詢資訊。
注意 | |
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域名系統 Domain Name System 中的擴充通用頂級域名 expansion of generic Top-Level Domains (gTLD) 還在進行中。在區域網內,選擇一個域名時,請提防名字衝突 name collision。 |
注意 | |
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使用軟體包,比如 |
讓我們重新提醒下在 rfc1918 裡規定的區域網 local area networks (LANs)IPv4 32 位地址在各類地址的保留範圍. 這些地址保證不會與因特網上專有的地址衝突。
注意 | |
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IP 地址書寫中有冒號的是 IPv6
地址,例如," |
表格 5.2. 網路地址範圍列表
類別 | 網路地址 | 子網掩碼 | 子網掩碼/位數 | 子網數 |
---|---|---|---|---|
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 | |
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如果這些地址分配到一個主機,那麼這個主機一定不能夠直接存取網際網路,必須通過一個作為閘道器的代理服務或通過 網路地址轉換 Network Address Translation (NAT). 消費區域網環境,寬頻路由器通常使用 NAT。 |
儘管 Debian 系統支援大多數硬體裝置,但依舊有一些網路裝置需要 DFSG non-free 韌體來支援它們。參見 節 9.10.5, “硬體驅動和韌體”。
對於使用 systemd
的現代 Debian
桌面系統,網路介面通常由兩個服務進行初始化:lo
介面通常在“networking.service
”處理,而其它介面則由“NetworkManager.service
”處理。
Debian 可以透過後臺守護程序(daemon)管理軟體來管理網路連線,例如 NetworkManager (NM)(network-manager 和相關軟體包)。
它們有自己的 GUI 和指令列程式來作為使用者介面。
它們有自己的後臺背景程式(daemon)作為它們的系統後端。
它們使你可以簡單地將系統連線到網路。
它們使你可以簡單地管理有線和無線網路的調配。
它們允許你調配網路而不依賴傳統的 ifupdown
軟體包。
注意 | |
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不要在伺服器上使用這些自動網路調配工具。它們主要針對於膝上型電腦上的移動桌面使用者。 |
這些現代的網路調配工具需要進行適當的調配,以避免與傳統 ifupdown
軟體包發生衝突,它的組態檔案位於
“/etc/network/interfaces
”。
Debian 系統 NM 的官方文件位於
“/usr/share/doc/network-manager/README.Debian
” 。
本質上,如下操作即可完成桌面的網路調配。
通過下列指令使桌面使用者 foo
歸屬 “netdev
” 組(另外,例如
GNOME 和 KDE 這樣的現代桌面環境會通過 D-bus 自動完成該操作)。
$ sudo usermod -a -G foo netdev
使 “/etc/network/interfaces
” 的調配保持下面那樣簡潔。
auto lo iface lo inet loopback
透過下列命令重新啟動 NM。
$ sudo systemctl restart network-manager
通過圖形介面調配網路。
注意 | |
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只有不列在
“ |
提示 | |
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如果你想擴充 NM 的網路組態功能,請尋找適當的外掛模組和補充軟體包,例如
|
使用 systemd 的系統中,可以在
/etc/systemd/network/
裡調配網路。參見
systemd-resolved
(8)、resolved.conf
(5) 和
systemd-networkd
(8)。
這個允許在沒有影象介面的情況下配置現代網路。
DHCP 客戶端的配置可以透過建立 "/etc/systemd/network/dhcp.network
"
檔案來進行設定。例如:
[Match] Name=en* [Network] DHCP=yes
一個靜態網路配置能夠透過建立 "/etc/systemd/network/static.network
"
來設定.比如:
[Match] Name=en* [Network] Address=192.168.0.15/24 Gateway=192.168.0.1
雲的現代網路配置可以使用 cloud-init
和 netplan.io
軟體包(參見 節 3.7.4, “雲系統初始化”)。
netplan.io
軟體包支援把 systemd-networkd
和
NetworkManager
作為它的網路配置後端,能夠使用 YAML 資料宣告網路配置。當你改變 YAML:
執行 "netplan generate
" 命令,從 YAML 生成所有必須的後端配置。
執行 "netplan apply
" 命令應用生成的配置到後端。
參見 "Netplan documentation",
netplan
(5), netplan-generate
(8)和
netplan-apply
(8)。
也可以參見 "Cloud-init
documentation" (特別是圍繞 "Configuration sources" 和 "Netplan Passthrough") 瞭解
cloud-init
是怎樣能夠整合替代的資料來源到netplan.io
配置。
DHCP 客戶端的配置可以透過建立一個數據原始檔"/etc/netplan/50-dhcp.yaml
"來進行設定:
network: version: 2 ethernets: all-en: match: name: "en*" dhcp4: true dhcp6: true
一個靜態網路配置能夠透過建立一個數據原始檔 "/etc/netplan/50-static.yaml
"來設定:
network: version: 2 ethernets: eth0: addresses: - 192.168.0.15/24 routes: - to: default via: 192.168.0.1
在 Linux 上的底層網路配置,使用 iproute2 程式
(ip
(8), …) .
