网络连接轻松搞定：Ubuntu 20.04桌面版无线与有线配置教程


参考资源链接：[Ubuntu 20.04桌面版详细图文安装教程](https://wenku.csdn.net/doc/1f0zb69t2p?spm=1055.2635.3001.10343)
# 1. Ubuntu 20.04网络配置概述

随着信息技术的快速发展，网络配置已经成为IT管理员和工程师的必备技能。在本章，我们将介绍Ubuntu 20.04网络配置的基础知识，为理解后续的网络连接设置打下坚实的基础。我们将从网络配置的基本概念讲起，包括网络协议和配置文件的基本结构。通过本章的学习，读者将能够掌握Ubuntu系统网络配置的基本方法，为后续章节的深入学习奠定基础。

## 网络配置基础概念

### 1.1 网络的基本功能

网络的最基本功能是实现数据通信。数据包从一个节点传输到另一个节点，路径的每一步都由网络层、传输层和应用层的协议来协同完成。Linux系统采用层次化的网络模型来处理数据传输，这使得网络配置和管理更加模块化和灵活。

### 1.2 网络协议栈

网络协议栈是网络通信的协议集合。在Ubuntu中，通常使用TCP/IP协议栈，该协议栈包括四层：链路层、网络层、传输层和应用层。每层负责不同的网络功能，例如IP协议位于网络层，负责数据包的路由和传递。

### 1.3 网络配置文件

Ubuntu系统的网络配置文件主要存储在`/etc/network/`目录下。这些配置文件定义了网络接口的参数，如IP地址、子网掩码、网关和DNS服务器地址。了解这些文件的内容和结构有助于深入理解网络配置的过程。

通过了解网络配置的基础知识，我们为读者搭建了进入Ubuntu网络世界的基石。接下来的章节中，我们将详细介绍有线网络和无线网络的具体配置步骤，以及如何进行网络故障排查、优化和安全强化。在介绍这些内容之前，建议读者熟悉Linux命令行操作，这将有助于更加顺利地完成网络配置任务。

# 2. 有线网络连接配置

### 2.1 理解有线网络的基本概念

#### 2.1.1 有线网络的工作原理
有线网络是一种使用物理媒介进行数据传输的网络，最常见的是以太网（Ethernet）。其工作原理主要基于OSI模型，其中物理层负责传输比特流，数据链路层通过MAC地址实现设备间的直接通信，网络层处理数据包的路由选择，传输层确保数据的可靠传输。有线网络一般通过网线（如双绞线或同轴电缆）将设备连接到交换机或路由器上，数据通过电子信号在金属导线中的传播来传输。

#### 2.1.2 Ubuntu中的网络接口命名规则
在Ubuntu系统中，网络接口通常使用`ethX`（有线以太网）或`wlanX`（无线局域网）命名，其中`X`是一个数字，用来区分多个接口。Ubuntu 19.10之后版本开始使用Predictable Network Interface Names（可预测网络接口命名）规则，新规则以`en`、`wl`或`ww`开头，后面跟随设备类型、位置信息，例如`enp3s0`或`ens192`。这种命名方式能够提供更加稳定和可预测的网络接口名称，避免了因设备热插拔带来的命名不一致性问题。

### 2.2 实操有线网络的设置步骤

#### 2.2.1 使用nmcli工具配置静态IP地址
`nmcli`（NetworkManager命令行接口）是管理网络连接的命令行工具。要通过`nmcli`为有线连接设置静态IP地址，可以使用以下步骤：

1. 首先，需要找到要配置的网络接口名称，可以使用`nmcli d`查看所有网络设备。
2. 禁用当前有线连接：`nmcli c down <interface-name>`
3. 添加一个带有静态IP地址的有线连接配置：`nmcli con add type ethernet ifname <interface-name> ip4 <IP>/24 gw4 <Gateway>`
4. 激活该连接：`nmcli con up <new-connection-name>`

这里的`<interface-name>`是你的网络接口名，`<IP>`是你希望分配的静态IP地址，`/24`是子网掩码，`<Gateway>`是默认网关地址。

# 示例：为接口enp3s0设置静态IP地址
nmcli d
nmcli c down enp3s0
nmcli con add type ethernet ifname enp3s0 ip4 192.168.1.100/24 gw4 192.168.1.1
nmcli con up Static-IP

#### 2.2.2 图形界面网络设置
Ubuntu提供了图形化界面来配置有线网络：

1. 打开“设置” > “网络”，选择你想要配置的有线连接。
2. 点击连接旁边的齿轮图标，进入编辑界面。
3. 在“IPv4”标签页选择“手动”，然后输入你的IP地址、网关、DNS服务器等信息。
4. 点击“应用”保存设置。

#### 2.2.3 故障排除技巧
当有线网络连接出现问题时，可以使用以下故障排除技巧：

- 检查物理连接：确保网线连接正确，网络设备（如路由器、交换机）正常工作。
- 检查网络服务状态：可以使用`systemctl status NetworkManager`检查网络服务状态。
- 查看网络日志：通过`dmesg | grep -i eth`查看网络接口相关的信息。
- 使用ping命令测试网络连通性：`ping -c 4 8.8.8.8`测试到外部服务器的连通性。

### 2.3 高级有线网络配置

#### 2.3.1 网络绑定和聚合
网络绑定（Bonding）和聚合（Teaming）是将多个网络接口合并成一个逻辑链路的技术，可以提供更高的带宽和冗余。在Ubuntu中可以使用`ifenslave`软件包来配置网络绑定。

# 安装ifenslave
sudo apt-get install ifenslave

# 配置网络绑定
sudo modprobe bonding mode=4 miimon=100
sudo ifconfig bond0 192.168.1.100 netmask 255.255.255.0 up
sudo ifenslave bond0 eth0 eth1

上述配置创建了一个以太网绑定接口`bond0`，使用模式`mode=4`（802.3ad）进行聚合，并将`eth0`和`eth1`两个接口绑定到`bond0`上。

#### 2.3.2 使用systemd-networkd自定义网络配置
`systemd-networkd`是systemd的一部分，提供了用于配置网络服务的工具。可以通过创建`.network`配置文件来定义自定义网络设置。

# /etc/systemd/network/20-static-en.network
[Match]
Name=enp3s0

[Network]
Address=192.168.1.100/24
Gateway=192.168.1.1
DNS=8.8.8.8

上述配置文件为名为`enp3s0`的网络接口设置了静态IP地址`192.168.1.100`，子网掩码为`255.255.255.0`，网关为`192.168.1.1`，并指定了DNS服务器为`8.8.8.8`。

| 项目 | 静态IP设置 | 网络绑定 | 自定义配置 |
|------------|-------------------|-------------------|-------------------|
| 配置方法 | nmcli命令行 | ifenslave和modprobe命令 | systemd-networkd配置文件 |
| 适用场景 | 单个网络接口 | 多个网络接口聚合和冗余 | 复杂网络配置和自定义需求 |
| 配置位置 | /etc/sysconfig/network-scripts | /etc/modprobe.d/bonding.conf | /etc/systemd/network/ |

请注意，以上内容是为了给读者提供一个从浅入深的介绍，针对有线网络连接配置的各个方面。在实际部署时，需要根据具体网络环境进行配置和优化。

# 3. 无线网络连接配置

## 3.1 无线网络基础知识

### 3.1.1 Wi-Fi标准