Вышла новая статья о преимуществах использования systemd для администрирования серверов. В этот раз про systemd-networkd.

Обычно на десктопах Linux для управления сетевыми настройками используется NetworkManager, поскольку он отлично справляется со своей работой и имеет GUI фронтенды для всех популярных графических окружений. Однако на серверах Linux его использование не целесообразно: он потребляет много ресурсов. NetworkManager занимает в оперативной памяти около 20 Мб, в то время как systemd-networkd и systemd-resolvd вместе меньше 2 Мб. По этой причине, по умолчанию серверные дистрибутивы Linux часто используют различные собственные демоны.



Таким образом возникает целый зоопарк скриптов и утилит: демон networking под Debian, который управляет конфигурацией сети через ifupdown, использующий файлы конфигурации хранящиеся в /etc/networing/interfaces.d и файл /etc/networking/interfaces, под CentOS network, который использует скрипты ifup и ifdown и, конечно же, свои файлы конфигурации находящиеся в /etc/sysconfig/network-scripts, netctl под ArchLinux. Всем известно, что Linux — конструктор, но почему бы такой простой и общей для самых различных систем вещи как настройка сети не иметь одинаковый вид?

Мы предлагаем начать использовать быстрый и простой демон systemd-networkd, особенно в свете того, что многие дистрибутивы уже перешли на systemd, поэтому переключение на systemd-networkd не составит труда. На текущий момент systemd-networkd может заменить собой множество утилит и поддерживает, настройку сети как по DHCP (клиент и сервер) так и со статическими IP-адресами, мосты, туннели, VLANs, беспроводные сети (используя при этом wpa_supplicant).

В статье мы рассмотрим, как активировать systemd-networkd и начать его использовать и в чем его основные преимущества перед остальными демонами.

Запуск systemd-networkd

Несмотря на страсти кипевшие вокруг внедрения systemd, многие популярные дистрибутивы Linux стали использовать этот менеджер служб и поставлять его по умолчанию. Поэтому, вероятно, ваша система уже содержит всё необходимое для включения systemd-networkd. Необходим systemd версии 210 и выше.

Проверить версию можно с помощью команды:

$ systemctl --version

Чтобы использовать, запустите следующие две службы и включите их работу при загрузке системы (отключив при этом другие демоны управляющие конфигурацией сети):

$ systemctl enable systemd-networkd
$ systemctl start systemd-networkd
$ systemctl enable systemd-resolved
$ systemctl start systemd-resolved

Конфигурирование

В качестве примера переключения рассмотрим перенос конфигурации сети по умолчанию в CentOS (/etc/rc.d/init.d/network initscript) на systemd-networkd.

Полностью аналогичо переезд можно осуществить для Fedora и, с небольшими изменениями, для других дистрибутивов. Конфигурационные файлы systemd-networkd находятся в директории /etc/systemd/network. Доступны следующие типы:

• .link – описывают физические параметры каждого интерфейс: имя, MAC, MTU и другие
• .network – описывают параметры сети: IP, маршруты, DNS и другие
• .netdev – описывают виртуальные интерфейсы, мосты

Конфигурация для примера: два интерфейса со статическим IP в LAN и WAN.

$ ip addr
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
    inet 127.0.0.1/8 scope host lo
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 ::1/128 scope host
       valid_lft forever preferred_lft forever
2: eth0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc fq_codel state UP group default qlen 1000
    link/ether 04:01:40:23:1f:01 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 188.166.46.238/18 brd 188.166.63.255 scope global eth0
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 2a03:b0c0:2:d0::69:7001/64 scope global
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 fe80::601:40ff:fe23:1f01/64 scope link
       valid_lft forever preferred_lft forever
3: eth1: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc fq_codel state UP group default qlen 1000
    link/ether 04:01:40:23:1f:02 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 10.133.248.54/16 brd 10.133.255.255 scope global eth1
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 fe80::601:40ff:fe23:1f02/64 scope link
       valid_lft forever preferred_lft forever

Конфигурационные файлы для CentOS (или Fedora): можно найти в директории /etc/sysconfig/network-scripts

$ cat /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0
DEVICE='eth0'
TYPE=Ethernet
BOOTPROTO=none
ONBOOT='yes'
HWADDR=04:01:40:23:1f:01
IPADDR=188.166.46.238
NETMASK=255.255.192.0
GATEWAY=188.166.0.1
NM_CONTROLLED='yes'
IPV6INIT=yes
IPV6ADDR=2A03:B0C0:0002:00D0:0000:0000:0069:7001/64
IPV6_DEFAULTGW=2A03:B0C0:0002:00D0:0000:0000:0000:0001
IPV6_AUTOCONF=no
DNS1=2001:4860:4860::8844
DNS2=2001:4860:4860::8888
DNS3=8.8.8.8

Необходимо создать 4 файла в директории /etc/systemd/network/

$ cat /etc/systemd/network/90-external.link
[Match]
MACAddress=04:01:40:23:1f:01
[Link]
Name=eth-outer

