在 Hyper-V 中搭建固定 IP、固定网关、可上网且与宿主机互通的 Ubuntu 环境

一、需求背景

Hyper-V 自带的 Default Switch 使用方便，虚拟机通常可以自动获取 IP 并访问互联网。但它的内部网段和网关由 Windows 自动管理，不适合作为长期固定网络使用。

例如，某次 Default Switch 的地址可能是：

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172.26.96.1/20

之后又可能变成：

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172.18.48.1/20

如果 Ubuntu 配置了静态 IP 和静态网关，一旦 Default Switch 的网段变化，Ubuntu 就会失去网络连接。

本文使用 Internal 类型的 Hyper-V 交换机配合 WinNAT，实现以下目标：

Ubuntu 使用固定 IP；
Ubuntu 使用固定网关；
Ubuntu 可以访问互联网；
Ubuntu 可以和 Windows 宿主机双向通信；
不再受 Default Switch 网段变化影响。

微软官方的 Hyper-V NAT 方案也是先创建内部交换机，再为宿主机虚拟网卡配置网关地址，最后通过 New-NetNat 创建 NAT。WinNAT 本身不负责给普通虚拟机分配 IP，因此虚拟机需要手动设置 IP、网关和 DNS。

二、环境规划

本文使用下面的网络配置：

配置项	地址
虚拟交换机名称	`Ubuntu-FixedNAT`
NAT 名称	`Ubuntu-FixedNAT`
内部网段	`172.26.96.0/20`
子网掩码	`255.255.240.0`
Windows 宿主机地址	`172.26.96.1`
Ubuntu 固定 IP	`172.26.107.185`
Ubuntu 默认网关	`172.26.96.1`
Ubuntu DNS	`223.5.5.5`、`114.114.114.114`

172.26.96.0/20 的地址范围为：

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172.26.96.0 ～ 172.26.111.255

因此：

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172.26.107.185/20

属于该网段，可以正常使用。

最终网络结构如下：

复制代码

                    互联网
                       │
                Windows 物理网卡
                       │
                    WinNAT
                       │
              172.26.96.1/20
           Windows 宿主机虚拟网卡
                       │
             Ubuntu-FixedNAT
             Hyper-V 内部交换机
                       │
             172.26.107.185/20
                  Ubuntu VM

Internal 类型的交换机会在 Windows 宿主机上创建对应的虚拟网卡，因此宿主机和虚拟机可以通过这个内部网络直接通信；增加 NAT 后，虚拟机还可以通过宿主机访问外部网络。

三、配置前检查

以下 Windows 命令必须在 管理员 PowerShell 中执行。

首先查看当前 Hyper-V 交换机：

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Get-VMSwitch |
    Format-Table Name, SwitchType

查看已有 NAT：

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Get-NetNat |
    Format-Table Name, InternalIPInterfaceAddressPrefix

查看目标网段是否已经被使用：

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Get-NetIPAddress -AddressFamily IPv4 |
    Where-Object {
        $_.IPAddress -like "172.26.*"
    }

Get-NetRoute -AddressFamily IPv4 |
    Where-Object {
        $_.DestinationPrefix -eq "172.26.96.0/20"
    }

如果目标网段已经被 VPN、Docker、Windows Containers、WSL 或其他虚拟网络使用，应当换一个网段，例如：

复制代码

192.168.200.0/24

微软当前文档指出，一台 Windows 宿主机通常只支持一个 WinNAT 网络。如果 Get-NetNat 已经显示其他 NAT，不要直接删除，应先确认它是否由 Docker 或 Windows Containers 使用。

四、创建固定的 Hyper-V 内部交换机

执行：

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New-VMSwitch `
    -Name "Ubuntu-FixedNAT" `
    -SwitchType Internal

检查创建结果：

复制代码

Get-VMSwitch -Name "Ubuntu-FixedNAT" |
    Format-List Name, SwitchType

应当看到：

复制代码

Name       : Ubuntu-FixedNAT
SwitchType : Internal

Windows 还会创建一个虚拟网卡：

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vEthernet (Ubuntu-FixedNAT)

查看该网卡：

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Get-NetAdapter -Name "vEthernet (Ubuntu-FixedNAT)"

