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systemd 的网络管理

·498 字·3 分钟
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0. 简介 #

systemd 是 freedesktop 的项目，官网 https://www.freedesktop.org/wiki/Software/systemd/ ,项目源码在 github 上发布，可以在 https://github.com/systemd/systemd 查看所有版本更新、 Bug Fix 和版本对应的文档等。

systemd-networkd 是 systemd 默认提供的网络管理服务，可以完全管理以太网，对于无线网卡，还需要其他服务支持，比如管理 Wi-Fi 的 wpa_supplicant@.service ，管理 PPP 的 ppp@.service 。

管理网卡前，应该确保各网卡的驱动都已经正常加载，systemd 的 systemd-modules-load.service 负责在系统启动时静态加载内核模块。它会从以下路径搜索可用的配置文件：

/etc/modules-load.d/*.conf
/run/modules-load.d/*.conf
/usr/lib/modules-load.d/*.conf

配置文件的内容就是一个内核模块名称的列表，可以用井号 # 或者分号 ; 注释单个模块。

1. 基本配置 #

我的系统中，systemd 的版本是 216 ，有两个以太网卡和一个 Wi-Fi 网卡，先查看一下网卡列表，再查看 systemd-networkd.service 的状态：

~# networkctl list
IDX LINK             TYPE               OPERATIONAL SETUP     
1 lo               loopback           carrier     unmanaged 
2 wlp1s0           wlan               off         unmanaged 
3 enp0s20f6        ether              routable    configured
4 enp0s20f7        ether              no-carrier  configured
4 links listed.
~# systemctl status systemd-networkd 
a—? systemd-networkd.service - Network Service
Loaded: loaded (/lib/systemd/system/systemd-networkd.service; enabled)
Active: active (running) since Fri 2018-04-27 17:49:22 UTC; 24min ago
    Docs: man:systemd-networkd.service(8)
Main PID: 260 (systemd-network)
Status: "Processing requests..."
CGroup: /system.slice/systemd-networkd.service
        a””a”€260 /lib/systemd/systemd-networkd

Apr 27 17:49:21 quark systemd[1]: Starting Network Service...
Apr 27 17:49:22 quark systemd-networkd[260]: lo              : gained carrier
Apr 27 17:49:22 quark systemd[1]: Started Network Service.
Apr 27 17:49:22 quark systemd-networkd[260]: eth1            : renamed to enp0s20f7
Apr 27 17:49:22 quark systemd-networkd[260]: eth0            : renamed to enp0s20f6
Apr 27 17:49:23 quark systemd-networkd[260]: enp0s20f6       : gained carrier
Apr 27 17:49:23 quark systemd-networkd[260]: enp0s20f7       : gained carrier
Apr 27 17:49:25 quark systemd-networkd[260]: enp0s20f6       : lost carrier
Apr 27 17:49:26 quark systemd-networkd[260]: enp0s20f7       : lost carrier

sytemd-network.service 的配置文件可以位于 /usr/lib/systemd/network/ 或者 /etc/systemd/network/ 目录下，后者具有最高优先级。配置文件有三种类型：

  1. .network 文件，设置网卡的 IP 等各项属性
  2. .netdev 文件，新建一个虚拟网卡
  3. .link 文件，每当一个网卡出现时，udev 都会查找与它同名的 .link 文件

这几类文件都遵循下面的规则：

  • 各选项的值都支持星号 * 通配符
  • 当 [Match] 段内的条件都匹配时，后面的配置项才会被激活
  • 如果 [Match] 段为空，表示后面的配置项在任何情况下都可用
  • 无论配置文件在哪个目录，都会统一安装字典顺序进行加载
  • 同名文件可以相互替换

如果要给 enp0s20f6 配置一个静态 IP ，可以在 /etc/systemd/network/ 目录下新建一个 eth0.network 文件，内容如下：

[Match]
Name=enp0s20f6  # 匹配名为 enp0s20f6 的网卡
[Network]
DHCP=none    # 关闭 DHCP 客户端，
Address=192.168.5.242/24  # 设置 IP 和子网掩码
Gateway=192.168.5.50   # 设置网关，这项设置会将该网卡添加到缺省路由
DNS=8.8.8.8  # 设置 DNS

