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Linux下如何安裝并使用NMState網絡管理器

發布時間：2022-02-16 15:05:37 來源：億速云 閱讀：233 作者：小新 欄目：開發技術

這篇文章將為大家詳細講解有關Linux下如何安裝并使用NMState網絡管理器，小編覺得挺實用的，因此分享給大家做個參考，希望大家閱讀完這篇文章后可以有所收獲。

NMState 是一個網絡管理器，允許你按照聲明式方法配置主機。這意味著你通過一個北向的聲明式 API 定義所需的配置狀態，這個工具通過南向的提供者provider應用配置。

目前 NMState 支持的唯一的提供者是 NetworkManager，它是為 Fedora Linux 提供網絡功能的主要服務。不過，NMState 的開發計劃中將逐漸增加其他提供者。

Linux下如何安裝并使用NMState網絡管理器

配置方法：命令式與聲明式

網絡管理有時候是一項非常復雜的任務，這取決于環境的規模和多樣性。在 IT 的早期，網絡管理依賴于網絡管理員在網絡設備上手動執行命令。如今，基礎設施即代碼Infrastructure as Code（IaC）允許以不同的方式將這些任務自動化。z這基本上有兩種方法：命令式或聲明式。

在命令式方法中，你會定義“如何”達到所需的配置狀態。而在聲明式范式里則定義了“什么”是所需的配置狀態，所以它不確定哪些步驟是必需的，也不確定它們必須以何種順序執行。這種方法目前正在聚集更多的人員參與，你可以在目前使用的大多數管理和編排工具上找到它。

NMState：一個聲明式的工具

NMState 是一個網絡管理器，允許你按照聲明式方法配置主機。這意味著你通過一個北向的聲明式 API 定義所需的配置狀態，這個工具通過南向的提供者provider應用配置。

目前 NMState 支持的唯一的提供者是 NetworkManager，它是為 Fedora Linux 提供網絡功能的主要服務。不過，NMState 的開發計劃中將逐漸增加其他提供者。

關于 NMState 的進一步信息，請訪問其項目 站點 或 GitHub 倉庫。

安裝

NMState 在 Fedora Linux 29+ 上可用，需要在系統上安裝并運行 NetworkManager 1.26 或更高版本。下面是在 Fedora Linux 34 上的安裝情況：

$ sudo dnf -y install nmstate
...
輸出節略
...
Installed:
 NetworkManager-config-server-1:1.30.4-1.fc34.noarch      gobject-introspection-1.68.0-3.fc34.x86_64      nispor-1.0.1-2.fc34.x86_64              nmstate-1.0.3-2.fc34.noarch
 python3-gobject-base-3.40.1-1.fc34.x86_64                python3-libnmstate-1.0.3-2.fc34.noarch          python3-nispor-1.0.1-2.fc34.noarch      python3-varlink-30.3.1-2.fc34.noarch
Complete!

這樣，你可以使用 nmstatectl 作為 NMState 的命令行工具。請參考 nmstatectl -help 或 man nmstatectl 以了解關于這個工具的進一步信息。