微软支持使用 New-VMSwitch -SwitchType Internal 创建内部交换机；与外部交换机相比，内部交换机不会直接绑定物理网卡，一般对宿主机现有网络影响更小。

五、配置固定网关地址

获取虚拟网卡的接口编号：

复制代码

$adapter = Get-NetAdapter `
    -Name "vEthernet (Ubuntu-FixedNAT)"

$adapter |
    Format-Table Name, ifIndex, Status

给该网卡配置固定地址：

复制代码

New-NetIPAddress `
    -InterfaceIndex $adapter.ifIndex `
    -IPAddress 172.26.96.1 `
    -PrefixLength 20

检查配置：

复制代码

Get-NetIPAddress `
    -InterfaceAlias "vEthernet (Ubuntu-FixedNAT)" `
    -AddressFamily IPv4 |
    Format-Table IPAddress, PrefixLength, InterfaceAlias

预期结果：

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IPAddress      PrefixLength InterfaceAlias
---------      ------------ --------------
172.26.96.1               20 vEthernet (Ubuntu-FixedNAT)

注意：这张 Windows 虚拟网卡不要设置默认网关。

这里的：

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172.26.96.1

本身就是 Ubuntu 使用的网关地址。

如果重复执行命令时提示地址已存在，可以先确认：

复制代码

Get-NetIPAddress `
    -InterfaceAlias "vEthernet (Ubuntu-FixedNAT)" `
    -AddressFamily IPv4

地址正确就不需要再次添加。

六、创建 WinNAT

执行：

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New-NetNat `
    -Name "Ubuntu-FixedNAT" `
    -InternalIPInterfaceAddressPrefix "172.26.96.0/20"

查看 NAT：

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Get-NetNat -Name "Ubuntu-FixedNAT" |
    Format-List Name, InternalIPInterfaceAddressPrefix, Active

预期看到：

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Name                             : Ubuntu-FixedNAT
InternalIPInterfaceAddressPrefix : 172.26.96.0/20

NAT 会把 Ubuntu 发往互联网的流量转换为 Windows 宿主机的外部地址。微软官方配置流程同样使用 New-NetNat 配置内部网络前缀。

七、将 Ubuntu 连接到新交换机

先查看虚拟机名称：

复制代码

Get-VM |
    Format-Table Name, State

建议关闭 Ubuntu：

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Stop-VM -Name "Ubuntu"

将虚拟网卡连接到新交换机：

复制代码

Connect-VMNetworkAdapter `
    -VMName "Ubuntu" `
    -SwitchName "Ubuntu-FixedNAT"

如果虚拟机实际名称不是 Ubuntu，需要替换成 Get-VM 显示的名称。

检查连接：

复制代码

Get-VMNetworkAdapter -VMName "Ubuntu" |
    Format-Table Name, SwitchName, MacAddress

应当看到：

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SwitchName
----------
Ubuntu-FixedNAT

也可以通过 Hyper-V 管理器操作：

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Hyper-V 管理器
  → 选择 Ubuntu 虚拟机
  → 设置
  → 网络适配器
  → 虚拟交换机
  → Ubuntu-FixedNAT
  → 确定

八、编写 Ubuntu 静态网络配置

当前 Ubuntu 配置为：

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IP：172.26.107.185/20
网关：172.26.96.1
DNS：223.5.5.5、114.114.114.114
网卡：eth0

先启动 Ubuntu：

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Start-VM -Name "Ubuntu"

建议通过 Hyper-V 控制台进入 Ubuntu，而不是通过 SSH 操作，因为配置网络时 SSH 可能中断。

1. 检查网卡名称

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ip -br link

如果显示：

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eth0    UP

就可以继续使用下面的配置。

如果显示的是 ens160、enp1s0 等名称，需要将配置中的 eth0 替换为实际名称。

2. 备份原有 Netplan 配置

查看现有文件：

复制代码

ls -l /etc/netplan/

创建备份目录：

复制代码

BACKUP_DIR="/root/netplan-backup-$(date +%Y%m%d-%H%M%S)"

sudo mkdir -p "$BACKUP_DIR"
sudo cp -a /etc/netplan/*.yaml "$BACKUP_DIR"/

你的原配置中同时存在：

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dhcp4: true

以及：

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dhcp4: false
addresses:
  - 172.26.107.185/20