Iproute2 指令集提供完整的底層網路調配能力。有個從舊的 net-tools 指令集到新的 iproute2 指令集的轉換表。
表格 5.3. 從舊的 net-tools
指令集到新的 iproute2
指令集轉換表
舊的 net-tools | 新的 iproute2 | 操作 |
---|---|---|
ifconfig (8) |
ip addr |
一個裝置上的協議(IP 或 IPv6)地址 |
route (8) |
ip route |
路由表條目 |
arp (8) |
ip neigh |
ARP 或 NDISC 快取條目 |
ipmaddr |
ip maddr |
多播地址 |
iptunnel |
ip tunnel |
IP 隧道 |
nameif (8) |
ifrename (8) |
基於 MAC 地址的網路介面名 |
mii-tool (8) |
ethtool (8) |
乙太網路裝置設定 |
參見 ip
(8) 和 Linux 高階路由和流量控制(Linux Advanced
Routing & Traffic Control).
你可以按下面的方式安全的使用底層網路指令,這些指令不會改變網路調配。
表格 5.4. 底層網路指令列表
指令 | 說明 |
---|---|
ip addr show |
顯示活動的網路介面連線和地址狀態 |
route -n |
用數字地址顯示全部路由表 |
ip route show |
用數字地址顯示全部路由表 |
arp |
顯示當前 ARP 快取表的內容 |
ip neigh |
顯示當前 ARP 快取表的內容 |
plog |
顯示 ppp 後臺背景程式(daemon)日誌 |
ping yahoo.com |
檢查到 "yahoo.com " 的因特網連線 |
whois yahoo.com |
在域名資料庫裡面檢查誰註冊了 "yahoo.com " |
traceroute yahoo.com |
跟蹤到 "yahoo.com " 的因特網連線 |
tracepath yahoo.com |
跟蹤到 "yahoo.com " 的因特網連線 |
mtr yahoo.com |
跟蹤到 "yahoo.com " 的因特網連線(重複的) |
dig [@dns-server.com] example.com [{a|mx|any}] |
查詢由 "dns-server.com " 提供服務的
"example.com " 域名的 DNS 記錄:
"a ", "mx " 或 "any "
記錄 |
iptables -L -n |
檢視包過濾 |
netstat -a |
找出所有開啟的埠 |
netstat -l --inet |
找出監聽埠 |
netstat -ln --tcp |
找出 TCP 監聽埠(數字的) |
dlint example.com |
查詢 "example.com " 的 DNS zone 資訊 |
提示 | |
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部分底層網路調配工具放在 " |
通用的網路優化超出了本文的範圍。我提及消費等級連線相關的主題。
表格 5.5. 網路最佳化工具清單
軟體包 | 流行度 | 大小 | 說明 |
---|---|---|---|
iftop
|
V:7, I:100 | 93 | 顯示一個網路介面上的頻寬使用資訊 |
iperf
|
V:3, I:43 | 360 | 網際網路協議頻寬測量工具 |
ifstat
|
V:0, I:7 | 60 | 介面統計監控 |
bmon
|
V:1, I:18 | 144 | 行動式頻寬監視器和網速估計工具 |
ethstatus
|
V:0, I:3 | 40 | 快速測量網路裝置吞吐的指令碼 |
bing
|
V:0, I:0 | 80 | 實驗性的隨機頻寬測試器 |
bwm-ng
|
V:1, I:13 | 95 | 小巧簡單的控制檯頻寬監測器 |
ethstats
|
V:0, I:0 | 23 | 基於控制檯的乙太網路統計監視器 |
ipfm
|
V:0, I:0 | 82 | 頻寬分析工具 |
網路管理器通常會自動設定最佳 最大傳輸單元 (MTU) 。
在一些場景中,在用 ping
(8) 加上"-M do
"選項傳送各種大小的
ICMP 報文資料包進行實驗後,你希望可以手動設定 MTU。MTU 是最大可完成沒有 IP 分片的資料包大小加上 28 位元組(IPv4)或 48
位元組(IPv6)。下面的列子,發現 IPv4 連線的 MTU 是 1460,IPv6 連線的 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
這個過程是 路徑 MTU (PMTU) 發現 (RFC1191) , tracepath
(8)
指令能夠自動完成這個。
除了這些基本的指引方法外,你還應當知道下面的資訊。
使用任何隧道方式(VPN 等.)的最佳 MTU 需要進一步減去它們上面的頭部。
MTU 值不應當超過通過實驗驗證的 PMTU 值。
當遇到其它限制的時候,較大的 MTU 值通常比較好。
最大分片大小 (MSS) 是另外一種衡量包大小的方法。MSS 和 MTU 的關係如下.
