Выбор программного обеспечения

Настройка TCP/IP в Linux для работы в сети Ethernet

Для работы с сетевыми протоколами TCP/IP в Linux достаточно наличие только петлевого интерфейса, но если необходимо объединить хосты между собой, естественно, необходимо наличие сетевого интерфейса, каналов передачи данных (например витая пара), возможно, какого-либо сетевого оборудования. Так же, необходимо наличие установленных утилит для настройки сети(/sbin/ifconfig, /sbin/route и др.), обычно поставляемые в пакете net-tools. Так же необходимо наличие конфигурационных файлов для сети (например /etc/hosts) и поддержку сети ядром Linux.

Параметры сети

Начнем понимание сетевых механизмов Linux с ручного конфигурирования сети, то есть со случая, когда IP адрес сетевого интерфейса статичен. Итак, при настройке сети, необходимо учесть и настроить следующие параметры:

IP-адрес - как уже говорилось в первой части статьи - это уникальный адрес машины, в формате четырех десятичных чисел, разделенных точками. Обычно, при работе в локальной сети, выбирается из частных диапазонов, например: 192.168.0.1

Маска подсети - так же, 4 десятичных числа, определяющие, какая часть адреса относиться к адресу сети/подсети, а какая к адресу хоста. Маска подсети является числом, которое складывается (в двоичной форме) при помощи логического и, с IP-адресом и в результате чего выясняется, к какой подсети принадлежит адрес. Например адрес 192.168.0.2 с маской 255.255.255.0 принадлежит подсети 192.168.0.

Адрес подсети - определяется маской подсети. При этом, для петлевых интерфейсов не существует подсетей.

Широковещательный адрес - адрес, используемый для отправки широковещательных пакетов, которые получат все хосты подсети. Обычно, он равен адресу подсети со значением хоста 255, то есть для подсети 192.168.0 широковещательным будет 192.168.0.255, аналогично, для подсети 192.168 широковещательным будет 192.168.255.255. Для петлевых интерфейсов не существует широковещательного адреса.

IP адрес шлюза - это адрес машины, являющейся шлюзом по-умолчанию для связи с внешним миром. Шлюзов может быть несколько, если компьютер подключен к нескольким сетям одновременно. Адрес шлюза не используется в изолированных сетях (не подключенных к глобальной сети), потому что данным сетям некуда отправлять пакеты вне сети, то же самое относиться и к петлевым интерфейсам.

IP-адрес сервера имен (DNS - сервера) - адрес сервера преобразующего имена хостов в IP адреса. Обычно, предоставляется провайдером.

Файлы настроек сети в Linux (конфигурационные файлы)

В целом, вся работа Linux основана на процессе init, который рождается при загрузке ОС и плодит своих потомков, которые в свою очередь и выполняют всю необходимую работу, будь то запуск bash или демона. Да, и вся загрузка Linux основана на скриптах bash, в которых прописана вся последовательность запуска мелких утилит с различными параметрами, которые последовательно запускаются/останавливаются при запуске/остановке системы. Аналогично запускается и сетевая подсистема Linux.

Каждый дистрибутив Linux имеет слегка отличающийся от других механизм инициализации сети, но общая картина, думаю, после прочтения будет ясна. Если просмотреть стартовые скрипты сетевой подсистемы какого-либо дистрибутива Linux, то, как настроить конфигурацию сети с помощью конфигурационных файлов, станет более-менее понятно, например у Debian (за основу возьмем этот дистрибутив) за инициализацию сети отвечает скрипт /etc/init.d/networking, просмотрев который можно найти несколько функций, проверяющих наличие подключенных сетевых файловых систем (check_network_file_systems(), check_network_swap()), а так же проверку существования какого-то пока непонятного конфига /etc/network/options (функция process_options()), а в самом низу, конструкцией case "$1" inпроверяется первый параметр переданный скрипту и в соответствии с введенным параметром (start/stop/force-reload|restart или любое другое) производит определенные действия. Из этих самых «определенных действий», на примере аргумента start видно, что сначала запускается функция process_options, далее отправляется в лог фраза Configuring network interfaces, и запускается команда ifup -a. Если посмотреть man ifup, то видно что данная команда читает конфиг из файла /etc/network/interfaces и согласно ключу -a запускает все интерфейсы имеющие параметр auto.

В данном конфиге строки allow-hotplug и auto - это синонимы и интерфейсы будут подняты по команде ifup -a. Вот, собственно, и вся цепь работы сетевой подсистемы. Аналогично, в других дистрибутивах: в RedHat и SUSE сеть запускается скриптом /etc/init.d/network. Рассматрев его, аналогично можно найти, где лежит конфигурация сети.

/etc/hosts

Данный файл хранит перечень IP адресов и соответствующих им (адресам) имен хостов.

