Arch Linux 网络相关命令

NetworkManager

NetworkManager (NM) 是现代 Linux 桌面网络管理的基石。它是一个系统后台服务 (daemon)，因此可以通过

1	systemctl status NetworkManager

查看工作状态。

NetworkManager 的核心工作是让网络“自动工作”，它会自动检测硬件（“发现了一张 Wi-Fi 网卡”、“一根网线插进来了”），自动扫描，自动连接到你配置好的网络，并自动从 DHCP 服务器获取 IP、网关和 DNS。

nmcli

NetworkManager 的命令行工具。

WiFi 连接命令

下述常用命令能够在图形界面抽风的时候解决 WiFi 连接的问题。

nmcli device status # 列出所有网络硬件（网卡）及其状态
nmcli device wifi list # 列出扫描到的所有 Wi-Fi
nmcli device wifi rescan # 强制重新扫描 Wi-Fi
nmcli device wifi connect <SSID> password <password> # 连接到 Wi-Fi
nmcli device disconnect <device> # 断开某个接口的连接 (比如 Wi-Fi 网卡 wlp0s20f3)

除此之外还有开启和关闭网络的命令：

# 彻底关闭/开启 NetworkManager 的网络管理（总开关）
nmcli networking off
nmcli networking on

# 单独关闭/开启 Wi-Fi 硬件
nmcli radio wifi off
nmcli radio wifi on

连接信息查看

运行

1	nmcli device show <device>

可以得到类似下文的输出，基本包含了连接的所有信息：

 nmcli device show wlp0s20f3
GENERAL.DEVICE:                         wlp0s20f3
GENERAL.TYPE:                           wifi
GENERAL.HWADDR:                         34:CF:F6:90:E7:C3
GENERAL.MTU:                            1500
GENERAL.STATE:                          100（已连接）
GENERAL.CONNECTION:                     SJTU
GENERAL.CON-PATH:                       /org/freedesktop/NetworkManager/ActiveConnection/4
IP4.ADDRESS[1]:                         10.181.226.126/15
IP4.GATEWAY:                            10.180.0.1
IP4.ROUTE[1]:                           dst = 10.180.0.0/15, nh = 0.0.0.0, mt = 600
IP4.ROUTE[2]:                           dst = 0.0.0.0/0, nh = 10.180.0.1, mt = 600
IP4.DNS[1]:                             202.120.2.101
IP4.DNS[2]:                             202.120.2.100
IP6.ADDRESS[1]:                         2403:d400:1000:12:8190:209b:c7e4:5ea9/64
IP6.ADDRESS[2]:                         fe80::2cd8:f81e:3dfc:93e5/64
IP6.GATEWAY:                            fe80::56c6:ffff:fe7b:5802
IP6.ROUTE[1]:                           dst = fe80::/64, nh = ::, mt = 1024
IP6.ROUTE[2]:                           dst = 2403:d400:1000:12::/64, nh = ::, mt = 600
IP6.ROUTE[3]:                           dst = ::/0, nh = fe80::56c6:ffff:fe7b:5802, mt = 600
IP6.DNS[1]:                             2001:da8:8000:1:202:112:26:40
IP6.DNS[2]:                             2001:da8:8000:1:202:120:2:101

如果连接的是以太网，还会有一个 GENERAL.SPEED 字段表示协商速率；对于 WiFi 来说，nmcli device wifi list 中会给出各个 WiFi 的一个估算速率。

如果想要知道 IP 地址的获取方式（自动还是手动），可以运行

1	nmcli connection show <SSID> \| grep method

输出信息类似下文：

 nmcli connection show SJTU | grep method
802-11-wireless-security.wps-method:    0x0（default）
ipv4.method:                            auto
ipv6.method:                            auto
proxy.method:                           none

图形界面

nm-connection-editor 和 gnome-control-center 等都是常用的图形界面，这些提供的都是前台的交互，实际的工作依然由 NetworkManager 执行。

iproute2

iproute2 是现代 Linux 内核中用于网络配置的核心工具包。它取代了上一代的老工具（统称为 net-tools），比如 ifconfig, route, arp, netstat 等。

ip 命令

ip link (管理网络设备)

这组命令用于查看和管理你的网络接口（网卡）本身。

ip link show # 列出系统上所有的网络接口（wlp0s20f3, enp3s0, lo 等）
ip l # 同上
ip link set dev <device> up # 启动一个网络接口。
ip link set dev <device> down # 关闭一个网络接口。

ip addr (管理 IP 地址)