使用 NMstate

首先要檢查系統中安裝的 NMState 版本：

$ nmstatectl version1.0.3

檢查一個網絡接口的當前配置，例如 eth0 的配置：

$ nmstatectl show eth0
2021-06-29 10:28:21,530 root         DEBUG    NetworkManager version 1.30.4
2021-06-29 10:28:21,531 root         DEBUG    Async action: Retrieve applied config: ethernet eth0 started
2021-06-29 10:28:21,531 root         DEBUG    Async action: Retrieve applied config: ethernet eth2 started
2021-06-29 10:28:21,532 root         DEBUG    Async action: Retrieve applied config: ethernet eth0 finished
2021-06-29 10:28:21,533 root         DEBUG    Async action: Retrieve applied config: ethernet eth2 finished
---
dns-resolver:
 config: {}
 running:
   search: []
   server:
   - 192.168.122.1
route-rules:
 config: []
routes:
 config: []
 running:
 - destination: fe80::/64
   metric: 100
   next-hop-address: ''   next-hop-interface: eth0
   table-id: 254
 - destination: 0.0.0.0/0
   metric: 100
   next-hop-address: 192.168.122.1
   next-hop-interface: eth0
   table-id: 254
 - destination: 192.168.122.0/24
   metric: 100
   next-hop-address: ''   next-hop-interface: eth0
   table-id: 254
interfaces:
- name: eth0
 type: ethernet
 state: up
 ipv4:
   enabled: true   address:
   - ip: 192.168.122.238
     prefix-length: 24
   auto-dns: true   auto-gateway: true   auto-route-table-id: 0
   auto-routes: true   dhcp: true ipv6:
   enabled: true   address:
   - ip: fe80::c3c9:c4f9:75b1:a570
     prefix-length: 64
   auto-dns: true   auto-gateway: true   auto-route-table-id: 0
   auto-routes: true   autoconf: true   dhcp: true lldp:
   enabled: false mac-address: 52:54:00:91:E4:4E
 mtu: 1500

正如你在上面看到的，這個網絡配置顯示了四個主要部分：

  • dns-resolver：這部分是這個接口的名字服務器配置。
  • route-rules：它說明了路由規則。
  • routes：它包括動態和靜態路由。
  • interfaces：這部分描述了 ipv4 和 ipv6 設置。

修改配置

你可以在兩種模式下修改所需的配置狀態：

  • 交互式：通過 nmstatectl edit 編輯接口配置。這個命令調用環境變量 EDITOR 定義的文本編輯器，因此可以用 yaml 格式編輯網絡狀態。完成編輯后，NMState 將應用新的網絡配置，除非有語法錯誤。
  • 基于文件的：使用 nmstatectl apply 應用接口配置，它從先前創建的 yaml 或 json 文件中導入一個所需的配置狀態。

下面幾節告訴你如何使用 NMState 來改變網絡配置。這些改變可能會對系統造成破壞，所以建議在測試系統或客戶虛擬機上執行這些任務，直到你對 NMState 有更好的理解。

這里使用的測試系統有兩個以太網接口，eth0 和 eth2：

$ ip -br -4 alo               UNKNOWN        127.0.0.1/8eth0             UP             192.168.122.238/24eth2             UP             192.168.122.108/24
互動配置模式的例子

使用 nmstatectl edit 命令將 eth0 接口的 MTU 改為 9000 字節，如下所示：

$ sudo nmstatectl edit eth0
---
dns-resolver:
 config: {}
 running:
   search: []
   server:
   - 192.168.122.1
route-rules:
 config: []
routes:
 config: []
 running:
 - destination: fe80::/64
   metric: 100
   next-hop-address: ''   next-hop-interface: eth0
   table-id: 254
 - destination: 0.0.0.0/0
   metric: 100
   next-hop-address: 192.168.122.1
   next-hop-interface: eth0
   table-id: 254
 - destination: 192.168.122.0/24
   metric: 100
   next-hop-address: ''   next-hop-interface: eth0
   table-id: 254
interfaces:
- name: eth0
 type: ethernet
 state: up
 ipv4:
   enabled: true   address:
   - ip: 192.168.122.123
     prefix-length: 24
   auto-dns: true   auto-gateway: true   auto-route-table-id: 0
   auto-routes: true   dhcp: true ipv6:
   enabled: true   address:
   - ip: fe80::c3c9:c4f9:75b1:a570
     prefix-length: 64
   auto-dns: true   auto-gateway: true   auto-route-table-id: 0
   auto-routes: true   autoconf: true   dhcp: true lldp:
   enabled: false mac-address: 52:54:00:91:E4:4E
 mtu: 9000