對於 IPv4, MSS = MTU - 40
對於 IPv6,MSS = MTU - 60
注意 | |
---|---|
基於 |
現代大頻寬和高延時的 WAN,TCP 吞吐量能夠透過調整 TCP 緩衝大小的引數,在"TCP 調整"裡,來最大化。到目前為止,當前 Debian 預設設定能夠很好的服務好我的 1G bps 光纖到戶 LAN 連線。
Netfilter 使用 Linux 核心 模組 (參見 節 3.9, “核心模組初始化”) 提供 狀態防火牆 和 網路地址轉換 (NAT) 框架。
表格 5.7. 防火牆工具列表
軟體包 | 流行度 | 大小 | 說明 |
---|---|---|---|
nftables
|
V:106, I:701 | 182 | 封包過濾和網路地址轉換管理工具(Netfilter) ({ip,ip6,arp,eb}tables 的後續替代者) |
iptables
|
V:319, I:718 | 2414 | netfilter
管理工具(iptables (8) 用於 IPv4, ip6tables (8)
用於 IPv6) |
arptables
|
V:0, I:1 | 100 | netfilter
管理工具(arptables (8) 用於 ARP) |
ebtables
|
V:14, I:29 | 276 | netfilter 管理工具
(ebtables (8) 用於乙太網路橋) |
iptstate
|
V:0, I:2 | 119 | 持續性監控 netfilter 狀態 (和
top (1) 相似) |
ufw
|
V:55, I:77 | 859 | Uncomplicated Firewall (UFW) 是一個管理 netfilter 防火牆的程式 |
gufw
|
V:5, I:10 | 3660 | Uncomplicated Firewall (UFW) 的影象使用者介面 |
firewalld
|
V:11, I:16 | 2613 | firewalld 是一個動態管理防火牆的程式,支援網路區域 |
firewall-config
|
V:0, I:3 | 1163 | firewalld 影象使用者介面 |
shorewall-init
|
V:0, I:0 | 88 | Shoreline 防火牆 初始化 |
shorewall
|
V:3, I:8 | 3090 | Shoreline 防火牆, netfilter 組態檔案生成器 |
shorewall-lite
|
V:0, I:0 | 71 | Shoreline 防火牆, netfilter 組態檔案生成器 (精簡版) |
shorewall6
|
V:0, I:1 | 1334 | Shoreline 防火牆, netfilter 組態檔案生成器(IPv6 版本) |
shorewall6-lite
|
V:0, I:0 | 71 | Shoreline 防火牆, netfilter 組態檔案生成器 (IPv6,精簡版) |
netfilter 主要的使用者層程式是
iptables
(8).你能從 shell 手工交付式的調配 netfilter,使用 iptables-save
(8)
儲存當前狀態,當系統重啟時,通過 init 指令碼呼叫 iptables-restore
(8) 來恢復。
像 shorewall 這樣的調配幫助指令碼能夠使這個過程變得更簡單。
參見 Netfilter 文件 上的文件(或在
"/usr/share/doc/iptables/html/
" 裡面的文件)。
提示 | |
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雖然這些是為 Linux 2.4
寫的, |