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引言

網絡配置是Linux系統運維中的核心技能之一。正確理解和配置子網掩碼、網關等網絡參數，直接影響系統的網絡連通性和性能。本文將深入探討Linux系統中網絡配置的方方面面，為運維工程師提供全面的技術指導。

第一章：網絡基礎理論

1.1 IP地址與子網掩碼的關系

IP地址是網絡中設備的唯一標識，由32位二進制數組成，通常以點分十進制表示。子網掩碼用于確定IP地址的網絡部分和主機部分。

IP地址分類：

? A類：1.0.0.0 - 126.255.255.255，默認子網掩碼255.0.0.0

? B類：128.0.0.0 - 191.255.255.255，默認子網掩碼255.255.0.0

? C類：192.0.0.0 - 223.255.255.255，默認子網掩碼255.255.255.0

1.2 CIDR表示法

CIDR（Classless Inter-Domain Routing）使用斜杠后的數字表示網絡前綴長度：

? /24 等價于 255.255.255.0

? /16 等價于 255.255.0.0

? /8 等價于 255.0.0.0

1.3 網關的作用

網關是連接不同網絡的設備，通常是路由器。當數據包的目標不在本地網絡時，系統將數據包發送到默認網關進行轉發。

第二章：Linux網絡配置文件詳解

2.1 網絡配置文件結構

Linux系統中，網絡配置文件的位置和格式因發行版而異：

RedHat/CentOS系列：

/etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0
/etc/sysconfig/network
/etc/resolv.conf

Debian/Ubuntu系列：

/etc/network/interfaces
/etc/netplan/（Ubuntu 18.04+）
/etc/resolv.conf

2.2 RedHat/CentOS網絡配置

網卡配置文件格式（/etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0）：

# 基本配置
DEVICE=eth0          # 網卡設備名
TYPE=Ethernet         # 連接類型
ONBOOT=yes          # 開機啟動
BOOTPROTO=static       # 靜態IP配置

# IP地址配置
IPADDR=192.168.1.100     # IP地址
NETMASK=255.255.255.0    # 子網掩碼
PREFIX=24          # 網絡前綴（可選，與NETMASK二選一）
GATEWAY=192.168.1.1     # 默認網關

# DNS配置
DNS1=8.8.8.8         # 首選DNS
DNS2=8.8.4.4         # 備用DNS

# 高級配置
HWADDR=005634:56   # MAC地址
USERCTL=no          # 普通用戶控制
NM_CONTROLLED=no       # NetworkManager控制
DEFROUTE=yes        # 默認路由

DHCP配置示例：

DEVICE=eth0
TYPE=Ethernet
ONBOOT=yes
BOOTPROTO=dhcp
HWADDR=005634:56

2.3 Debian/Ubuntu網絡配置

傳統配置文件（/etc/network/interfaces）：

# 回環接口
auto lo
iface lo inet loopback

# 靜態IP配置
auto eth0
iface eth0 inet static
  address 192.168.1.100
  netmask 255.255.255.0
  gateway 192.168.1.1
  dns-nameservers 8.8.8.8 8.8.4.4
  dns-search example.com

# DHCP配置
auto eth1
iface eth1 inet dhcp

# 多IP配置
auto eth0:0
iface eth0:0 inet static
  address 192.168.1.101
  netmask 255.255.255.0

Netplan配置（Ubuntu 18.04+）：

network:
version:2
renderer:networkd
ethernets:
 eth0:
  addresses:
   -192.168.1.100/24
  gateway4:192.168.1.1
  nameservers:
   addresses:[8.8.8.8,8.8.4.4]
   search:[example.com]
  dhcp4:false

第三章：子網掩碼深入解析

3.1 子網掩碼的二進制表示

子網掩碼用二進制1表示網絡部分，用0表示主機部分：

IP地址：  192.168.1.100 = 11000000.10101000.00000001.01100100
子網掩碼： 255.255.255.0 = 11111111.11111111.11111111.00000000
網絡地址： 192.168.1.0  = 11000000.10101000.00000001.00000000
廣播地址： 192.168.1.255 = 11000000.10101000.00000001.11111111

3.2 子網劃分實例

將192.168.1.0/24網絡劃分為4個子網：

原網絡：192.168.1.0/24 (256個地址)
新掩碼：/26 (64個地址每個子網)

子網1：192.168.1.0/26  (192.168.1.1 - 192.168.1.62)
子網2：192.168.1.64/26 (192.168.1.65 - 192.168.1.126)
子網3：192.168.1.128/26 (192.168.1.129 - 192.168.1.190)
子網4：192.168.1.192/26 (192.168.1.193 - 192.168.1.254)