在保存并退出編輯器后，NMState 應用新的網絡期望狀態：

2021-06-29 11:29:05,726 root         DEBUG    Nmstate version: 1.0.3
2021-06-29 11:29:05,726 root         DEBUG    Applying desire state: {'dns-resolver': {'config': {}, 'running': {'search': [], 'server': ['192.168.122.1']}}, 'route-rules': {'config': []}, 'routes': {'config': [], 'running': [{'destination': 'fe80::/64', 'metric': 102, 'next-hop-address': '', 'next-hop-interface': 'eth0', 'table-id': 254}, {'destination': '0.0.0.0/0', 'metric': 102, 'next-hop-address': '192.168.122.1', 'next-hop-interface': 'eth0', 'table-id': 254}, {'destination': '192.168.122.0/24', 'metric': 102, 'next-hop-address': '', 'next-hop-interface': 'eth0', 'table-id': 254}]}, 'interfaces': [{'name': 'eth0', 'type': 'ethernet', 'state': 'up', 'ipv4': {'enabled': True, 'address': [{'ip': '192.168.122.238', 'prefix-length': 24}], 'auto-dns': True, 'auto-gateway': True, 'auto-route-table-id': 0, 'auto-routes': True, 'dhcp': True}, 'ipv6': {'enabled': True, 'address': [{'ip': 'fe80::5054:ff:fe91:e44e', 'prefix-length': 64}], 'auto-dns': True, 'auto-gateway': True, 'auto-route-table-id': 0, 'auto-routes': True, 'autoconf': True, 'dhcp': True}, 'lldp': {'enabled': False}, 'mac-address': '52:54:00:91:E4:4E', 'mtu': 9000}]}
--- output omitted ---
2021-06-29 11:29:05,760 root         DEBUG    Async action: Update profile uuid:2bdee700-f62b-365a-bd1d-69d9c31a9f0c iface:eth0 type:ethernet started
2021-06-29 11:29:05,792 root         DEBUG    Async action: Update profile uuid:2bdee700-f62b-365a-bd1d-69d9c31a9f0c iface:eth0 type:ethernet finished

現在，使用 ip 命令和 eth0 的配置文件來檢查 eth0 的 MTU 是不是 9000 字節。

$ ip link show eth0
2: eth0:  mtu 9000 qdisc fq_codel state UP mode DEFAULT group default qlen 1000
   link/ether 52:54:00:91:e4:4e brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
   altname enp1s0
$ sudo cat /etc/NetworkManager/system-connections/eth0.nmconnection
[sudo] password for admin:
[connection]
id=eth0
uuid=2bdee700-f62b-365a-bd1d-69d9c31a9f0ctype=ethernet
interface-name=eth0
lldp=0
permissions=
[ethernet]
cloned-mac-address=52:54:00:91:E4:4E
mac-address-blacklist=
mtu=9000
[ipv4]
dhcp-client-id=mac
dhcp-timeout=2147483647
dns-search=
method=auto
[ipv6]
addr-gen-mode=eui64
dhcp-duid=ll
dhcp-iaid=mac
dhcp-timeout=2147483647
dns-search=
method=auto
ra-timeout=2147483647
[proxy]
基于文件的配置模式的例子

讓我們使用基于文件的方法來設置一個新的配置狀態。這里我們禁用 eth2 接口的 IPv6 配置。

首先，創建一個 yaml 文件來定義 eth2 接口的期望狀態。使用 nmstatectl show 來保存當前設置，然后使用 nmstatectl edit 來禁用 IPv6。

