双网卡设置

Tutorial: 卓越工程师 Category: 嵌入式 Published: 2026-10-23 11:05:29 Views: 1 Likes: 0 Comments: 0

338.3.11 双网卡设置

本节没有编写 C 程序、驱动源码或设备树源码，因此标题下不添加臆造的 C 代码。课程目标是让 Ubuntu 虚拟机同时拥有两条用途不同的网络链路：一条用于日常上网或远程管理，另一条专门连接开发板，供后续 TFTP 下载内核、DTB 以及 NFS 挂载根文件系统使用。

上网/管理链路：外部网络 ── Windows 的 Wi-Fi（或另一有线网卡）── VMware ── Ubuntu 网卡 1

板卡实验链路：开发板 ── 网线 ── Windows 物理以太网口
                                  │
                                  └── VMware 桥接网络 ── Ubuntu 网卡 2

“双网卡”指 Ubuntu 中存在两个独立的网络接口，并不等于把 Windows 网卡的 IP 复制给虚拟机。桥接后，Ubuntu 的第二块虚拟网卡会像一台独立设备一样出现在板卡侧二层网络中，拥有自己的 MAC 地址和 IP 地址。

视频采用的地址规划如下。开发板地址来自上一课，本课只配置并测试 Windows 与 Ubuntu 两端：

设备/接口视频中的地址用途是否需要默认网关
Ubuntu 原网卡 ens33192.168.31.230/24上网、SSH 管理由原网络提供
Windows 板卡侧物理网卡192.168.2.223/24Windows 与板卡侧网络通信直连实验网通常不需要
Ubuntu 新网卡 ens37192.168.2.220/24TFTP/NFS 服务端地址不需要，视频实操也留空
开发板192.168.2.120/24TFTP/NFS 客户端同网段直连时不需要

其中 /24 等价于子网掩码 255.255.255.0。四个地址的前三段相同，所以 192.168.2.120、192.168.2.220 和 192.168.2.223 属于同一个 192.168.2.0/24 子网，可以直接通信；每台设备的最后一段必须不同，且本子网中的 .0 是网络地址、.255 是广播地址，不能分配给普通主机。

一、双网卡设置

双网卡的核心不是“两个接口都能上网”，而是让路由表按目标网络选择出口：

  • 发往 192.168.2.0/24 的数据从板卡侧网卡发出；
  • 发往其他网络的数据仍从原上网网卡及其默认网关发出；
  • 板卡侧接口只服务本地实验网，不应抢占默认路由。

同一子网的主机通信时，发送方会先通过 ARP 获得目标 MAC 地址，再直接发送以太网帧，不需要经过默认网关。默认网关只负责把数据转发到其他子网。因此，给板卡专用网卡填一个实际并不存在的 192.168.2.1，不能增强连通性，反而可能引入错误或竞争的默认路由。

1.1 Windows端

1.1.1 确认硬件连接和目标网卡

课程的硬件前提是：开发板通过网线连接 Windows 主机的物理以太网口；Windows 还要通过 Wi-Fi 或另一块有线网卡维持原来的上网链路。不要把 VMware 自动创建的 VMware Network Adapter VMnet8 当成连接开发板的物理网卡。视频中的板卡侧物理设备为 Realtek Gaming 2.5GbE Family Controller，实际机器应以自己的网卡名称为准。

视频通过“设置 → 网络和 Internet → 高级网络设置”查看网络适配器，并采用断电、上电的方法辅助识别：

  • 开发板断电或网线拔掉后，目标以太网口显示“未连接”；
  • 开发板上电且网线、PHY 正常后，目标接口由“未连接”变成“未识别的网络”。

这里必须纠正一个概念：“未识别的网络”最多说明 Windows 检测到了物理链路，并且没有把该网络识别成已知网络；它不能证明 IP 已正确配置，也不能证明双方已经交换业务数据。物理层有载波、IP 层可达和 TFTP/NFS 服务可用，是三个不同层次的状态，后面仍要逐层验证。

1.1.2 设置静态 IPv4 地址

视频使用传统适配器属性页，依次打开目标物理网卡的“属性 → Internet 协议版本 4（TCP/IPv4）→ 属性”，然后选择“使用下面的 IP 地址”。不同 Windows 版本也可以从网络设置中的“IP 分配 → 编辑 → 手动”进入；微软官方步骤见 Windows 基本网络设置与 TCP/IP 配置。

视频截图填写的是：

IP 地址：     192.168.2.223
子网掩码：   255.255.255.0
默认网关：   192.168.2.1
首选 DNS：   114.114.114.114

但按本课“电脑网口直连开发板”的拓扑，推荐配置应为：

IP 地址：     192.168.2.223
子网掩码：   255.255.255.0
默认网关：   留空
DNS 服务器： 留空

原因如下：

  • 192.168.2.223/24 已经会自动生成一条到 192.168.2.0/24 的直连路由，访问开发板和 Ubuntu 第二网卡不需要网关；
  • 视频拓扑中没有证据表明 192.168.2.1 上存在路由器，填写它可能给 Windows 增加一个无效默认出口；
  • 本课使用 IP 地址访问开发板，不需要 DNS 做域名解析；
  • 上网所需的默认网关和 DNS 应继续由 Wi-Fi 或另一块上网网卡提供。