Очень часто, в Linux используется динамическая генерация данного файла, с помощью т.н. программы /sbin/resolvconf. Данная программа является посредником между службами, динамически предоставляющими сервера имен (например DHCP client) и службами, использующими данные сервера имен. Для того чтобы использовать динамически генерируемый файл /etc/resolv.conf, необходимо сделать данный файл символической ссылкой на /etc/resolvconf/run/resolv.conf. В некоторых дистрибутивах путь может быть другой, об этом обязательно будет написано в man resolvconf.

Настройка сети

Ознакомившись с основными конфигурационными файлами, можно посмотреть на команды управления сетью. Выше уже говорилось о команде ifup, ifdown, но данные средства не совсем универсальны, допустим в дистрибутивах RH данных команд по умолчанию нет. Кроме того, в новых дистрибутивах появилось новое высокоуровневое средство управления сетью - команда ip, которая принадлежит пакету iproute. Ему (пакету iproute) я посвящу отдельный пост. А в текущем посте я его рассматривать не буду. Команды, описываемые ниже принадлежат пакету net-tools.

Итак, чтобы быть уверенным в работоспособности команды в любом дистрибутиве Linux, необходимо пользоваться двумя основными командами-старичками. Это ifconfig, route и arp. Первая команда (ifconfig) отвечает за настройку сетевых интерфейсов (ip, маска, шлюз), вторая (route) - настройка маршрутизации, третья (arp) - управление arp-таблицей. Хочется заметить, что выполнение данных команд без отключения стандартного скрипта запуска SystemV сетевой подсистемы внесет изменения только до первой перезагрузки/перезапуска сетевой службы, т.к. если пораскинуть мозгами, то можно понять, что скрипт /etc/init.d/networking при очередном запуске перечитает указанные выше конфиги и применит старые настройки. Соответственно, выход для постоянной установки настроек - либо команда ifconfig с соответствующими параметрами - вписать в rc.local, либо поправить руками соответствующие конфиги сетевых интерфейсов.

Так же, если выполняется команда ifconfig с недостающими параметрами (например только IP адрес), то остальные дополняются автоматически (например бродкаст адрес добавляется по умолчанию с хостовым адресом, оканчивающимся на 255 и маска подсети по умолчанию берется 255.255.255.0).

Маршрутизация для имеющихся интерфейсов в современных ядрах всегда поднимается автоматически силами ядра. Вернее сказать, прямые маршруты в сеть согласно настроек IP и подсети, в которую смотрит поднятый интерфейс формируются автоматически, силами ядра. Поле gateway (шлюз) для таких записей показывает адрес выходного интерфейса или *. В старых версиях ядра (номер ядра с которого маршруты стали подниматься автоматом - не подскажу) необходимо было добавлять маршрут вручную командой route.

Если есть необходимость организовать свои маршруты, то необходимо воспользоваться командой route. Данной командой можно добавлять и удалять маршруты, но опять же, это поможет только до перезапуска /etc/init.d/networking (или другого скрипта, отвечающего за сеть в Вашем дистрибутиве). Чтобы маршруты добавлялись автоматом, необходимо так же, как и с командой ifconfig - добавить команды добавления маршрутов в rc.local, либо поправить руками соответствующие конфиги сетевых интерфейсов (например в Deb - /etc/network/options).

Диагностика сети Linux

Существует большое количество инструментов диагностики сети в Linux, зачастую, они очень похожи на утилиты от Microsoft. Я рассмотрю 3 основные утилиты диагностики сети, без которых выявить неполадки будет проблематично.

Утилита Рing

Думаю, что данная утилита знакома чуть ли не каждому. Работа этой утилиты заключается в отправке т.н. пакетов ICMP удаленному серверу, который будет указан в параметрах команды, сервер возвращает отправленные команды, а ping подсчитывает время требуемое отправленному пакету, чтобы дойти до сервера и вернуться.

Рисунок 10 - Утилита Рing

Так же, утилита ping интересна тем, что может позволить увидеть, где именно возникли неполадки. Допустим, утилита ping выводит сообщение network not reachable (сеть недоступна), либо другое аналогичное сообщение. Это, скорее всего, говорит о некорректной настройке вашей системы. В таком случае, можно послать пакеты по IP-адресу провайдера, чтобы понять, в каком месте возникает проблема (между локальным ПК или «дальше»). Если Вы подключены к интернету через маршрутизатор, то можно послать пакеты по его IP. Соответственно, если проблема проявиться уже на этом этапе, это говорит, о неправильном конфигурировании локальной системы, либо о повреждении кабеля, если маршрутизатор отзывается, а сервер провайдера нет, то проблема - в канале связи провайдера и т.д. Наконец, если неудачей завершилось преобразовании имени в IP, то можно проверить связь по IP, если ответы будут приходить корректно, то можно догадаться, что проблема в DNS.

Следует отметить, что данная утилита не всегда надежный инструмент для диагностики. Удаленный сервер может блокировать ответы на ICMP запросы.