3.3 VLSM（可變長子網掩碼）

VLSM允許在同一個主網絡中使用不同長度的子網掩碼：

# 服務器網段（需要30個地址）
192.168.1.0/27  # 掩碼255.255.255.224

# 工作站網段（需要100個地址）
192.168.1.128/25 # 掩碼255.255.255.128

# 點對點鏈路（需要2個地址）
192.168.1.252/30 # 掩碼255.255.255.252

第四章：網關配置與路由管理

4.1 默認網關配置

臨時配置：

# 添加默認網關
route add default gw 192.168.1.1

# 或使用ip命令
ip route add default via 192.168.1.1

# 刪除默認網關
route del default gw 192.168.1.1
ip route del default via 192.168.1.1

永久配置：

# RedHat/CentOS
echo"GATEWAY=192.168.1.1">> /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0

# Debian/Ubuntu
echo"gateway 192.168.1.1">> /etc/network/interfaces

4.2 靜態路由配置

添加靜態路由：

# 訪問10.0.0.0/8網絡通過192.168.1.254網關
route add -net 10.0.0.0 netmask 255.0.0.0 gw 192.168.1.254

# 使用ip命令
ip route add 10.0.0.0/8 via 192.168.1.254

# 指定出口接口
ip route add 10.0.0.0/8 via 192.168.1.254 dev eth0

永久靜態路由配置：

RedHat/CentOS創建路由文件：

# /etc/sysconfig/network-scripts/route-eth0
10.0.0.0/8 via 192.168.1.254
172.16.0.0/16 via 192.168.1.253

Debian/Ubuntu在interfaces文件中添加：

auto eth0
iface eth0 inet static
  address 192.168.1.100
  netmask 255.255.255.0
  gateway 192.168.1.1
  up route add -net 10.0.0.0 netmask 255.0.0.0 gw 192.168.1.254
  down route del -net 10.0.0.0 netmask 255.0.0.0 gw 192.168.1.254

4.3 路由表管理

查看路由表：

# 傳統命令
route -n
netstat -rn

# 現代命令
ip route show
ip route show table main

路由表輸出解析：

Destination   Gateway     Genmask     Flags Metric Ref  Use Iface
0.0.0.0     192.168.1.1   0.0.0.0     UG  100  0    0 eth0
192.168.1.0   0.0.0.0     255.255.255.0  U   100  0    0 eth0

標志含義：

? U：路由有效

? G：通過網關

? H：目標是主機

? D：動態路由

? M：修改路由

第五章：網絡診斷與故障排除

5.1 網絡連通性測試

基本連通性測試：

# 測試本地網絡
ping 192.168.1.1

# 測試外網連通性
ping 8.8.8.8
ping www.google.com

# 測試特定端口
telnet 192.168.1.1 80
nc -zv 192.168.1.1 80

5.2 路由追蹤

# 追蹤數據包路徑
traceroute 8.8.8.8
tracepath 8.8.8.8

# 使用mtr進行持續監控
mtr 8.8.8.8

5.3 網絡配置檢查

檢查網絡接口狀態：

# 查看接口信息
ifconfig
ip addr show

# 查看接口統計
ip -slinkshow

# 檢查網絡服務狀態
systemctl status networking  # Debian/Ubuntu
systemctl status network    # RedHat/CentOS

5.4 常見故障排除

網絡無法連接故障排除流程：

1.檢查物理連接：

# 檢查網線連接狀態
ethtool eth0

2.檢查網絡配置：

# 驗證IP配置
ip addr show eth0

# 檢查路由表
ip route show

3.檢查DNS解析：

# 測試DNS解析
nslookup www.google.com
dig www.google.com

4.檢查防火墻：

# 查看防火墻狀態
iptables -L
systemctl status firewalld

第六章：高級網絡配置

6.1 網絡綁定（Bonding）

配置網絡綁定：

# 創建綁定接口配置
# /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-bond0
DEVICE=bond0
TYPE=Bond
BONDING_MASTER=yes
BOOTPROTO=static
IPADDR=192.168.1.100
NETMASK=255.255.255.0
GATEWAY=192.168.1.1
BONDING_OPTS="mode=1 miimon=100"

# 配置從屬接口
# /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0
DEVICE=eth0
TYPE=Ethernet
BOOTPROTO=none
ONBOOT=yes
MASTER=bond0
SLAVE=yes

6.2 VLAN配置

配置VLAN接口：

# 創建VLAN接口
# /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0.100
DEVICE=eth0.100
BOOTPROTO=static
ONBOOT=yes
IPADDR=192.168.100.10
NETMASK=255.255.255.0
VLAN=yes

6.3 橋接配置

配置網絡橋接：

# 創建橋接接口
# /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-br0
DEVICE=br0
TYPE=Bridge
BOOTPROTO=static
IPADDR=192.168.1.100
NETMASK=255.255.255.0
GATEWAY=192.168.1.1
ONBOOT=yes
DELAY=0

