如何使用 Netplan 在 Ubuntu 上配置静态 IP 地址：可靠网络的完整指南

1. 什么是静态 IP 地址？

理解静态 IP 地址

IP 地址是分配给网络中每个设备的唯一标识符。在大多数环境中，IP 地址是通过 DHCP（动态主机配置协议）动态分配的。然而，在特定使用场景下，使用静态 IP 地址是有益的。静态 IP 地址确保即使在重新连接后仍分配相同的地址，从而实现一致且可预测的访问。

静态 IP 地址的优势

使用静态 IP 地址的主要优势包括：

• 稳定的连接性：重启或重新连接后仍保留相同的地址，便于对服务器、打印机和网络存储（NAS）等设备进行稳定访问。
• 简化的访问管理：使远程访问和端口转发更容易。例如，在设置 SSH 或远程桌面访问时，使用一致的 IP 地址可以简化配置。
• 提升的网络安全：通过分配静态 IP，可以限制对特定设备的访问，从而加强网络内部的安全管理。

2. 在 Ubuntu 上准备配置静态 IP 地址

检查你的 Ubuntu 版本

配置静态 IP 地址的步骤可能会因 Ubuntu 版本而异。你可以使用以下命令验证版本：

lsb_release -a

自 Ubuntu 17.10 起，Netplan 已被引入作为网络配置工具。Netplan 允许使用基于 YAML 的设置简洁地编写网络配置。

检查并安装 Netplan

要确认是否已安装 Netplan，请使用以下命令：

netplan --version

如果系统未安装 Netplan，你可以通过以下方式进行安装：

sudo apt install netplan.io

现在，你已经准备好配置静态 IP 地址了。

3. 使用 Netplan 配置静态 IP 地址

创建 YAML 配置文件

要使用 Netplan 配置静态 IP 地址，首先创建一个配置文件。该文件通常存放在 /etc/netplan/ 目录下。虽然文件名可以随意，但建议使用数字前缀，例如 99-config.yaml。使用以下命令创建并打开配置文件：

sudo nano /etc/netplan/99-config.yaml

编辑 YAML 文件

接下来，编辑 YAML 文件以定义静态 IP 配置：

network:
  version: 2
  renderer: networkd
  ethernets:
    enp3s0:
      dhcp4: false
      addresses: [192.168.1.100/24]
      gateway4: 192.168.1.1
      nameservers:
        addresses: [8.8.8.8, 1.1.1.1]

• enp3s0 是网络接口名称。使用 ip addr 命令确认正确的接口名称。
• addresses 指定所需的静态 IP 地址及其子网掩码（例如 192.168.1.100/24）。
• gateway4 设置路由器的 IP 地址。
• nameservers 列出 DNS 服务器地址。常用的公共 DNS 如 Google 的 8.8.8.8。

保存并应用配置

文件保存后，使用以下命令应用设置：

sudo netplan apply

这将重新配置网络并应用静态 IP 地址。

4. 验证配置并进行故障排除

如何验证配置

要确认静态 IP 已正确应用，运行：

ip addr show enp3s0

该命令会显示分配给 enp3s0 接口的 IP 地址，帮助你验证配置是否成功。

常见错误及解决方法

缩进错误
YAML 文件对正确的缩进要求极高。缩进不当会导致错误。如果看到类似 “Error in network definition” 的信息，请检查你的空格并确保对齐正确。

网络连接不稳定
如果在设置静态 IP 后网络变得不稳定，IP 地址冲突是常见原因。确保没有其他设备使用相同的地址，并在必要时修改地址。

5. 高级用法：多网络接口和桥接连接

配置多个接口

某些配置需要为多个网络接口分配不同的 IP 地址。Netplan 可以同时配置多个接口。例如：

network:
  version: 2
  renderer: networkd
  ethernets:
    enp3s0:
      dhcp4: false
      addresses: [192.168.1.100/24]
    enp4s0:
      dhcp4: false
      addresses: [192.168.2.100/24]

此配置为 enp3s0 和 enp4s0 分配了不同的静态 IP 地址。

设置 VLAN 和桥接

桥接连接和 VLAN 在虚拟机和容器环境中尤为有用。Netplan 使配置桥接变得简便。例如：

network:
  version: 2
  renderer: networkd
  ethernets:
    eth0:
      dhcp4: false
  bridges:
    br0:
      interfaces: [eth0]
      addresses: [192.168.1.50/24]
      gateway4: 192.168.1.1

此配置将 eth0 接口连接到桥接 br0，并分配了静态 IP 地址。

6. 使用静态 IP 地址时的重要注意事项

避免 IP 地址冲突

在分配静态 IP 地址时，确保没有其他设备使用相同的地址。冲突可能导致不稳定和通信问题。分配 IP 前请始终检查网络使用情况。

验证网络配置

子网掩码和网关设置取决于您的网络结构。错误的子网掩码会导致设备无法在同一网络内通信。请查阅路由器文档或咨询网络管理员以获取正确的数值。