我的实验随笔:Linux篇(1):网络管理

默认的Ubuntu 26.04服务器环境下涉及网络管理的工具有systemd-networkd、wpa_supplicant和Netplan，桌面端还会默认安装NetworkManager。以上几个产品并非平级替代品，而是处于不同抽象层次，彼此协作。

1.systemd-networkd

技术定位：这是systemd自带的原生网络管理守护进程，专注于系统级、持久化的网络接口配置，填补systemd生态中轻量级网络管理的空白。

技术特点：其中包含内置的轻量级DHCP客户端、LLDP（链路层发现协议）支持，并与systemd-resolved服务联动完成DNS解析管理。

设计哲学：systemd-networkd遵循“配置即状态”的静态哲学。一旦接口通过内置DHCP或静态配置成功获取IP，守护进程便不再主动探测网络质量或干预链路状态。它没有内置的连通性检查模块（如HTTP探针），也不支持在多个AP之间自动漫游或故障转移。这种设计使其资源占用极低、启动速度快、行为确定性高，非常适合服务器、虚拟机和IoT设备。

与wpa_supplicant的协作：systemd-networkd本身不包含任何WiFi认证协议栈。当Netplan配置了renderer: networkd并指定WiFi时，systemd-networkd会通过systemd-networkd-wait-online服务触发wpa_supplicant，并通过D-Bus监听其连接状态。在底层，Netplan会将YAML配置编译为/run/systemd/network/目录下的*.network和*.netdev文件，由systemd-networkd解析并应用。

2.wpa_supplicant

技术定位：工作于数据链路层。这是一个运行在用户空间的守护进程，专门负责处理IEEE 802.11无线网络的认证协议（如WPA2-PSK、WPA3）。它只负责与AP（接入点）完成四步握手并协商加密密钥，不参与网络层的配置（如DHCP或静态路由、选网等）。

调用关系：它是被上层调用的“劳工”。无论是NetworkManager还是systemd-networkd，在连接加密WiFi时，最终都会通过wpa_supplicant的D-Bus接口或控制套接字（wpa_cli）来下发SSID和密码并启动认证。

3.Netplan

技术定位：它是声明式配置的抽象层工具，本身不执行任何网络操作，而是一个配置转换引擎。

技术特点：1.通过读取/etc/netplan/*.yaml的声明式配置，根据renderer字段的值，将抽象配置转换为NetworkManager或systemd-networkd的具体配置文件。2.在通过SSH修改完YAML文件后，可以通过执行netplan try来检查配置是否正确。这个命令会应用配置并等待120秒让用户确认，如果用户没按回车确认，或者SSH断了（说明配置有问题），120秒后Netplan会自动回滚到之前的配置，SSH会自动恢复连接。3.Netplan是读取/etc/netplan/目录下的所有.yaml文件，并按照字典序（字母顺序）将它们合并成一个最终的配置，后加载的文件拥有“覆盖权”。但是，如果文件夹下有2个配置文件，分别为01-network.yaml和00-installer-config.yaml，其中01-network.yaml是用于修改00-installer-config.yaml里已有的设备（比如改IP），配置虽然会生效，但极其危险，容易变成“半成品”配置。如00文件里有eno2的match（MAC地址）和set-name。如果用户在01文件里只写了eno2的dhcp4: false和addresses，而没写match和set-name。Netplan合并后，eno2会丢失MAC地址的匹配规则。系统不知道这张卡该叫eno2，也不知道该配给哪张物理卡，网络直接起不来。建议不同的yaml文件，管理不同的网卡配置。同时，在netplan apply之前，务必通过netplan get，查看合并后的最终结果，并执行netplan try来检查配置是否正确。

设计哲学：通过统一的YAML语法屏蔽后端差异，实现配置的跨环境迁移。

4.NetworkManager

技术定位：是一个全功能的服务守护进程，面向适应更复杂的桌面和移动网络需求。

技术特点：1.与systemd-networkd连接WiFi时需要依赖wpa_supplicant等外部工具不同，NetworkManager原生支持WiFi。2.NetworkManager拥有连通性检查模块，这个模块会定期向知名服务器（如ping.ubuntu.com）发送HTTP/HTTPS请求，以进行连通性检查，从而判断此判断网络层是否真正可达。3.NetworkManager允许为每个WiFi连接独立设置IP分配策略（auto或manual），从而实现在客户端按SSID区分静态/动态IP的需求，这是systemd-networkd完全不支持的。

安装事项：可以独立安装，也可随GNOME桌面安装。但在服务器环境中，安装完NetworkManager后，默认其不管理任何设备，也不接管网络。因为服务器默认使用systemd-networkd管理网络，在图形界面中的网络选项可能会出现只显示VPN等情况。

5.关于WiFi故障转移

基于NetworkManager连通性检查模块，NetworkManager能够在WiFi信号满格但互联网断连（如光猫故障）的“静默失效”场景下，主动触发重连并尝试列表中的下一个网络。因为systemd-networkd缺乏NetworkManager定期ping知名服务器来判断互联网是否可达的机制，所以在信号满格但网关断连、或信号微弱但不触发断连时，systemd-networkd会始终认为网络有效，不会主动触发wpa_supplicant重连或切换AP。所以在使用systemd-networkd管理网络时，故障转移必须手动干预。

在安装Ubuntu 26.04时，我们没有连接网络，现在服务器也没联网，现在先通过编写Netplan的yaml文件，连接WiFi。由于我们是最小化安装，没有vi、vim、nano等文字编辑器，我们可通过cat命令将文字写入yaml文件，然后再将yaml文件移入/etc/netplan中。

稍等片刻，我们就连上WiFi了