Yan-Hao Wang's Blog
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網路相關 command

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簡介

最早 net-tools 起源於 BSD（在 1980 年代，BSD 開發了現代網際網路的雛形——BSD TCP/IP 堆疊。為了管理這個堆疊，開發者編寫了一系列工具），他提供了自己的一些 command 包含：

  1. ifconfig: 網卡設定
  2. route: 路由管理
  3. arp: arp 快取
  4. ipmaddr: 多播成員
  5. netstat: 連線統計

但在 Linux 2.2 之後，推出自己的 iproute2 使用者工作集。

主要因為通訊機制的落後 (ioctl vs. Netlink)，net-tools 依賴的是 ioctl 系統調用和讀取 /proc/net 檔案。這種方式效率低，且難以擴充。當 Linux 核心引入了高級路由、多路由表、策略路由時，ioctl 已經無法負荷這些複雜的資訊交換。

功能目的 (Purpose) 現代工具 (iproute2) 傳統工具 (net-tools) 核心觀察/設定重點
網卡位址與狀態 ip addr ifconfig IP 位址、子網遮罩、網卡狀態 (UP/DOWN)。
連結層 (L2) 資訊 ip link ifconfig MAC 位址、MTU 設定、虛擬介面管理。
路由表管理 ip route route / netstat -r 靜態路由、預設閘道 (Gateway)、策略路由。
ARP / 鄰居快取 ip neigh arp L2 與 L3 位址映射表 (ARP Table)。
多播成員資格 ip maddr ipmaddr 網卡加入的多播組 (Multicast Group)。
Socket 連線狀態 ss netstat 監聽埠、建立的 TCP/UDP 連線、PID 關聯。
通訊協定統計 nstat netstat -s 核心 SNMP 計數器 (如 SYN Cookies)。
網路隧道 (Tunnel) ip tunnel iptunnel GRE、IPIP 等隧道封裝設定。
網橋 / 交換機 bridge brctl Linux Bridge 設定 (舊工具屬於 bridge-utils)。
流量控制 / QoS tc (無對等) 頻寬限制、延遲模擬 (Linux 流量控制核心)。

但還是有些工具像是 ping or traceroute 還在用，這類工具屬於 iputils 或單獨的套件，它們的核心是發送 ICMP 封包，與管理介面或路由表的 iproute2 是不同維度的功能。

Ubuntu 為了簡化伺服器與桌面的網路配置，又多了一層管理指令：

  • nmcli (Network Manager CLI)：這是桌機版或具有 NetworkManager 的 Server 最強大的工具。它可以管理 WiFi、VPN 與乙太網路切換
  • nmtui：nmcli 的文字圖形化版本（TUI），如果你不想背指令，這個很好用
  • netplan：這是 Ubuntu 18.04 之後的標準網路設定工具。你修改 /etc/netplan/*.yaml 後，需要執行 sudo netplan apply 才會生效

ifconfig

adl@adl-D630MT:~$ ifconfig
enp0s31f6: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500
        inet 192.168.169.90  netmask 255.255.255.0  broadcast 0.0.0.0
        ether 88:d7:f6:56:6f:64  txqueuelen 1000  (Ethernet)
        RX packets 33336364  bytes 35531193350 (35.5 GB)
        RX errors 1133360  dropped 8696  overruns 0  frame 566680
        TX packets 12031595  bytes 4914630505 (4.9 GB)
        TX errors 0  dropped 4 overruns 0  carrier 0  collisions 0
        device interrupt 16  memory 0xdf100000-df120000

基本上如上當例子：

  1. 介面
    • enp0s31f6: 這是介面名稱。在現代 Ubuntu 中採用「可預測網路介面名稱」，這代表這張網卡插在 PCI 匯流排的特定位置
    • flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>:
      • UP: 網卡已啟動
      • BROADCAST: 支援廣播
      • RUNNING: 網卡已連接線路且正在運作（通常代表有偵測到物理載波）
      • MULTICAST: 支援多播
    • mtu 1500: 最大傳輸單元。乙太網路標準通常是 1500 bytes，超過此大小的封包會被切分（Fragmentation）
  2. 位址資訊 (Layer 2 & 3)
    • inet 192.168.169.90: 網卡的 IPv4 位址
    • netmask 255.255.255.0: 子網路遮罩
    • broadcast 0.0.0.0: (注意) 這裡顯示 0.0.0.0 通常代表該介面沒有正確設定廣播位址，標準 /24 網段通常應為 192.168.169.255
    • ether 88:d7:f6:56:6f:64: 網卡的物理 MAC 位址
    • txqueuelen 1000: 傳送隊列長度
  3. 流量統計 (Traffic Stats)
    • RX/TX info，包含
    • errors 封包損壞或格式錯誤
    • dropped: 核心緩衝區滿了或是因為防火牆規則被丟棄的封包
    • overruns: 硬體接收速度跟不上軟體處理速度，導致資料溢位
    • frame: 底层物理層出現幀錯誤（常見於線路老化或電磁干擾）
    • collisions: 網路衝突次數。在全雙工（Full-duplex）切換式網路中，這通常應為 0
  4. device interrupt / memory: 該網卡在硬體層級使用的中斷號與記憶體映射位址