这组命令用于管理接口上的 IP 地址。这是 ip 命令最常用的功能之一。

ip addr show # 显示所有接口及其绑定的所有 IP 地址
ip a # 同上
ip addr show dev <device> # 只显示特定接口（例如 wlp0s20f3）的 IP 地址信息。
ip addr add <ip/mask> dev <device> # 为一个接口添加一个 IP 地址
# 注：ip 允许一个接口拥有多个 IP 地址
ip addr del <ip/mask> dev <device> # 为一个接口删除一个 IP 地址
ip addr flush dev <device> # 清空一个接口上的所有 IP 地址（常用于重置）

输出信息解释：

 ip addr show
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN 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
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 ::1/128 scope host noprefixroute
       valid_lft forever preferred_lft forever
2: wlp0s20f3: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc noqueue state UP group default qlen 1000
    link/ether 34:cf:f6:90:e7:c3 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    altname wlx34cff690e7c3
    inet 192.168.1.120/24 brd 192.168.1.255 scope global dynamic noprefixroute wlp0s20f3
       valid_lft 6036sec preferred_lft 6036sec
    inet6 fe80::43e1:ac02:ff76:b716/64 scope link noprefixroute
       valid_lft forever preferred_lft forever

lo (Loopback): 表示一个虚拟的网络接口，不对应任何物理硬件。访问 127.0.0.1 或 localhost 时，就是在和这个接口通信。主要用于程序测试和内部服务。
- <LOOPBACK,UP,LOWER_UP>:
  - LOOPBACK: 回环接口。
  - UP, LOWER_UP: 接口是激活的（lo 总是激活的）。
- inet 127.0.0.1/8: IPv4 地址。
- inet6 ::1/128: IPv6 地址，是 localhost 的 IPv6 版本。
- valid_lft forever: lft (lifetime) 指的是租期。forever 表示这个地址永不过期。
wlp0s20f3: 物理 Wi-Fi 网卡在 Linux 上的名称。
- <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc noqueue state UP group default qlen 1000
  - BROADCAST,MULTICAST 表示网卡有能力发送“广播”和“多播”数据包
  - UP 表示接口启用（ip link set ... up）
  - LOWER_UP 表示物理层已接通（WiFi：成功连接并认证；有线网：网线插好并协商成功）。
  - mtu 1500: MTU (Maximum Transmission Unit)。网卡能发送的最大数据包大小。1500 字节是 Wi-Fi 和以太网的标准值。
  - qdisc noqueue
    - qdisc: (Queueing Discipline)，排队规则，决定内核接收数据包的顺序。
    - noqueue: 表示内核层面不排队。常见于 Wi-Fi 设备，内核只是简单地把包扔给硬件，由硬件自己去管理队列。
  - state UP: 一个综合状态，是 UP 和 LOWER_UP 都为 true 时的结果
  - qlen 1000: (Queue Length)，传输队列的长度。如果 qdisc 不是 noqueue，这里就定义了队列能缓存多少个包。
- link/ether 34:cf:f6:90:e7:c3 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
  - 34:cf:f6:90:e7:c3: 网卡的 MAC 地址 (硬件地址)。
  - brd ff:ff:ff:ff:ff:ff: 物理层的广播地址。所有发往这个 MAC 地址的包，都会被局域网上的设备接收（BROADCAST 标志的实际应用）。
- inet 192.168.1.120/24 brd 192.168.1.255 scope global dynamic noprefixroute wlp0s20f3
  - inet: 表示 IPv4 地址。
  - 192.168.1.120/24: IP 地址和子网掩码。
  - brd 192.168.1.255: 192.168.1.0/24 这个子网的广播地址。
  - scope global: global 表示这个 IP 是一个标准的公网或私网 IP，可以用来和局域网及（通过网关）互联网通信。
  - dynamic: 表示这个 IP 是动态获取的 (通过 DHCP)。
  - noprefixroute: 一个内核标志，告诉系统不要自动为这个 IP 的子网 (192.168.1.0/24) 创建路由。
- valid_lft 6036sec preferred_lft 6036sec
  - link/ether: 一个使用以太网 MAC 地址的接口
  - valid_lft (Valid Lifetime): 租期有效时间。这个 IP 在 6036 秒后会失效
  - preferred_lft (Preferred Lifetime): 在这段时间内，系统会用这个 IP 发起新连接。
- inet6 fe80::43e1:ac02:ff76:b716/64 scope link noprefixroute
  - inet6: 表示 IPv6 地址。
  - scope link: link 表示这是一个“链路本地地址”(Link-Local)，不能用于访问互联网，仅用于局域网内部通信

