Linux小课堂: 网络配置详解之DHCP动态分配与静态IP地址设置

公网 IP 与内网 IP 的核心差异

公网 IP 是互联网唯一标识符，如云服务器（ECS）的公网 IP 可通过 SSH 直接访问（示例：ssh root@公网IP）
内网 IP 用于局域网设备通信，如 VirtualBox 虚拟机环境中的服务器（vitserver）与客户机（sentencegunclient）通过内网 IP 互联（示例：ssh root@192.168.0.106）

DHCP 动态 IP 分配机制

1 ）协议原理

DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol）基于 UDP 协议

其核心机制为：

动态分配：DHCP服务器为设备分配带租约期限的IP地址（如24小时）
IP 地址具有租约期限，到期后地址可能被重新分配（如 192.168.0.106 → 192.168.0.102）
参数自动化管理：自动分配IP地址、子网掩码、网关、DNS等参数，无需手动配置

2 ) 配置文件解析

网卡配置文件路径：/etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-<接口名>（如 ifcfg-ens33）

关键参数：

bash 复制代码

BOOTPROTO=dhcp    # 启用 DHCP 模式 
ONBOOT=yes        # 开机自动激活网卡

3 ) 关键验证命令

bash 复制代码

ifconfig ens33  # 查看当前IP地址 
cat /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens33 | grep BOOTPROTO  # 检查协议类型

静态 IP 配置实践

为固定服务器IP地址，需切换为静态分配模式。以下提供两种配置方式：

1 ) 方案 1：直接编辑配置文件

修改配置

将 BOOTPROTO 改为 static，并手动指定参数：

bash 复制代码

# /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens33 
BOOTPROTO=static         # 从dhcp改为static
IPADDR=192.168.0.106     # 静态 IP 地址 
NETMASK=255.255.255.0    # 子网掩码（等价 /24）
GATEWAY=192.168.0.1      # 网关地址（必需）
DNS1=192.168.1.1         # DNS 服务器（必需）
ONBOOT=yes               # 确保开机自启

补充网关与DNS（否则无法上网）：

ini 复制代码

GATEWAY=192.168.0.1       # 网关地址（需与主机网关一致）
DNS1=192.168.1.1          # 主DNS服务器

重启网络服务

bash 复制代码

systemctl restart network
ifconfig ens33           # 验证 IP 是否生效 
ping www.baidu.com         # 测试网络连通性

2 ）方案2：使用 nmtui 文本界面工具

执行命令进入交互界面：
bash 复制代码
```
nmtui 
```
操作路径，选择 Edit a connection → 选择网卡（如ens33）：
- 将 IPv4 CONFIGURATION 改为 Manual
- 在Addresses中输入IP及子网掩码
  - 格式：IP地址/子网掩码位数，如 192.168.0.106/24
- 在Gateway和DNS servers中填入对应地址
  - Gateway: 192.168.0.1
  - DNS servers: 192.168.1.1
保存退出并重启网络服务：
bash 复制代码
```
systemctl restart NetworkManager
```

注意事项：

网关与DNS必填：缺失将导致无法访问外网（如 ping: baidu.com: Name or service not known）
子网掩码格式：NETMASK=255.255.255.0 等价于 PREFIX=24（二进制24位掩码）

关键点：

静态IP必须配置网关和DNS，否则无法访问外部网络
网关（GATEWAY）是跨网段通信的出口，通常是路由器IP（如192.168.0.1）
DNS（如192.168.1.1）用于域名解析，可通过本地/etc/hosts或公共DNS（如8.8.8.8）替代

网关与DNS的获取与配置

静态IP需手动指定网关和DNS，可通过以下方式查询：

1 ) 查询网关地址

Linux/Windows命令：

bash 复制代码

ip route show default  # Linux 
ipconfig /all          # Windows（查看"默认网关"）

图形界面：
- Windows：控制面板 → 网络状态 → 连接详情 → "默认网关"
- macOS：系统偏好设置 → 网络 → 高级 → TCP/IP → "路由器"

2 ) 查询DNS服务器

Linux命令：

bash 复制代码

netstat -nr | grep default  # 查看网关 
cat /etc/resolv.conf  # 查看nameserver字段

Windows/macOS：同网关查询路径，定位"DNS服务器"字段

示例配置：

ini 复制代码

GATEWAY=192.168.0.1     # 网关通常为路由器IP（如192.168.0.1）
DNS1=192.168.1.1         # 主DNS服务器
DNS2=8.8.8.8             # 备用DNS（如Google DNS）

关键故障排查点

网关与 DNS 查询方法：
- Windows: ipconfig /all → 查看 Default Gateway 和 DNS Servers
- macOS/Linux:
  bash 复制代码
```
route -n | grep 'UG'        # 查看网关 
cat /etc/resolv.conf        # 查看 DNS 
```
无法访问外网：
1. 检查网关、DNS是否配置（静态IP必需）
2. 验证网络服务状态：systemctl status network
3. 测试网关连通性：ping 192.168.0.1
4. 静态 IP 必须配置 GATEWAY 和 DNS，否则导致域名解析失败（ping: baidu.com: Name or service not known）
IP冲突：确保静态IP未被其他设备占用
配置文件生效：修改后必须执行 systemctl restart network