其他常見 command 像是

  1. sudo ifconfig XXX down/up: 開關網卡
  2. sudo ifconfig <interface> 192.168.1.100 netmask 255.255.255.0 broadcast 192.168.1.255: 手動設定 IP
  3. sudo ifconfig <interface> hw ether AA:BB:CC:DD:EE:FF: 甚至可以修改 MAC
  4. sudo ifconfig <interface> mtu 1400: 調整 MTU
  5. sudo ifconfig <interface> promisc (關閉則加個負號：-promisc): 如果你要用 tcpdump 或 Wireshark 抓取所有經過網卡的封包（不論目的地是否為自己）
  6. ifconfig -a: 列出所有網卡，預設只顯示啟用的

ethtool

ethtool 用於查詢與控制網路介面卡的控制器（Controller）與實體層（PHY）參數（L1/L2）。它直接與網卡驅動程式溝通，獲取硬體級別的統計數據。

基礎包含查看硬體基本狀態

adl@adl-D630MT:~$ sudo ethtool enp0s31f6
Settings for enp0s31f6:
 Supported ports: [ TP ]
 Supported link modes:   10baseT/Half 10baseT/Full
                         100baseT/Half 100baseT/Full
                         1000baseT/Full
 Supported pause frame use: Symmetric Receive-only
 Supports auto-negotiation: Yes
 Supported FEC modes: Not reported
 Advertised link modes:  10baseT/Half 10baseT/Full
                         100baseT/Half 100baseT/Full
                         1000baseT/Full
 Advertised pause frame use: Symmetric Receive-only
 Advertised auto-negotiation: Yes
 Advertised FEC modes: Not reported
 Link partner advertised link modes:  10baseT/Half 10baseT/Full
                                      100baseT/Half 100baseT/Full
                                      1000baseT/Full
 Link partner advertised pause frame use: Symmetric
 Link partner advertised auto-negotiation: Yes
 Link partner advertised FEC modes: Not reported
 Speed: 1000Mb/s
 Duplex: Full
 Auto-negotiation: on
 Port: Twisted Pair
 PHYAD: 1
 Transceiver: internal
 MDI-X: off (auto)
 Supports Wake-on: pumbg
 Wake-on: d
        Current message level: 0x00000007 (7)
                               drv probe link
 Link detected: yes
  • Supported ports: TP 代表 Twisted Pair（雙絞線），也就是我們常見的 RJ45 網孔。如果支援光纖，這裡會出現 FIBRE
  • Supported link modes：這張網卡原生支援的所有速率
  • Supported pause frame use：流量控制 (Flow Control) 能力。當網路塞車時，網卡是否支援暫停傳送。Symmetric 是對等傳收，Receive-only 是只收暫停指令
  • Supports auto-negotiation: Yes：硬體是否支援「自動協商」。這能讓兩台設備見面時自動討論出最高共識速率
  • Supported FEC modes：前向錯誤更正 (Forward Error Correction)。通常在 25G/100G 高速網路或光纖才有用，1G 網卡通常顯示 Not reported
  • 宣傳規格區 (Advertised)： …
  • 對端（隊友）狀態區 (Link partner)： …
  • 當前連線狀態 (Current Status)
    • Speed: 1000Mb/s：
      • 目前的實際傳輸速率。
    • Duplex: Full：
      • 目前是全雙工（可同時收發）。如果是 Half，代表收發會互撞，效能會減半。
    • Auto-negotiation: on：
      • 目前的自動協商功能是開啟的。
    • Port: Twisted Pair：
      • 目前使用的物理介面是雙絞線。
    • PHYAD: 1：
      • 實體層位址。這是主機板 CPU 用來跟網卡晶片（PHY）通訊的內部編號，一般維運不太需要理它。
    • Transceiver: internal：
      • 收發器類型。internal 代表收發功能整合在網卡主晶片內。
    • MDI-X: off (auto)：
      • 線路自動跳線。早期接電腦對電腦要用跳線（Crossover），現在網卡會自動偵測並切換邏輯電路。off 通常指目前是正常直連模式。
    • Supports Wake-on: pumbg / Wake-on: d：
      • 遠端喚醒 (WoL)。d (disabled) 代表目前關閉中；g (magic packet) 代表支援用魔術封包喚醒。
    • Current message level：
      • 驅動程式的除錯訊息等級。一般預設是 7 (drv probe link)，代表只記錄基本的偵測資訊。
    • Link detected: yes：
      • 物理連線偵測。最直觀的欄位，yes 代表物理電訊號有接通。