# 配置橋接成員
# /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0
DEVICE=eth0
TYPE=Ethernet
BOOTPROTO=none
ONBOOT=yes
BRIDGE=br0

第七章：網絡安全配置

7.1 防火墻配置

iptables基本配置：

# 允許本地回環
iptables -A INPUT -i lo -j ACCEPT

# 允許已建立的連接
iptables -A INPUT -m state --state ESTABLISHED,RELATED -j ACCEPT

# 允許SSH
iptables -A INPUT -p tcp --dport 22 -j ACCEPT

# 允許HTTP和HTTPS
iptables -A INPUT -p tcp --dport 80 -j ACCEPT
iptables -A INPUT -p tcp --dport 443 -j ACCEPT

# 默認拒絕
iptables -P INPUT DROP

7.2 網絡訪問控制

使用TCP Wrappers：

# /etc/hosts.allow
sshd: 192.168.1.0/24
httpd: ALL

# /etc/hosts.deny
ALL: ALL

第八章：性能優化與監控

8.1 網絡性能調優

內核參數優化：

# /etc/sysctl.conf
net.core.rmem_max = 16777216
net.core.wmem_max = 16777216
net.ipv4.tcp_rmem = 4096 65536 16777216
net.ipv4.tcp_wmem = 4096 65536 16777216
net.ipv4.tcp_congestion_control = bbr
net.core.netdev_max_backlog = 5000

8.2 網絡監控

實時監控網絡流量：

# 使用iftop監控
iftop -i eth0

# 使用nethogs監控進程流量
nethogs eth0

# 使用ss查看連接狀態
ss -tuln

第九章：自動化網絡配置

9.1 腳本化網絡配置

網絡配置腳本示例：

#!/bin/bash # network-config.sh INTERFACE="eth0" IP_ADDRESS="192.168.1.100" NETMASK="255.255.255.0" GATEWAY="192.168.1.1" DNS1="8.8.8.8" DNS2="8.8.4.4" # 檢查系統類型 if[ -f /etc/redhat-release ];then # RedHat/CentOS配置 cat> /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-$INTERFACE< /etc/network/interfaces <

9.2 Ansible網絡配置

Ansible playbook示例：

---
-name:Configurenetworkinterface
hosts:servers
become:yes
vars:
 interface:eth0
 ip_address:192.168.1.100
 netmask:255.255.255.0
 gateway:192.168.1.1
 
tasks:
 -name:Configurenetworkinterface(RedHat/CentOS)
  template:
   src:ifcfg-interface.j2
   dest:"/etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-{{ interface }}"
  when:ansible_os_family=="RedHat"
  notify:restartnetwork
  
 -name:Configurenetworkinterface(Debian/Ubuntu)
  template:
   src:interfaces.j2
   dest:/etc/network/interfaces
  when:ansible_os_family=="Debian"
  notify:restartnetworking
  
handlers:
 -name:restartnetwork
  service:
   name:network
   state:restarted
   
 -name:restartnetworking
  service:
   name:networking
   state:restarted

第十章：云環境網絡配置

10.1 AWS網絡配置

AWS實例網絡配置：

# 配置彈性IP
aws ec2 associate-address --instance-id i-1234567890abcdef0 --public-ip 203.0.113.12

# 配置安全組
aws ec2 authorize-security-group-ingress 
  --group-id sg-12345678 
  --protocol tcp 
  --port 80 
  --cidr 0.0.0.0/0

10.2 Docker網絡配置

Docker容器網絡：

# 創建自定義網絡
docker network create --driver bridge 
  --subnet=192.168.100.0/24 
  --gateway=192.168.100.1 
  mynetwork

# 啟動容器并指定網絡
docker run -d --name web 
  --network mynetwork 
  --ip 192.168.100.10 
  nginx

結語

Linux網絡配置是運維工程師必須掌握的核心技能。通過深入理解子網掩碼、網關的工作原理和配置方法，結合實際的故障排除經驗，能夠確保網絡的穩定性和高效性。隨著云計算和容器技術的發展，網絡配置的復雜性不斷增加，運維工程師需要持續學習和實踐，才能應對各種網絡挑戰。

本文涵蓋了從基礎理論到高級配置的全面內容，希望能夠為運維工程師提供有價值的參考。在實際工作中，建議結合具體的網絡環境和業務需求，靈活運用這些知識和技能。

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原文標題：Linux網絡總是不通？一文搞懂子網掩碼、網關配置的所有坑

文章出處：【微信號：magedu-Linux，微信公眾號：馬哥Linux運維】歡迎添加關注！文章轉載請注明出處。

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