ip route (管理路由表)

ip route show # 显示当前的路由表
ip route add <target_ip/mask> via <gateway> # 见下面的例子
sudo ip route add 10.0.0.0/8 via 192.168.1.1 # 所有发往 10.x.x.x 的包都扔给 192.168.1.1
ip route add default via <gateway> # 添加默认网关
ip route del default # 删除默认网关
ip route get <target_ip> # 查询内核会如何路由一个去往特定 IP 的数据包（基本就是返回网关）

输出信息解释：

1
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3

 ip route show
default via 192.168.1.1 dev wlp0s20f3 proto dhcp src 192.168.1.120 metric 600
192.168.1.0/24 dev wlp0s20f3 proto kernel scope link src 192.168.1.120 metric 600

default via 192.168.1.1 dev wlp0s20f3 proto dhcp src 192.168.1.120 metric 600
- default：路由表默认规则
- via 192.168.1.1：192.168.1.1 是网关地址，在这里是路由器 ip
- dev wlp0s20f3：表示使用的设备，这里使用的是无线网卡 wlp0s20f3
- proto dhcp：说明这条路由规则是由 DHCP 协议自动配置的。即路由器（DHCP 服务器）在分配给电脑 IP 的同时，也电脑网关的 ip。
- src 192.168.1.120：电脑自身 ip。
- metric 600：跃点数为 600，这是这条路由的“优先级”。如果同时插了网线（metric 可能是 100），系统会优先使用 metric 值更低（成本更低）的网线
192.168.1.0/24 dev wlp0s20f3 proto kernel scope link src 192.168.1.120 metric 600
- 192.168.1.0/24：局域网所有设备地址，表示这是局域网的路由规则
- proto kernel：这条规则是 Linux 内核在用户为 wlp0s20f3 配置 192.168.1.120/24 这个 IP 地址时，自动添加的。
- scope link：表示 192.168.1.0/24 整个网络在链路上，不需要经过网关。

ip 和 nmcli 的关系

nmcli 是上层的网络管理工具；ip 是配置工具，直接与 Linux 内核的网络栈对话。
ip 用于配置内核中的对象，如：IP 地址（ip addr）、路由表（ip route）和网络接口的状态（ip link set up/down）。
nmcli 在幕后会使用 ip (或类似的功能) 来完成实际的工作。

有线网协商速率获取

前面的 nmcli 有时可能无法获取协商速率，此时需要使用别的方法。

使用 ethtool：ethtool <dev>
使用 /sys 文件系统：cat /sys/class/net/<dev>/speed

其中使用 ethtool 得到的结果形如：

 ethtool enp0s20f0u1u1
Settings for enp0s20f0u1u1:
        Supported ports: [ TP    MII ]
        Supported link modes:   10baseT/Half 10baseT/Full
                                100baseT/Half 100baseT/Full
                                1000baseT/Half 1000baseT/Full
        Supported pause frame use: No
        Supports auto-negotiation: Yes
        Supported FEC modes: Not reported
        Advertised link modes:  10baseT/Half 10baseT/Full
                                100baseT/Half 100baseT/Full
                                1000baseT/Full
        Advertised pause frame use: No
        Advertised auto-negotiation: Yes
        Advertised FEC modes: Not reported
        Link partner advertised link modes:  10baseT/Half 10baseT/Full
                                             100baseT/Half 100baseT/Full
                                             1000baseT/Full
        Link partner advertised pause frame use: Symmetric
        Link partner advertised auto-negotiation: Yes
        Link partner advertised FEC modes: Not reported
        Speed: 1000Mb/s
        Duplex: Full
        Auto-negotiation: on
        Port: MII
        PHYAD: 32
        Transceiver: internal
netlink error: Operation not permitted
        Current message level: 0x00007fff (32767)
                               drv probe link timer ifdown ifup rx_err tx_err tx_queued intr tx_done rx_status pktdata hw wol
        Link detected: yes

ethtool 和 ip 的关系

ip 在内核层面工作，不关心硬件的“协商速率”或“双工模式”，它只关心内核如何看待这个接口。
ethtool 更加底层，直接与网络设备驱动程序 (driver) 对话。它的工作是查询和设置物理网卡（PHY）本身的参数。