或者我們可以查詢硬體統計數據，例如可以看 L1 實體層的錯誤：

adl@Twinkle:~$ sudo ethtool -S enp6s0f1 | grep -E "crc_errors|symbol_errors|length_errors|align_errors"
     rx_crc_errors: 0
     rx_length_errors: 0
     rx_long_length_errors: 0
     rx_short_length_errors: 0
  • rx_crc_errors (最常見)：
    • 意義：封包內容在傳輸過程中變形，導致校驗碼不符。
    • 原因：網路線品質太差（如 Cat 5 硬跑 1G）、接頭氧化、環境電磁干擾、或是網卡電路老化。
  • rx_symbol_errors：
    • 意義：實體層編碼錯誤。
    • 原因：通常是線路極度不穩定或兩端時鐘同步（Clocking）出問題。
  • rx_missed_errors：
    • 意義：封包抵達了但網卡緩衝區已滿，來不及收。
    • 原因：通常是系統處理速度太慢或 CPU 負載過高

除了查詢，ethtool 還能強制更改硬體行為：

  1. 降低速度
  2. 調整 Ring Buffer
  3. 管理硬體加速 (Offload)
  4. …

ss

ss 看的是「軟體層（Socket）」的狀態，而 ethtool 看的是「硬體/驅動層（NIC）」的表現。ss 取代了舊的 netstat，它直接從核心（Kernel）的 TCP/UDP 協定棧中抓取資訊 (L4)。

選項 名稱 說明
-t TCP 只看 TCP 連線。
-u UDP 只看 UDP 連線。
-l Listening 只看「正在監聽」的埠號（預設不顯示監聽中的）。
-a All 顯示所有連線（包含建立中、監聽中、已關閉的）。
-n Numeric 不解析服務名稱（顯示 80 而不是 http），實驗時必加，速度更快。
-p Process 顯示是哪個 PID / 程式名稱 在使用這個 Socket。
-e Extended 顯示更詳細的資訊（例如 inode, uid）。
-i Internal 顯示核心內部的 TCP 參數（RTT, CWND, MSS 等）。

nstat

它直接讀取核心的 SNMP 計數器，速度極快，且支援「增量顯示」，他是 netstat -s 的代替品，他可以看的比 netstat 的訊息還多，是因為會從 /proc 底下的文件拿資訊。

nstat
nstat

nstat 預設會讀取上次執行後的「增量」，並將歷史紀錄存在 /etc/nstat.history，基本 Option 包含：

kola:~$ nstat -h
Usage: nstat [OPTION] [ PATTERN [ PATTERN ] ]
   -h, --help          this message
   -a, --ignore        ignore history
   -d, --scan=SECS     sample every statistics every SECS
   -j, --json          format output in JSON
   -n, --nooutput      do history only
   -p, --pretty        pretty print
   -r, --reset         reset history
   -s, --noupdate      don't update history
   -t, --interval=SECS report average over the last SECS
   -V, --version       output version information
   -z, --zeros         show entries with zero activit
  1. -a: nstat 預設看上次執行 nstat 中間增加多少，-a 可以看開機到現在所有累計數值
  2. -z: 看所有指標，因為預設不顯示為 0 的數值
  3. -s: 顯示增量，但不更新歷史紀錄

最後面 PATTERN 可以接一些不同的指標名稱，像是：

  1. TcpExtSyncookiesSent: 送出的 SYN Cookies 數量，如果這個數字在跳動，代表系統偵測到 SYN Flood 並開始抵抗
  2. TcpExtTCPBacklogDrop: 因為 TCP 隊列滿了而丟棄的封包
  3. TcpExtListenDrops: 核心無法為新連線建立 Socket。通常代表 accept() 隊列已滿
  4. …

nstat man page 沒寫有哪些指標可以用，因為 nstat 只是搬運工，他不定義數據，這些指標是來自核心 Network Stack Counter，每個版本核心可能不一樣，核心主要用 NET_INC_STATS 等 Macro 紀錄指標。

核心的 /proc 檔案系統介面（如 /proc/net/netstat）會定期將這些內部變數轉換為文字，供使用者空間（User Space）讀取。

更新於 2026-04-28  5d6f829
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