如果要使用 DHCP 自动获取 IP ，也将 DHCP 设为如下值：

  • v4 ，只接受 ipv4 的 IP
  • v6 ，只接受 ipv6 的 IP
  • both ，同时接受 ipv4 和 ipv6 格式的 IP

启动 DHCP 客户端后，Gateway 和 DNS 也会自动获取，有时我们不希望这样，可以在配置文件中添加一个 [DHCP] 段，做如下设置：

[DHCP]
UseDNS=false # 不使用 DHCP 分配的 DNS ，默认值是 true
UseRoutes=false # 不会将本网卡设为缺省路由，默认值是 true

在这里会出现一个 Bug ，就是 UseRoutes 设置无效，高版本中已经解决，解决方案在 https://github.com/systemd/systemd/pull/3075 。

2. Wi-Fi 配置 #

Wi-Fi 连接还是使用 wpa_supplicant 程序，systemd 提供了 wpa_supplicant@.service 管理整个流程，然后再用 systemd-networkd.service 配置 IP 等。

wpa_supplicant@.service 的内容：

[Unit]
Description=WPA supplicant daemon (interface-specific version)
Requires=sys-subsystem-net-devices-%i.device
After=sys-subsystem-net-devices-%i.device

# NetworkManager users will probably want the dbus version instead.

[Service]
Type=simple
ExecStart=/usr/sbin/wpa_supplicant -c/etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant-%I.conf -i%I

[Install]
Alias=multi-user.target.wants/wpa_supplicant@%i.service

这是 service 模板，启动时在 @ 符号之后加入 Wi-Fi 网卡的名称使其实例实例化，这个名词还会关联到 wpa_supplicant 的配置文件，我们先在 /etc/ 下新建一个 wpa_supplicant 目录，然后新建一个 wpa_supplicant-wlp1s0.conf 文件，内容如下：

ctrl_interface=/var/run/wpa_supplicant
ctrl_interface_group=wheel
update_config=1
eapol_version=1
ap_scan=1
fast_reauth=1

用 wpa_passphrase 添加无线路由器配置：

~# sudo wpa_passphrase [essid] [password] >> /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant-wlp1s0.conf

在 /etc/systemd/network/ 目录下添加配置文件 wireless.network ，内容如下：

[Match]
Name=wlp1s0
[Network]
DHCP=yes

最后重启各项服务：

~# systemctl restart systemd-networkd
~# systemctl restart wpa_supplicant@wlp1s0
~# systemctl restart systemd-resolved

3. 3G/4G 配置 #

依然使用 pppd 进行 3G/4G 拨号，systemd 提供了 ppp@.service 服务管理 pppd 。首先在 /etc/ppp/peers/ 下建好 ppp 拨号文件 me909s ，然后启动服务：

~# systemctl start ppp@me909s

4. 关闭 IPv6 #

向内核参数加入 ipv6.disable=1 可以完全关闭 IPv6 功能。此外，只加入 ipv6.disable_ipv6=1 内核参数可以保留 IPv6 功能，但不会向网卡分配 IPv6 地址，做法是：

~# echo 1 > /proc/sys/net/ipv6/conf/enp0s20f6/disable_ipv6

5. ssh server #

目前流行的启动 ssh server 的方式是调用 sshd.socket ：

~# systemctl start sshd.socket

旧有的 sshd.service 模式会在后台保持一个 sshd 的守护进程，每当有 ssh 连接要建立时，就创建一个新进程，比较适合 SSH 下有大量流量的系统；

新的 sshd.socket 方式也是在每次要建立新的ssh连接时生成一个守护进程的实例，不过监听端口则是交给了 systemd 来完成，意味着没有 ssh 连接的时候，也不会有 sshd 守护进程运行，大部分情况下，使用 sshd.socket 服务更为合适。这也与 MacOS 下的行为相一致，默认只监听端口，有连接时才创建进程。

另外，通过使用 .socket 文件来管理需要监听端口的服务，可以直接通过 systemctl 来查看一些网络相关的信息，如监听的端口、目前已经接受的连接数、目前正连接的连接数等。

参考 #

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