Linux 網路基礎

🎫 教程内容于 2025-05-23 在以下平台驗證通過

✅ Ubuntu 24.10

作為 Linux 系統管理員或開發人員，你經常需要處理網路配置。讓我們探索一下你在日常工作中需要的基本概念和工具。

網路介面入門

當你首次查看 Linux 中的網路配置時，你會遇到網路介面。可以將這些介面視為電腦與網路之間的連接點 - 類似於交換機上的連接埠如何連接不同裝置。你通常會看到類似 eth0（第一個乙太網卡）、wlan0（無線連接）和 lo（系統用於自我通信的迴路介面）這樣命名的介面。

在處理網路介面時，你會經常使用命令。

ip link 命令

ip link show 命令是檢查系統上所有網路介面狀態的首選工具。它不僅顯示介面，還顯示它們的操作狀態和實體/MAC 位址。在以下情況下，你會發現它特別有用：

排查網路連接問題
設置新的網路介面
驗證網卡是否被正確識別
檢查介面是否處於 UP 或 DOWN 狀態

bash

ip link show

運行此命令時，你會看到類似這樣的輸出：

1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN mode DEFAULT
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
2: eth0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc fq_codel state UP mode DEFAULT
    link/ether 00:15:5d:01:ca:05 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff

這個輸出是什麼意思？ 讓我們來分析一下：

需要注意的重要部分是介面名稱（lo 和 eth0）及其狀態（UP 或 DOWN）。如果你需要有關分配給這些介面的 IP 位址的更詳細資訊，可以使用：

檢查 IP 位址

ip addr show 命令比 ip link 更全面，因為它同時顯示介面及其分配的 IP 位址。當你需要以下操作時，此命令至關重要：

驗證 IP 位址分配
檢查重複的 IP 位址
除錯 DHCP 相關問題
確認子網路遮罩配置

一旦你確定了介面，你可能想知道它們有什麼 IP 位址。ip addr show 命令提供了這些資訊：

bash

ip addr show

運行此命令時，你會看到類似這樣的內容：

1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN mode DEFAULT group default qlen 1000
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
    inet 127.0.0.1/8 scope host lo
    inet6 ::1/128 scope host
2: eth0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc fq_codel state UP group default qlen 1000
    link/ether 00:15:5d:01:ca:05 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 192.168.1.100/24 brd 192.168.1.255 scope global dynamic eth0
    inet6 fe80::215:5dff:fe01:ca05/64 scope link

讓我們解讀這個輸出：

inet 127.0.0.1/8：迴路位址及其子網路遮罩
inet 192.168.1.100/24：你的實際 IP 位址和子網路
scope global：表示此位址可用於與外部世界通信
dynamic：表明此位址是由 DHCP 分配的

你也可以使用 ifconfig 獲取類似資訊，但它已被棄用，推薦使用 ip：

由於 ifconfig 已被棄用，在現代系統上可能預設沒有安裝。如果需要，你可以安裝 net-tools 套件。

bash

ifconfig

運行此命令時，你會看到類似這樣的輸出：

eth0: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500
        inet

你還可以看到介面的 MAC 位址、IP 和其他詳細資訊。

管理網路連接

靜態與動態 IP 配置

在設置伺服器或工作站時，你面臨的首要決策之一是使用靜態還是動態 IP 尋址。

如果你正在設置伺服器，你可能想要一個靜態 IP。以下是如何做到這一點：

設置靜態 IP 位址時，ip addr add 命令可以讓你立即控制。語法遵循 ip addr add IP_ADDRESS/SUBNET_MASK dev INTERFACE 模式。例如：

bash

sudo ip addr add 192.168.1.100/24 dev eth0

這個命令非常適合：

快速測試網路配置
緊急網路修復
故障排除期間的臨時 IP 分配
向介面添加輔助 IP 位址

提示，要刪除 IP 位址，使用：sudo ip addr del IP_ADDRESS dev INTERFACE，你可以使用 ip --help 查看所有可用選項。

但請記住，這種配置在重啟後不會保留。對於現代 Ubuntu 或 Debian 系統上的永久設置，你需要編輯 netplan 配置，它通常位於 /etc/netplan/01-netcfg.yaml 或類似位置。以下是靜態配置的示例：

yaml

network:
  version: 2
  renderer: networkd
  ethernets:
    eth0:
      addresses: [192.168.1.100/24]
      gateway4: 192.168.1.1
      nameservers:
        addresses: [8.8.8.8, 1.1.1.1]

或使用 dhcp：

yaml

network:
  version: 2
  renderer: networkd
  ethernets:
    eth0:
      dhcp4: true

編輯檔案後，使用以下命令應用更改：

bash

sudo netplan apply

基本網路故障排除工具

當出現問題時（這是不可避免的），你需要對這些診斷工具有紮實的了解：

網路連接測試

讓我們從基礎開始 - ping 命令。你可能認為它很簡單，但它非常強大：

ping 命令看似基礎，但實際上非常多功能。-c 標誌限制發送的資料包數量，這對腳本編寫和快速測試很有用：

bash

ping -c 4 google.com  # 精確發送 4 個資料包後停止

運行 ping 命令時，你會看到類似這樣的輸出：

PING google.com (142.250.189.78) 56(84) bytes of data.
64 bytes from lhr25s35-in-f14.1e100.net (142.250.189.78): icmp_seq=1 ttl=116 time=14.3 ms
64 bytes from lhr25s35-in-f14.1e100.net (142.250.189.78): icmp_seq=2 ttl=116 time=13.9 ms
64 bytes from lhr25s35-in-f14.1e100.net (142.250.189.78): icmp_seq=3 ttl=116 time=14.1 ms
64 bytes from lhr25s35-in-f14.1e100.net (142.250.189.78): icmp_seq=4 ttl=116 time=14.0 ms

