NMState：Linux 的声明式网络配置工具

发表 admin at 2024年8月26日

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Linux 生态系统提供了多种配置网络的方法，包括流行的网络管理器守护程序和命令行工具，如nmcli和nmtui GUI 实用程序。本指南介绍了另一种称为NMState的网络配置工具

NMState是一个声明式网络管理器，用于在 Linux 主机上配置网络。它是一个库，提供用于管理主机网络设置的命令行工具。它通过北向声明式 API 管理主机网络。在撰写本指南时，NetworkManager守护程序是NMState支持的唯一提供程序。

在本指南中，我们将介绍NMState工具的一些示例用法。在本指南中，我们将使用Fedora Linux进行演示。

命令式与声明式方法

网络管理可以采用两种方法 -命令式和声明式。在命令式方法中，您可以通过在终端上运行命令来明确定义接口的网络状态。重点在于“如何”。

例如，要使用命令式方法关闭网络，请运行以下命令：

$ sudo ifconfig enp0s3 down

另一方面，声明式方法使用YAML文件将更改应用于配置。大多数 DevOps 编排工具（例如Kubernetes）都使用此方法通过YAML文件部署 pod 应用程序。

这种方法提供了 DevOps 圈子中通常所说的基础设施即代码 ( IaC )。这增强了主机上网络配置的自动化，并提供了一种快速、更可靠的方法，可以对网络接口进行多次更改，同时将错误降至最低。

现在，让我们换个角度看看如何使用NMState配置工具在 Linux 中配置网络接口。

步骤 1：安装 NMState 网络配置工具

我们将通过安装Nmstate来开始工作。首先，检查Fedora存储库中软件包的可用性，如下所示：

$ sudo dnf search nmstate

从输出中，我们可以看到网络管理器在官方存储库中可用。

接下来，按如下方式安装NMstate。这适用于Fedora 31及更高版本。

$ sudo dnf install nmstate

该命令将安装NMState网络管理器 API 以及其他 Python 依赖项。

安装完成后，请验证nmstate包是否已安装，如下所示。

$ rpm -qi nmstate

对于基于 RHEL 的 Linux，首先启用 copr 存储库。

$ sudo dnf copr enable nmstate/nmstate-stable

然后按如下方式安装NMstate。

$ sudo dnf install nmstate

查看有关如何从源安装 NMState 的更多说明。

安装后，您可以按如下方式检查安装的NMstate版本。

$ nmstatectl version

1.0.2

在 Linux 中使用 NMState 配置工具

安装NMstate后，让我们开始详细了解如何充分利用网络管理器 API。

要查看网络接口的当前网络配置，请运行以下命令。这是您的enp0s3接口的配置。

$ nmstatectl show enp0s3

输出分为 4 个不同的部分：

dns-resolver：此部分包含特定接口的名称服务器配置。
route-rules：规定了路由规则。
路线：包括动态路线和静态路线。
接口：此部分指定 ipv4 和 ipv6 设置。

在 Linux 中更改网络配置

您可以使用NMState配置工具以交互或基于文件的模式将主机配置为所需状态。

交互式：使用nmstatectl edit命令编辑网络接口。此命令打开由 EDITOR 环境变量定义的文本编辑器。保存更改后，NMState 会立即应用新配置，除非检测到语法错误。
基于文件：在基于文件的模式下，使用nmstatectl apply命令通过 YAML 或 JSON 文件应用接口配置。

现在让我们开始实际操作，看看如何使用NMState修改网络配置。

我们的Fedora系统有两个活动网络接口，配置如下：

$ ip -br -4 a

示例输出

lo               UNKNOWN        127.0.0.1/8 
enp0s3           UP             192.168.2.104/24 
enp0s8           UP             192.168.2.103/24

交互配置模式示例

我们将使用交互模式来更改enp0s3网络接口的MTU（最大传输单元）。默认情况下，设置为1500，如图所示。

$ ifconfig

我们将它改为4000。我们将使用nmstatectl edit命令执行此操作，如下所示。

$ sudo nmstatectl edit enp0s3

这将在文本编辑器中打开配置。对于我们的情况，它将在vim编辑器中打开。接下来，一直向下滚动并找到mtu参数。我们将值更改为4000，就像我们在 vim 中编辑文件一样。然后我们将保存更改。

当您保存并退出文件时，您将在终端上看到一些乱码输出，因为NMstate保存了更改。无需干预，所以只需静静等待即可。

现在让我们确认更改已完成。

$ ifconfig

从终端输出中，我们可以看到我们已成功将 MTU从默认的1500值更改为4000。

基于文件的配置模式示例

现在让我们使用基于文件的模式修改配置。在此示例中，我们将禁用enp0s8网络接口的IPv6。第一步是创建一个 YAML 文件，该文件将指定enp0s8网络接口的所需状态。

$ sudo nmstatectl show enp0s8 > enp0s8.yml

接下来，我们将如下编辑YAML文件。

$ sudo vim enp0s8.yml

向下滚动到 ipv6 部分。要禁用 IPv6，请将 enabled 参数设置为 false，并删除已划掉的行。

保存配置并使用 YAML 文件应用新状态，如下所示。

$ sudo nmstatectl apply enp0s8.yml

现在运行显示的命令来验证 IPv6 是否已被禁用。显示的输出表明enp0s8网络接口的 IPv6 为空白，这意味着我们已成功禁用接口上的 IPv6。

$ ip -br a

临时应用网络更改

NMstate提供的另一个非常方便的功能是能够临时配置所需的网络状态。对配置满意后，您可以继续并使更改永久生效。否则，一旦超时，所做的更改将回滚到初始设置。默认超时为 60 秒。

为了演示这一点，我们将在enp0s3接口上临时设置一个静态 IP并禁用DHCP。再次使用文本编辑器访问该文件。

$ sudo vim enp0s3.yml

滚动到ipv4部分。指定静态 IP – 在本例中为192.168.2.150，并删除已删除的行。此外，请确保将dhcp参数设置为false。

保存文件并暂时提交更改，如下所示。

$ sudo nmstatectl apply --no-commit --timeout 20 enp0s3.yml

该--no-commit选项会暂时应用该选项定义的一段时间内的更改--timeout，在此示例中为 20 秒。

为了验证更改的时间应用，我们将以 20 秒的时间间隔检查 IP 配置。

$ ip -br a

从输出中，您可以看到接口 IP 配置在 20 秒的时间间隔后恢复为 DHCP。IP 地址从之前的静态配置 IP（192.168.2.150）恢复为192.168.2.104。

不可否认，NMState工具是一种配置网络接口的便捷工具。它是一种声明式工具，可使用 NetworkManager API 应用主机接口所需的配置状态。

可以使用交互式方法或使用基于文件的方法（使用预配置的YAML文件）轻松定义状态。这增强了配置任务的自动化并减少了配置过程中的错误。