这说明 /etc/netplan/ 下可能存在多个 YAML 文件。为了避免 DHCP 配置和静态配置互相合并，建议最终只保留一份负责 eth0 的配置。

3. 禁止 cloud-init 重写网络配置

创建文件：

复制代码

sudo tee /etc/cloud/cloud.cfg.d/99-disable-network-config.cfg >/dev/null <<'EOF'
network: {config: disabled}
EOF

将 cloud-init 生成的配置文件移出 Netplan 目录：

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if [ -f /etc/netplan/50-cloud-init.yaml ]; then
    sudo mv \
        /etc/netplan/50-cloud-init.yaml \
        "$BACKUP_DIR/50-cloud-init.yaml"
fi

如果还有其他包含 eth0 的旧配置，可以先查看：

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sudo grep -R -n "eth0\|172.26.107.185" /etc/netplan/

确认是旧配置后，将它移动到备份目录，不要让同一张网卡同时存在多个互相冲突的配置。

4. 创建静态配置

执行：

复制代码

sudo tee /etc/netplan/99-hyperv-static.yaml >/dev/null <<'EOF'
network:
  version: 2
  renderer: networkd
  ethernets:
    eth0:
      dhcp4: false
      dhcp6: false
      addresses:
        - 172.26.107.185/20
      routes:
        - to: default
          via: 172.26.96.1
      nameservers:
        addresses:
          - 223.5.5.5
          - 114.114.114.114
EOF

设置文件权限：

复制代码

sudo chmod 600 /etc/netplan/99-hyperv-static.yaml

Netplan 的静态网络配置通过 addresses 设置 IP，通过默认路由的 via 设置网关，并通过 nameservers 设置 DNS。

九、验证并应用 Netplan

先检查 YAML 语法：

复制代码

sudo netplan generate

查看 Netplan 合并后的最终配置：

复制代码

sudo netplan get

应当包含：

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eth0:
  addresses:
    - 172.26.107.185/20
  dhcp4: false
  routes:
    - to: default
      via: 172.26.96.1

建议先使用：

复制代码

sudo netplan try

netplan try 会临时应用配置，如果管理员没有在规定时间内确认，它会尝试自动回滚，适合在修改网络配置时降低失联风险。

确认测试正常后按 Enter 保存。

也可以直接执行：

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sudo netplan apply

十、检查 Ubuntu 网络状态

查看 IP：

复制代码

ip -br -4 addr

预期结果：

复制代码

eth0    UP    172.26.107.185/20

查看路由：

复制代码

ip route

预期结果：

复制代码

default via 172.26.96.1 dev eth0
172.26.96.0/20 dev eth0 proto kernel scope link src 172.26.107.185

查看 DNS：

复制代码

resolvectl status eth0

或者：

复制代码

netplan status eth0

十一、测试宿主机与虚拟机通信

Ubuntu 测试 Windows 宿主机

复制代码

ping -c 4 172.26.96.1

成功表示：

复制代码

Ubuntu → Hyper-V 内部交换机 → Windows 宿主机

通信正常。

Windows 测试 Ubuntu

在 Windows PowerShell 中执行：

复制代码

ping 172.26.107.185

如果 Ubuntu 禁止 ICMP，ping 可能失败，可以测试实际服务端口：

复制代码

Test-NetConnection `
    -ComputerName 172.26.107.185 `
    -Port 22

十二、测试 Ubuntu 访问互联网

先测试不依赖 DNS 的公网地址：

复制代码

ping -c 4 1.1.1.1

如果成功，说明 NAT 正常。

再测试域名解析：

复制代码

getent hosts www.baidu.com

或者：

复制代码

ping -c 4 www.baidu.com

判断方式：

复制代码

能访问 172.26.96.1
    → Ubuntu 与 Windows 宿主机通信正常

能访问 1.1.1.1
    → WinNAT 和互联网访问正常

能解析 www.baidu.com
    → DNS 配置正常

十三、配置 SSH 登录

Ubuntu 安装 SSH 服务：

复制代码

sudo apt update
sudo apt install -y openssh-server
sudo systemctl enable --now ssh

