systemd-networkd: Linux 网络管理服务详解

systemd-networkd 是 systemd 套件的一部分，是一个系统守护进程，用于管理网络配置。它能够检测并配置网络设备，创建虚拟网络设备，并根据配置文件自动管理网络连接。

介绍

systemd-networkd 相比于传统的网络管理工具（如 NetworkManager 或旧式的 ifupdown 脚本），systemd-networkd 的设计目标是轻量级、简单且专为服务器和容器环境优化。

核心特点

• 轻量级与高性能：资源占用极低，依赖少，启动速度快。
• 紧密集成：作为 systemd 的一部分，它能利用 systemd 的依赖管理和日志功能。
• 声明式配置：通过简单的文本文件配置网络，易于版本控制和自动化部署（Ansible/Puppet 等）。
• 支持热插拔：能够检测新添加的网络设备并自动应用配置。
• 功能丰富：支持静态 IP、DHCP（客户端和服务端）、IPv6、VLAN、网桥（Bridge）、Bonding、VXLAN、隧道（Tunnel）等。
• 容器友好：非常适合用于 systemd-nspawn 容器和虚拟机环境。

适用场景 vs 不适用场景

• ✅ 推荐使用场景：

  • 服务器环境（Server）。
  • 云实例（Cloud Instances）。
  • 嵌入式设备。
  • 容器和虚拟机。
  • 需要固定、静态网络配置的环境。

• ❌ 不推荐使用场景：

  • 桌面环境/笔记本电脑：如果你需要频繁切换 WiFi、连接 VPN 或使用 GUI 管理网络，NetworkManager 是更好的选择。

配置文件结构

配置文件通常位于 /etc/systemd/network/ 目录下。文件按字典序处理（10-*.network 会先于 20-*.network 被读取）。

主要有三种类型的文件：

1. .network 文件：最常用。用于对匹配的网络接口应用配置（如 IP 地址、DNS、路由）。
2. .netdev 文件：用于创建虚拟网络设备（如 Bridge, Bond, VLAN）。
3. .link 文件：用于底层链路配置（如修改 MAC 地址、重命名接口名称）。

配置示例

以下展示如何在 /etc/systemd/network/ 下创建配置文件。

配置 DHCP（自动获取 IP）

创建一个文件，例如 /etc/systemd/network/80-dhcp.network：

[Match]
Name=eth0  # 或者使用通配符，如 en*

[Network]
DHCP=yes

配置静态 IP (Static IP)

创建一个文件，例如 /etc/systemd/network/10-static-enp3s0.network：

[Match]
Name=enp3s0

[Network]
Address=192.168.1.100/24
Gateway=192.168.1.1
DNS=8.8.8.8
DNS=1.1.1.1

配置网桥 (Bridge)

这通常需要两个文件：一个定义设备，一个绑定接口。

1. 定义网桥设备 (/etc/systemd/network/br0.netdev)：

   [NetDev]
   Name=br0
   Kind=bridge
   

2. 将物理接口绑定到网桥 (/etc/systemd/network/10-bind-eth0.network)：

   [Match]
   Name=eth0
   
   [Network]
   Bridge=br0
   

3. 配置网桥的 IP (/etc/systemd/network/20-br0.network)：

   [Match]
   Name=br0
   
   [Network]
   Address=192.168.1.50/24
   Gateway=192.168.1.1
   

或

• /etc/systemd/network/25-bridge-static.netdev

[NetDev]
Name=bridge0
Kind=bridge

• /etc/systemd/network/25-bridge-static.network

[Match]
Name=bridge0

[Network]
Address=192.168.0.15/24
Gateway=192.168.0.1
DNS=192.168.0.1

• /etc/systemd/network/25-bridge-slave-interface-1.network

[Match]
Name=enp2s0

[Network]
Bridge=bridge0

• /etc/systemd/network/25-bridge-slave-interface-2.network

[Match]
Name=wlp3s0

[Network]
Bridge=bridge0

IPv6 Prefix Delegation (DHCPv6 PD)