$ cat /etc/systemd/network/90-internal.link
[Match]
MACAddress=04:01:40:23:1f:02
[Link]
Name=eth-inner

$ cat eth-external.network
[Match]
Name= eth-outer
[Network]
DHCP=no
Adress=188.166.46.238/18
Adress=2A03:B0C0:0002:00D0:0000:0000:0000:0069:7001/64
Gateway=188.166.0.1
Gateway= 2A03:B0C0:0002:00D0:0000:0000:0000:0000:0001
DNS=2001:4860:4860:8844
DNS=2001:4860:4860:8888
DNS=8.8.8.8

$ cat eth-internal.network
[Match]
Name=eth-inner
[Network]
Address=10.133.248.54/16

Вот и всё: конфигурация сети завершена. Теперь можно перезапустить сервис:

systemctl restart systemd-networkd

$ networkctl
IDX LINK             TYPE               OPERATIONAL SETUP
  1 lo               loopback           n/a         n/a
  2 eth-outer        ether              routable    configured
  3 eth-inner        ether              routable    configured

Другие типы сетей:

DHCP

В данном примере сконфигурируем DHCP IPv4 и IPv6; IPv6 если не нужен, можно исключить.

$ cat /etc/systemd/network/wired-dhcp.network
[Match]
Name=eth*

[Network]
DHCP=ipv4
DHCP=ipv6

Подключение типа «Мост»

Сначала создает конфигурацию виртуального интерфейса:

$ cat /etc/systemd/network/bridge.netdev
[NetDev]
Name=br0
Kind=bridge

$ cat /etc/systemd/network/bridge.network
[Match]
Name=br0

[Network]
DHCP=ipv4

И настраиваем интерфейс для подключения:

$ cat /etc/systemd/network/wired.network
[Match]
Name=eth*

[Network]
Bridge=br0

Недостатки (не актуальны, по большему счету, для серверов)

1. Не будет работать без systemd.

2. Нет ни CLI ни GUI фронтендов. И NetworkManager, и netctl не страдают таким недостатком. Например, для подключения к WiFi вам понадобится командная строка. Не совсем актуально для сервера.

3. Для первого подключения к WiFi необходимы root права. Однако это не совсем недостаток, так как в будущем к этой беспроводной сети подключение будет происходить автоматически.

4. Если быть не осторожным, то пароль от WiFi может храниться в открытом виде в истории команд. но этого можно легко избежать несколькими способами: временно отключить запись команд в историю (для bash: set +o history, set -o history), использовать shell не запоминающий историю (например dash) или просто вручную удалить пароль из истории.

Бенчмарк

Тестируется скорость получения адресов по DHCP, Network manager and dnsmasq отключены.

Софт:

— CentOS 7
— kernel-3.10.0-327.28.3.el7
— systemd 219
— ISC DHCP client daemon and dhclient-script 4.2.5

systemd-networkd

$ systemctl start systemd-networkd
$ journalctl -u systemd-networkd.service
Sep 01 13:04:41 localhost systemd[1]: Starting Network Service...
Sep 01 13:04:41 localhost systemd-networkd[4085]: Enumeration completed
Sep 01 13:04:41 localhost systemd[1]: Started Network Service.
Sep 01 13:04:41 localhost systemd-networkd[4085]: eth0: DHCPv4 address 192.168.1.114/24 via 192.168.1.1
Sep 01 13:04:41 localhost systemd-networkd[4085]: eth0: Configured

Меньше чем за секунду.

ISC DHCP

$ time dhclient -v eth0
Interface up - dhclient
Internet Systems Consortium DHCP Client 4.2.5
Copyright 2004-2013 Internet Systems Consortium.
All rights reserved.
For info, please visit https://www.isc.org/software/dhcp/

Listening on LPF/enp2s0/94:de:80:1a:da:af
Sending on   LPF/enp2s0/94:de:80:1a:da:af
Sending on   Socket/fallback
DHCPREQUEST on eth0 to 255.255.255.255 port 67 (xid=0x5b763f4d)
DHCPACK from 192.168.1.1 (xid=0x5b763f4d)
bound to 192.168.1.115 -- renewal in 20662 seconds.

real        0m2.243s
user        0m0.042s
sys        0m0.216s

Среднее время после нескольких попыток составило 2.5 секунд.

Заключение

В виду активного использования systemd различными топовыми дистрибутивами Linux можно заключить, что, всё же, сообщество стремится к унификации основных системных функций. К ним относится, в том числе, конфигурирование сети, а systemd, в свою очередь, предлагает удобное, быстрое и функциональное решение. И пусть пока это решение сталкивается с проблемой отсутствия GUI для десктопных систем, но для Linux серверов оно, возможно, станет стандартом «де-факто» и заменит кучу легаси демонов и отдельных утилит. Это сделает Linux гораздо более удобным для контейнеризации и использования на виртуальных машинах.

Приятно видеть, что предлагаемый функционал systemd оценивается по достоинству, и им активно пользуются.