$ nmstatectl show eth2 > eth2.yaml
$ vi eth2.yaml
---
dns-resolver:
 config: {}
 running:
   search: []
   server:
   - 192.168.122.1
route-rules:
 config: []
routes:
 config: []
 running:
 - destination: fe80::/64
   metric: 101
   next-hop-address: ''   next-hop-interface: eth2
   table-id: 254
 - destination: 0.0.0.0/0
   metric: 101
   next-hop-address: 192.168.122.1
   next-hop-interface: eth2
   table-id: 254
 - destination: 192.168.122.0/24
   metric: 101
   next-hop-address: ''   next-hop-interface: eth2
   table-id: 254
interfaces:
- name: eth2
 type: ethernet
 state: up
 ipv4:
   enabled: true   address:
   - ip: 192.168.122.108
     prefix-length: 24
   auto-dns: true   auto-gateway: true   auto-route-table-id: 0
   auto-routes: true   dhcp: true ipv6:
   enabled: false   address:
   - ip: fe80::5054:ff:fe3c:9b04
     prefix-length: 64
   auto-dns: true   auto-gateway: true   auto-route-table-id: 0
   auto-routes: true   autoconf: true   dhcp: true lldp:
   enabled: false mac-address: 52:54:00:3C:9B:04
 mtu: 1500

保存新的配置后，用它來應用新的狀態：

$ vi eth2.yaml
---
dns-resolver:
 config: {}
 running:
   search: []
   server:
   - 192.168.122.1
route-rules:
 config: []
routes:
 config: []
 running:
 - destination: fe80::/64
   metric: 101
   next-hop-address: ''   next-hop-interface: eth2
   table-id: 254
 - destination: 0.0.0.0/0
   metric: 101
   next-hop-address: 192.168.122.1
   next-hop-interface: eth2
   table-id: 254
 - destination: 192.168.122.0/24
   metric: 101
   next-hop-address: ''   next-hop-interface: eth2
   table-id: 254
interfaces:
- name: eth2
 type: ethernet
 state: up
 ipv4:
   enabled: true   address:
   - ip: 192.168.122.110
     prefix-length: 24
   auto-dns: true   auto-gateway: true   auto-route-table-id: 0
   auto-routes: true   dhcp: false ipv6:
   enabled: false lldp:
   enabled: false mac-address: 52:54:00:3C:9B:04
 mtu: 1500

你可以檢查看到 eth2 接口沒有配置任何 IPv6：

$ vi eth2.yaml
---
dns-resolver:
 config: {}
 running:
   search: []
   server:
   - 192.168.122.1
route-rules:
 config: []
routes:
 config: []
 running:
 - destination: fe80::/64
   metric: 101
   next-hop-address: ''   next-hop-interface: eth2
   table-id: 254
 - destination: 0.0.0.0/0
   metric: 101
   next-hop-address: 192.168.122.1
   next-hop-interface: eth2
   table-id: 254
 - destination: 192.168.122.0/24
   metric: 101
   next-hop-address: ''   next-hop-interface: eth2
   table-id: 254
interfaces:
- name: eth2
 type: ethernet
 state: up
 ipv4:
   enabled: true   address:
   - ip: 192.168.122.110
     prefix-length: 24
   auto-dns: true   auto-gateway: true   auto-route-table-id: 0
   auto-routes: true   dhcp: false ipv6:
   enabled: false lldp:
   enabled: false mac-address: 52:54:00:3C:9B:04
 mtu: 1500
臨時應用改變

NMState 的一個有趣的功能允許你臨時配置一個期望的網絡狀態。如果你對這個配置感到滿意，你可以事后提交。否則，當超時（默認為 60 秒）過后，它將回滾。

修改前面例子中的 eth2 配置，使它有一個 IPv4 靜態地址，而不是通過 DHCP 動態獲得。

$ vi eth2.yaml
---
dns-resolver:
 config: {}
 running:
   search: []
   server:
   - 192.168.122.1
route-rules:
 config: []
routes:
 config: []
 running:
 - destination: fe80::/64
   metric: 101
   next-hop-address: ''   next-hop-interface: eth2
   table-id: 254
 - destination: 0.0.0.0/0
   metric: 101
   next-hop-address: 192.168.122.1
   next-hop-interface: eth2
   table-id: 254
 - destination: 192.168.122.0/24
   metric: 101
   next-hop-address: ''   next-hop-interface: eth2
   table-id: 254
interfaces:
- name: eth2
 type: ethernet
 state: up
 ipv4:
   enabled: true   address:
   - ip: 192.168.122.110
     prefix-length: 24
   auto-dns: true   auto-gateway: true   auto-route-table-id: 0
   auto-routes: true   dhcp: false ipv6:
   enabled: false lldp:
   enabled: false mac-address: 52:54:00:3C:9B:04
 mtu: 1500