--- google.com ping statistics ---
4 packets transmitted, 4 received, 0% packet loss, time 3005ms
rtt min/avg/max/mdev = 13.915/14.075/14.284/0.151 ms

這個輸出告訴你：

遠程 IP 位址 (142.250.189.78)
每個資料包的往返時間（例如，14.3 ms）
資料包丟失百分比（本例中為 0%）
關於時間變化的統計資訊

使用 ping 可以：

基本連接測試
網路延遲測量
DNS 解析驗證
主機可用性監控

想知道為什麼連接緩慢或失敗？這就是 traceroute 的用處：

當你需要了解流量路徑時，traceroute 變得非常有價值：

bash

traceroute google.com

使用 traceroute 時，你可能會看到：

traceroute to google.com (142.250.189.78), 30 hops max, 60 byte packets
 1  _gateway (192.168.1.1)  0.344 ms  0.313 ms  0.307 ms
 2  isp-router.net (10.0.0.1)  12.132 ms  12.125 ms  12.119 ms
 3  core-router.isp.net (172.16.0.1)  13.225 ms  13.219 ms  13.213 ms
 4  google-peer.isp.net (192.0.2.1)  13.376 ms  13.370 ms  13.364 ms
 5  lhr25s35-in-f14.1e100.net (142.250.189.78)  14.090 ms  14.084 ms  14.078 ms

每行代表連接中的一個"跳點"：

開頭的數字是跳點計數
每個路由器的主機名和 IP 位址
三個時間測量值顯示到該跳點的延遲

這個工具幫助你：

識別網路瓶頸
排查路由問題
驗證網路路徑
檢測網路擁塞點

DNS 解析

當你需要檢查域名是否正確解析時，dig 是你最好的朋友。它比 nslookup 更強大，並提供有關 DNS 查詢的詳細資訊：

bash

dig google.com

運行此命令時，你會看到類似這樣的輸出：

; <<>> DiG 9.16.1-Ubuntu <<>> google.com
;; global options: +cmd
;; Got answer:
;; ->>HEADER<<- opcode: QUERY, status: NOERROR, id: 12345
;; flags: qr rd ra; QUERY: 1, ANSWER: 1, AUTHORITY: 0, ADDITIONAL: 0
;; QUESTION SECTION:
;google.com.			IN	A
;; ANSWER SECTION:
google.com.		299	IN		142.250.189.78
;; Query time: 14 msec
;; SERVER:  8.8.8.8#53
;; WHEN: Wed Oct 25 12:34:56 UTC 2023
;; MSG SIZE  rcvd: 55

這個輸出提供：

用於查詢的 DNS 伺服器 (8.8.8.8)
獲取響應所需的時間 (14 msec)
響應訊息的大小 (55 bytes)

連接分析

對於更複雜的問題，你需要使用 ss 和 netstat 等工具深入研究：

ss 命令是 netstat 的現代替代品，提供詳細的套接字統計資訊：

bash

ss -tuln  # 顯示 TCP(-t) 和 UDP(-u) 監聽(-l) 數字(-n) 連接埠

運行 ss 命令時：

Netid  State    Recv-Q  Send-Q   Local Address:Port    Peer Address:Port
tcp    LISTEN   0       128      0.0.0.0:22            0.0.0.0:*
tcp    LISTEN   0       128      0.0.0.0:80            0.0.0.0:*
tcp    ESTAB    0       0        192.168.1.100:22      192.168.1.10:52414

這個輸出顯示：

LISTEN：等待連接的服務
ESTAB：已建立的連接
本地和遠程位址:連接埠對
傳入/傳出數據的隊列長度

這個命令對以下方面至關重要：

安全審計
服務除錯
連接埠衝突解決
連接狀態分析

結論

Linux 網路中還有許多更多的主題和工具需要探索，如防火牆（iptables/nftables）、VPN、資料包過濾和網路效能調優。然而，掌握基礎知識將為你提供堅實的基礎，以便進一步發展。

請記住，掌握 Linux 網路是一個過程，而不是目的地。從基礎開始，定期練習，並隨著需求的增長逐漸探索更高級的主題。

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Linux 網路基礎 ​

網路介面入門 ​

ip link 命令 ​

檢查 IP 位址 ​

管理網路連接 ​

靜態與動態 IP 配置 ​

基本網路故障排除工具 ​

網路連接測試 ​

DNS 解析 ​

連接分析 ​

結論 ​

Linux 網路基礎

網路介面入門

ip link 命令

檢查 IP 位址

管理網路連接

靜態與動態 IP 配置

基本網路故障排除工具

網路連接測試

DNS 解析

連接分析

結論