如果启用了 UFW：

复制代码

sudo ufw allow OpenSSH

查看状态：

复制代码

sudo systemctl status ssh --no-pager

Windows 测试端口：

复制代码

Test-NetConnection `
    -ComputerName 172.26.107.185 `
    -Port 22

连接 Ubuntu：

复制代码

ssh ubuntu@172.26.107.185

完成后，无论 Windows 当前使用有线网络、无线网络，还是物理网卡地址发生变化，Windows 都可以继续通过固定地址访问 Ubuntu：

复制代码

172.26.107.185

十四、一键创建 Windows 网络的 PowerShell 脚本

下面的脚本可以完成：

创建 Internal 交换机；
设置固定网关；
创建 WinNAT；
检查已有 NAT 冲突。

请在管理员 PowerShell 中执行：

复制代码

$SwitchName  = "Ubuntu-FixedNAT"
$NatName     = "Ubuntu-FixedNAT"
$Gateway     = "172.26.96.1"
$Prefix      = 20
$Subnet      = "172.26.96.0/20"

# 创建内部交换机
$switch = Get-VMSwitch `
    -Name $SwitchName `
    -ErrorAction SilentlyContinue

if (-not $switch) {
    Write-Host "Creating Hyper-V internal switch: $SwitchName"

    New-VMSwitch `
        -Name $SwitchName `
        -SwitchType Internal |
        Out-Null
}
else {
    Write-Host "Hyper-V switch already exists: $SwitchName"
}

# 获取宿主机虚拟网卡
$adapter = Get-NetAdapter `
    -Name "vEthernet ($SwitchName)" `
    -ErrorAction Stop

# 配置固定网关地址
$gatewayAddress = Get-NetIPAddress `
    -InterfaceIndex $adapter.ifIndex `
    -AddressFamily IPv4 `
    -ErrorAction SilentlyContinue |
    Where-Object {
        $_.IPAddress -eq $Gateway -and
        $_.PrefixLength -eq $Prefix
    }

if (-not $gatewayAddress) {
    Write-Host "Assigning gateway address: $Gateway/$Prefix"

    New-NetIPAddress `
        -InterfaceIndex $adapter.ifIndex `
        -IPAddress $Gateway `
        -PrefixLength $Prefix |
        Out-Null
}
else {
    Write-Host "Gateway address already exists: $Gateway/$Prefix"
}

# 检查指定 NAT
$nat = Get-NetNat `
    -Name $NatName `
    -ErrorAction SilentlyContinue

if (-not $nat) {
    # Windows 通常只支持一个 WinNAT，发现其他 NAT 时停止
    $otherNats = Get-NetNat -ErrorAction SilentlyContinue

    if ($otherNats) {
        Write-Host ""
        Write-Host "Another WinNAT instance already exists:"
        $otherNats |
            Format-Table Name, InternalIPInterfaceAddressPrefix

        throw "Check existing Docker, container, or virtual NAT networks before continuing."
    }

    Write-Host "Creating WinNAT: $NatName"

    New-NetNat `
        -Name $NatName `
        -InternalIPInterfaceAddressPrefix $Subnet |
        Out-Null
}
else {
    Write-Host "WinNAT already exists: $NatName"
}

Write-Host ""
Write-Host "Configuration completed."
Write-Host "Switch : $SwitchName"
Write-Host "Gateway: $Gateway/$Prefix"
Write-Host "Subnet : $Subnet"

脚本执行完成后，再将 Ubuntu 连接到该交换机：

复制代码

Get-VM

Connect-VMNetworkAdapter `
    -VMName "Ubuntu" `
    -SwitchName "Ubuntu-FixedNAT"

十五、常见问题排查

1. Ubuntu 无法 ping 通网关

检查虚拟机连接的是不是正确交换机：

复制代码

Get-VMNetworkAdapter -VMName "Ubuntu" |
    Format-Table SwitchName, Status, MacAddress