現在，使用選項 no-commit 臨時應用這個配置，讓它只在 30 秒內有效。這可以通過添加選項 timeout 來完成。同時，我們將運行 ip -br a 命令三次，看看配置在 eth2 接口的 IPv4 地址是如何變化的，然后配置就會回滾。

$ ip -br a && sudo nmstatectl apply --no-commit --timeout 30 eth2.yaml && sleep 10 && ip -br a && sleep 25 && ip -br a
lo               UNKNOWN        127.0.0.1/8 ::1/128
eth0             UP             192.168.122.238/24 fe80::5054:ff:fe91:e44e/64
eth2             UP             192.168.122.108/24
2021-06-29 17:29:18,266 root         DEBUG    Nmstate version: 1.0.3
2021-06-29 17:29:18,267 root         DEBUG    Applying desire state: {'dns-resolver': {'config': {}, 'running': {'search': [], 'server': ['192.168.122.1']}}, 'route-rules': {'config': []}, 'routes': {'config': [], 'running': [{'destination': 'fe80::/64', 'metric': 101, 'next-hop-address': '', 'next-hop-interface': 'eth2', 'table-id': 254}, {'destination': '0.0.0.0/0', 'metric': 101, 'next-hop-address': '192.168.122.1', 'next-hop-interface': 'eth2', 'table-id': 254}, {'destination': '192.168.122.0/24', 'metric': 101, 'next-hop-address': '', 'next-hop-interface': 'eth2', 'table-id': 254}]}, 'interfaces': [{'name': 'eth2', 'type': 'ethernet', 'state': 'up', 'ipv4': {'enabled': True, 'address': [{'ip': '192.168.122.110', 'prefix-length': 24}], 'dhcp': False}, 'ipv6': {'enabled': False}, 'lldp': {'enabled': False}, 'mac-address': '52:54:00:3C:9B:04', 'mtu': 1500}]}
--- output omitted ---
Desired state applied:
---
dns-resolver:
 config: {}
 running:
   search: []
   server:
   - 192.168.122.1
route-rules:
 config: []
routes:
 config: []
 running:
 - destination: fe80::/64
   metric: 101
   next-hop-address: ''   next-hop-interface: eth2
   table-id: 254
 - destination: 0.0.0.0/0
   metric: 101
   next-hop-address: 192.168.122.1
   next-hop-interface: eth2
   table-id: 254
 - destination: 192.168.122.0/24
   metric: 101
   next-hop-address: ''   next-hop-interface: eth2
   table-id: 254
interfaces:
- name: eth2
 type: ethernet
 state: up
 ipv4:
   enabled: true   address:
   - ip: 192.168.122.110
     prefix-length: 24
   dhcp: false ipv6:
   enabled: false lldp:
   enabled: false mac-address: 52:54:00:3C:9B:04
 mtu: 1500
Checkpoint: NetworkManager|/org/freedesktop/NetworkManager/Checkpoint/7
lo               UNKNOWN        127.0.0.1/8 ::1/128
eth0             UP             192.168.122.238/24 fe80::5054:ff:fe91:e44e/64
eth2             UP             192.168.122.110/24
lo               UNKNOWN        127.0.0.1/8 ::1/128
eth0             UP             192.168.122.238/24 fe80::5054:ff:fe91:e44e/64
eth2             UP             192.168.122.108/24

從上面可以看到，eth2 的 IP 地址從 192.168.122.108 暫時變成了 192.168.122.110，然后在超時結束后又回到了 192.168.122.108。

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