Ubuntu C++如何配置网络设置

Ubuntu C++网络设置与编程实践

一、系统级网络配置

• 使用 NetworkManager 的命令行工具 nmcli（适合桌面/服务器统一管理）
  • 查看连接与设备：nmcli connection show；nmcli device wifi list
  • 连接 Wi‑Fi：nmcli device wifi connect password
  • 配置静态 IPv4：nmcli connection modify ipv4.method manual ipv4.addresses 192.168.1.100/24 ipv4.gateway 192.168.1.1 ipv4.dns “8.8.8.8”；nmcli connection up
• 使用文本界面 nmtui（无需图形界面）
  • 启动：nmtui → Edit a connection → 选择网卡 → IPv4 Configuration 选 Manual → 填写地址/网关/DNS → Save → Activate
• 使用 netplan（Ubuntu 18.04+ 常见，服务器/云镜像常用）
  • 编辑配置：sudo nano /etc/netplan/*.yaml（如 01-network-manager-all.yaml 或 50-cloud-init.yaml）
  • 示例（静态地址）：

    network:
      version: 2
      renderer: networkd
      ethernets:
        ens33:
          dhcp4: no
          addresses: [192.168.1.100/24]
          gateway4: 192.168.1.1
          nameservers:
            addresses: [8.8.8.8, 8.8.4.4]
    

  • 应用：sudo netplan apply（远程环境建议先备好控制台/带外，避免断连）
• 不建议的方式
  • 传统的 ifconfig/route 已不推荐；/etc/resolv.conf 可能被系统服务覆盖，直接改并非持久方案。

二、在 C++ 中实现网络连接

• 安装基础开发环境
  • sudo apt-get update && sudo apt-get install build-essential（如需工程管理可再装 cmake）
• TCP 回显示例（最小可运行骨架）
  • 服务端 server.cpp

    #include <iostream>
    #include <cstring>
    #include <sys/socket.h>
    #include <netinet/in.h>
    #include <unistd.h>
    
    int main() {
        int server_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
        int opt = 1; setsockopt(server_fd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR | SO_REUSEPORT, &opt, sizeof(opt));
    
        sockaddr_in addr{};
        addr.sin_family = AF_INET;
        addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
        addr.sin_port = htons(8080);
        bind(server_fd, (sockaddr*)&addr, sizeof(addr));
        listen(server_fd, 3);
    
        sockaddr_in cli{}; socklen_t len = sizeof(cli);
        int cli_fd = accept(server_fd, (sockaddr*)&cli, &len);
    
        char buf[1024] = {0};
        read(cli_fd, buf, sizeof(buf)-1);
        std::cout << "recv: " << buf << '\n';
        send(cli_fd, "Hello from server", 17, 0);
    
        close(cli_fd); close(server_fd);
        return 0;
    }
    

  • 客户端 client.cpp

    #include <iostream>
    #include <cstring>
    #include <sys/socket.h>
    #include <arpa/inet.h>
    #include <unistd.h>
    
    int main() {
        int sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
        sockaddr_in serv{};
        serv.sin_family = AF_INET;
        serv.sin_port = htons(8080);
        inet_pton(AF_INET, "127.0.0.1", &serv.sin_addr);
    
        connect(sock, (sockaddr*)&serv, sizeof(serv));
        send(sock, "Hello from client", 17, 0);
    
        char buf[1024] = {0};
        read(sock, buf, sizeof(buf)-1);
        std::cout << "resp: " << buf << '\n';
    
        close(sock);
        return 0;
    }
    

  • 编译与运行
    • g++ -o server server.cpp && g++ -o client client.cpp
    • 终端1：./server；终端2：./client
• 编译与工程化
  • 使用 CMake 管理多文件/多目标更方便（CMakeLists.txt 示例与构建流程可参考常规 C++ 网络工程实践）。

三、在 C++ 中修改系统网络配置

• 适用场景与风险
  • 需要在程序内切换 静态/动态 IP、网关、DNS 等时，可通过生成或编辑 netplan 的 YAML 并调用 netplan apply 实现。此操作会改动系统网络，务必做好回滚与超时保护，生产环境建议先在测试环境验证。
• 基本思路
  • 选择网卡名（如 eth0/ens33/enp0s3），读取 /etc/netplan/*.yaml，用 yaml-cpp 解析与修改：
    • 设置 dhcp4: no 与 addresses（如 “192.168.1.100/24”）
    • 配置默认路由：在 routes 中添加 { to: default, via: “192.168.1.1” }
    • 配置 nameservers.addresses（如 [“8.8.8.8”,“8.8.4.4”]）
  • 写回文件后执行：sudo netplan apply（远程操作需确保有可靠回退通道）
• 最小改造示例（基于 yaml-cpp，示意关键节点）

  #include <yaml-cpp/yaml.h>
  #include <fstream>
  
  void set_static(const std::string& iface,
                  const std::string& addr, const std::string& gw,
                  const std::vector<std::string>& dns) {
      std::string file = "/etc/netplan/01-network-manager-all.yaml"; // 视实际文件名调整
      YAML::Node cfg = YAML::LoadFile(file);
  
      auto& eth = cfg["network"]["ethernets"][iface];
      eth["dhcp4"] = "no";
      eth["addresses"] = std::vector<std::string>{addr};
  
      eth["routes"] = std::vector<YAML::Node>{YAML::Node()};
      eth["routes"][0]["to"] = "default";
      eth["routes"][0]["via"] = gw;
  
      eth["nameservers"]["addresses"] = dns;
  
      std::ofstream out(file);
      out << cfg;
  }
  // 调用示例：set_static("eth0", "192.168.1.100/24", "192.168.1.1", {"8.8.8.8","8.8.4.4"});
  // 然后执行：sudo netplan apply
  

  • 依赖安装与构建
    • 获取并安装 yaml-cpp（git clone；mkdir build；cd build；sudo cmake -DBUILD_SHARED_LIBS=ON …；sudo make install）
    • 编译时链接 yaml-cpp（如 g++ your.cpp -lyaml-cpp）。

四、实践建议

• 明确目标：若是编写网络应用，优先使用 Socket API 完成通信；若需改变主机网络参数，再考虑在 C++ 中生成/修改 netplan 配置并调用 netplan apply。
• 选择配置方式：桌面/混合环境优先 NetworkManager/nmcli；服务器/云镜像优先 netplan；避免使用已弃用的 ifconfig/route。
• 安全与可回滚：涉及系统网络变更时，务必保留旧配置备份、支持一键回滚，并在可控窗口执行变更。
• 接口与命名：网卡名在不同发行版/云平台可能为 eth0/ens33/enp0s3，操作前用 ip link 确认。