终极验证命令：

bash 复制代码

ping 192.168.0.1      # 测试网关可达性 请使用自己的网关ip
ping 8.8.8.8          # 测试外网连通性
ping www.baidu.com    # 测试DNS解析

常见问题：
- 若ping域名失败但IP成功 → 检查DNS配置
- 若无法访问外部网络 → 确认网关是否匹配主机所在网络段

网络基础概念解析

网关（Gateway）：连接不同网络的关口（如局域网与互联网），通常为路由器IP地址（如 192.168.0.1）
DNS（Domain Name System）：将域名解析为IP地址的服务（如 www.imooc.com → 117.121.101.134）
子网掩码（Netmask）：标识IP地址的网络部分与主机部分（如 255.255.255.0 表示前24位为网络地址）

技术细节：

DHCP租约机制：IP地址临时性导致变更，静态IP通过固定参数规避此问题
桥接模式：虚拟机网卡需设置为桥接（Bridged），使虚拟机与宿主机在同一局域网段获取IP

DHCP与静态IP的应用场景

模式	适用场景	优点
DHCP	动态IP环境（如办公网络、移动设备）	自动管理IP，减少配置负担
Static	服务器、需固定IP的服务（如Web、SSH）	IP稳定，便于服务访问与端口映射

运维提示：

对于服务器，静态IP是最佳实践，可避免因IP变更导致的服务中断

若需保留DHCP但固定IP，可在路由器中设置

NestJS 网络配置辅助代码示例

1 ) 方案1

模拟网络控制器

typescript 复制代码

import { Controller, Get } from '@nestjs/common';
import { execSync } from 'child_process';
 
@Controller('network')
export class NetworkController {
  @Get('config')
  getNetworkConfig() {
    // 获取当前网络接口配置（Linux 环境）
    const ifconfig = execSync('ifconfig ens33').toString();
    const gateway = execSync('route -n | grep "UG" | awk \'{print $2}\'').toString().trim();
    const dns = execSync('cat /etc/resolv.conf | grep "nameserver" | awk \'{print $2}\'').toString().trim();
 
    return {
      interface: 'ens33',
      config: ifconfig,
      gateway,
      dnsServers: dns.split('\n')
    };
  }
 
  @Get('restart')
  restartNetwork() {
    // 重启网络服务（需 root 权限）
    try {
      execSync('systemctl restart network', { stdio: 'inherit' });
      return { status: 'Network service restarted' };
    } catch (error) {
      throw new Error(`Restart failed: ${error.message}`);
    }
  }
}

核心总结

DHCP 适用场景：
适合动态环境（如移动设备），但 IP 变化可能导致服务不可达。
静态 IP 必要性：
服务器需固定 IP 确保服务稳定性（如 Web 服务、SSH 连接）。
配置完整性：
静态 IP 必须指定网关和 DNS，否则网络功能不全。
工具选择：
- 快速修改 → vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens33
- 交互操作 → nmtui

注：虚拟机网络模式（如桥接/NAT）直接影响 IP 分配范围，需与宿主机网络环境匹配

2 ）方案2

模拟静态IP配置逻辑，包括网关和DNS验证：

typescript 复制代码

import { Injectable } from '@nestjs/common';
 
@Injectable()
export class NetworkConfigService {
  private ipAddress: string = '192.168.0.106';
  private subnetMask: string = '255.255.255.0';
  private gateway: string | null = null;
  private dnsServers: string[] = [];
 
  // 设置网关和DNS 
  setGatewayAndDns(gateway: string, dns: string[]): void {
    this.gateway = gateway;
    this.dnsServers = dns;
  }
 
  // 验证网络连通性
  validateNetwork(): string {
    if (!this.gateway || this.dnsServers.length === 0) {
      return 'Error: Gateway or DNS not configured. Name or service not known.';
    }
    return `Success: Ping to external domain resolved via DNS ${this.dnsServers[0]}`;
  }
 
  // 获取当前配置
  getCurrentConfig(): object {
    return {
      ipAddress: this.ipAddress,
      subnetMask: this.subnetMask,
      gateway: this.gateway,
      dnsServers: this.dnsServers,
    };
  }
}
 
// 使用示例 
const networkService = new NetworkConfigService();
networkService.setGatewayAndDns('192.168.0.1', ['192.168.1.1']);
console.log(networkService.validateNetwork()); // 输出: Success: Ping to external domain resolved via DNS 192.168.1.1

此代码定义了一个服务类 NetworkConfigService，通过 setGatewayAndDns 方法配置网关和DNS，validateNetwork 方法模拟网络验证逻辑。若未设置网关或DNS，返回错误 Name or service not known；配置正确时返回解析成功消息

总结

动态IP（DHCP）：适用于临时设备，自动管理网络参数，但IP可能变化
静态IP：需手动配置 IPADDR、NETMASK、GATEWAY、DNS，适用于服务器等固定设备
核心要点：网关与DNS是静态IP联网的必要参数，缺失将导致网络中断
通过编辑配置文件或 nmtui 工具均可实现配置，后者提供更友好的交互界面