正确结果应为：

复制代码

Ubuntu-FixedNAT

检查 Windows 网关：

复制代码

Get-NetIPAddress `
    -InterfaceAlias "vEthernet (Ubuntu-FixedNAT)" `
    -AddressFamily IPv4

必须存在：

复制代码

172.26.96.1/20

2. 可以 ping 网关，但不能访问互联网

检查 NAT：

复制代码

Get-NetNat |
    Format-List Name, InternalIPInterfaceAddressPrefix, Active

应当存在：

复制代码

Ubuntu-FixedNAT
172.26.96.0/20

然后检查 Windows 宿主机本身是否可以上网。

VPN、安全软件或第三方防火墙也可能阻止 WinNAT 转发。

3. 可以访问公网 IP，但不能访问域名

这通常是 DNS 问题。

检查：

复制代码

resolvectl status

重新应用配置：

复制代码

sudo netplan generate
sudo netplan apply

测试 DNS：

复制代码

getent hosts www.baidu.com

4. Netplan 报配置权限过宽

执行：

复制代码

sudo chmod 600 /etc/netplan/99-hyperv-static.yaml

5. `New-NetNat` 提示已有 NAT

查看已有 NAT：

复制代码

Get-NetNat |
    Format-Table Name, InternalIPInterfaceAddressPrefix

不要直接运行：

复制代码

Get-NetNat | Remove-NetNat

因为已有 NAT 可能属于 Docker 或 Windows Containers。微软文档明确提示 WinNAT 数量存在限制，并提供了多应用共享 NAT 的特殊配置流程。

十六、恢复到 Default Switch

如果需要撤销配置，先把 Ubuntu 切回默认交换机：

复制代码

Connect-VMNetworkAdapter `
    -VMName "Ubuntu" `
    -SwitchName "Default Switch"

删除自定义 NAT：

复制代码

Remove-NetNat `
    -Name "Ubuntu-FixedNAT" `
    -Confirm:$false

删除内部交换机：

复制代码

Remove-VMSwitch `
    -Name "Ubuntu-FixedNAT" `
    -Force

如果恢复使用 Default Switch，Ubuntu 也需要改回 DHCP，否则原来的静态地址将无法匹配 Default Switch 当前网段。

十七、最终效果

配置完成后的固定环境为：

复制代码

Hyper-V 交换机：
Ubuntu-FixedNAT

Windows 宿主机虚拟网卡：
172.26.96.1/20

Ubuntu：
172.26.107.185/20

Ubuntu 默认网关：
172.26.96.1

Ubuntu DNS：
223.5.5.5
114.114.114.114

Ubuntu 可以固定使用：

复制代码

172.26.107.185

Windows 宿主机可以通过该地址访问 Ubuntu，Ubuntu 也可以通过：

复制代码

172.26.96.1

访问 Windows 宿主机，并通过 WinNAT 访问互联网。即使 Hyper-V 的 Default Switch 后续再次更换网段，也不会影响这个固定网络环境。

在 Hyper-V 中搭建固定 IP、固定网关、可上网且与宿主机互通的 Ubuntu 环境

一、需求背景

二、环境规划

三、配置前检查

四、创建固定的 Hyper-V 内部交换机

五、配置固定网关地址

六、创建 WinNAT

七、将 Ubuntu 连接到新交换机

八、编写 Ubuntu 静态网络配置

1. 检查网卡名称

2. 备份原有 Netplan 配置

3. 禁止 cloud-init 重写网络配置

4. 创建静态配置

九、验证并应用 Netplan

十、检查 Ubuntu 网络状态

十一、测试宿主机与虚拟机通信

Ubuntu 测试 Windows 宿主机

Windows 测试 Ubuntu

十二、测试 Ubuntu 访问互联网

十三、配置 SSH 登录

十四、一键创建 Windows 网络的 PowerShell 脚本

十五、常见问题排查

1. Ubuntu 无法 ping 通网关

2. 可以 ping 网关，但不能访问互联网

3. 可以访问公网 IP，但不能访问域名

4. Netplan 报配置权限过宽

5. New-NetNat 提示已有 NAT

十六、恢复到 Default Switch

十七、最终效果

5. `New-NetNat` 提示已有 NAT