• /etc/systemd/network/55-dhcpv6-pd-upstream.network

[Match]
Name=enp1s0

[Network]
DHCP=ipv6

• /etc/systemd/network/55-dhcpv6-pd-downstream.network

[Match]
Name=enp2s0

[Network]
DHCPPrefixDelegation=yes
IPv6SendRA=yes

网桥与 VLAN

• /etc/systemd/network/25-bridge-slave-interface-1.network

[Match]
Name=enp2s0

[Network]
Bridge=bridge0

[BridgeVLAN]
VLAN=1-32
PVID=42
EgressUntagged=42

[BridgeVLAN]
VLAN=100-200

[BridgeVLAN]
EgressUntagged=300-400

隧道

# /etc/systemd/network/25-tunnels.network
[Match]
Name=ens1

[Network]
Tunnel=ipip-tun
Tunnel=sit-tun
Tunnel=gre-tun
Tunnel=vti-tun

# /etc/systemd/network/25-tunnel-ipip.netdev
[NetDev]
Name=ipip-tun
Kind=ipip

# /etc/systemd/network/25-tunnel-sit.netdev
[NetDev]
Name=sit-tun
Kind=sit

# /etc/systemd/network/25-tunnel-gre.netdev
[NetDev]
Name=gre-tun
Kind=gre

# /etc/systemd/network/25-tunnel-vti.netdev
[NetDev]
Name=vti-tun
Kind=vti

bond 设备

# /etc/systemd/network/30-bond1.network
[Match]
Name=bond1

[Network]
DHCP=ipv6
# /etc/systemd/network/30-bond1.netdev
[NetDev]
Name=bond1
Kind=bond
# /etc/systemd/network/30-bond1-dev1.network
[Match]
MACAddress=52:54:00:e9:64:41

[Network]
Bond=bond1
# /etc/systemd/network/30-bond1-dev2.network
[Match]
MACAddress=52:54:00:e9:64:42

[Network]
Bond=bond1

无线适配器

• /etc/systemd/network/25-wireless.network

[Match]
Name=wlp2s0

[Network]
DHCP=yes
IgnoreCarrierLoss=3s

管理与命令 (networkctl)

systemd-networkd 配套了一个命令行工具 networkctl 用于查看状态。

• 查看网络链接状态：

  networkctl list
  

• 查看特定接口的详细信息：

  networkctl status eth0
  

• 重新加载配置（修改配置文件后）：

  networkctl reload
  # 或者
  systemctl restart systemd-networkd
  

DNS 解析 (systemd-resolved)

systemd-networkd 通常与 systemd-resolved 配合使用来处理 DNS 解析。 networkd 获取到 DNS 服务器地址（通过 DHCP 或静态配置），然后传递给 resolved。

要使 DNS 正常工作，你需要确保 systemd-resolved 已启用，并且 /etc/resolv.conf 是一个软链接：

systemctl enable --now systemd-resolved
ln -sf /run/systemd/resolve/stub-resolv.conf /etc/resolv.conf

如何启用 systemd-networkd

如果你决定从 NetworkManager 或其他工具切换到 systemd-networkd：

1. 禁用旧服务（以 NetworkManager 为例）：

   systemctl stop NetworkManager
   systemctl disable NetworkManager
   

2. 启用并启动 systemd-networkd：

   systemctl enable systemd-networkd
   systemctl start systemd-networkd
   

3. 检查状态：

   systemctl status systemd-networkd
   networkctl
   

扩展

• 其他
  • systemd-networkd-wait-online.service 主要作用是等待网络配置达到可用状态，具体包括：确保网络已连接并配置完成、同步网络相关服务（它实现了一个特殊的 network-online.target 目标。依赖于网络的服务可以声明它们需要在这个 target 之后启动。这样就避免了服务在网络尚未就绪时就尝试启动并失败，从而导致启动过程中的错误或延迟）

F&Q

systemd-networkd 出现 ibs8f0: Gained carrier/ Lost carrier

排查物理链路，如网口（如未插紧、物理故障灯）、网线、交换机等

总结

systemd-networkd 是现代 Linux 发行版（如 Ubuntu Server 18.04+, Arch Linux, CoreOS, Debian 等）中管理服务器网络的强大工具。它去除了多余的 GUI 依赖，通过标准化的配置文件提供稳定、快速的网络管理能力。如果你是一名系统管理员或 DevOps 工程师，掌握它非常有必要。