如果实际网络中确实有一台路由器负责连接其他子网，才按真实拓扑填写网关，不能机械照抄 192.168.2.1。Windows 物理网卡本身的 192.168.2.223 主要用于主机参与测试；即使只要求“开发板 ↔ Ubuntu 虚拟机”通信，二者的桥接转发也不依赖 Windows 使用同一个 IP。

1.2 虚拟机设置

1.2.1 建立专用桥接网络

在 VMware Workstation 中打开“编辑 → 虚拟网络编辑器”，点击“更改设置”取得管理员权限，然后执行：

  1. 选择一个未使用的 VMnet；视频使用 VMnet1。
  2. 把该 VMnet 的类型设置为“桥接模式”。
  3. 在“桥接至”下拉框中，明确选择连接开发板的物理以太网卡；视频选择 Realtek 有线网卡。
  4. 应用并保存设置。

桥接模式会把虚拟网卡直接接入所选物理网络；NAT 则是让虚拟机通过主机地址共享外部网络；Host-only 只建立主机与虚拟机之间的私有网络。Broadcom 的 VMware Workstation 虚拟网络编辑器说明还特别建议：使用多块网卡时，应分别指定每块网卡所桥接的物理适配器，不要依赖 Automatic 自动桥接。否则 VMware 可能选到 Wi-Fi，板卡数据便不会走预期的有线口。

视频把 VMnet1 从 Host-only 改成了桥接网络。VMnet0、VMnet1、VMnet8 通常分别承担默认桥接、Host-only 和 NAT 功能；因此改动 VMnet1 会占用原来的 Host-only 网络。若其他虚拟机还依赖 Host-only，应改用一个空闲的自定义 VMnet，而不是无条件照搬名称。真正重要的是“该 VMnet 桥接到哪块物理网卡”，名称本身没有网络语义。

1.2.2 把第二块虚拟网卡接入该网络

为减少热添加兼容性问题，可以先正常关闭 Ubuntu 虚拟机，再在 VMware 中操作：

  1. 右击虚拟机名称，打开“设置”。
  2. 点击“添加”，选择“网络适配器”，再点击“完成”。
  3. 选中新出现的网络适配器，选择“自定义：特定虚拟网络”。
  4. 指定前一步配置的 VMnet；视频为 VMnet1。
  5. 确认“已连接”和“启动时连接”的状态符合需要，然后保存。

这一步增加的是 Ubuntu 能看到的第二块虚拟硬件网卡；前一步配置的 VMnet 则决定这块虚拟网卡如何接到 Windows 的物理网卡。两步缺一不可。如果 VMware 版本支持在线添加且操作成功，也可以不关机；若“添加”按钮不可用、Ubuntu 未识别设备或状态异常，关闭虚拟机后重新添加最稳妥。

1.3 Ubuntu设置

启动 Ubuntu 后，视频运行 ifconfig，从原来的 ens33、lo 变为 ens33、ens37、lo。这说明第二块虚拟网卡已被系统识别，但当时 ens37 还没有 IPv4 地址。网卡名由 Linux 的可预测命名规则和虚拟硬件位置决定，换一台虚拟机可能显示为 ens38、enp0s8 等，不能把 ens37 当成固定名称。

ifconfig 可以复现课程画面，但现代 Ubuntu 更适合使用 ip 命令。Ubuntu 的 ip address 手册说明该命令用于查看和管理网络设备上的协议地址。

# 以简洁格式查看所有接口是否存在、是否为 UP。
ip -br link

# 查看各接口的 IPv4/IPv6 地址；新网卡出现但无 192.168.2.x 时，说明尚未完成地址配置。
ip -br address

# 查看当前路由，确认哪个接口承担默认路由以及 192.168.2.0/24 走哪个接口。
ip route

# 查看 NetworkManager 认为每块设备处于 connected、disconnected 还是 unavailable。
nmcli device status

若第二块接口没有出现，应依次检查：VMware 是否真的添加了第二个网络适配器、是否勾选“已连接/启动时连接”、该适配器是否指向正确 VMnet。完成检查后再重启 Ubuntu；重启不是替代配置检查的万能修复方法。

1.4 打开设置

1.4.1 在图形界面配置板卡侧地址

视频在 Ubuntu 中打开“Settings → Network”，找到没有 IPv4 地址的第二块网卡 ens37，打开开关并进入齿轮设置，然后执行：

  1. 进入 IPv4 页签；
  2. 将地址获取方式从 Automatic (DHCP) 改成 Manual；
  3. 地址填写 192.168.2.220；
  4. Netmask 填写 255.255.255.0；
  5. Gateway 留空；
  6. 应用配置，必要时关闭再重新打开该连接使配置生效。

视频实操画面中的 Gateway 确实为空，原笔记“填写 192.168.2.1”与视频不符。对于只连接开发板的接口，网关和 DNS 都应留空；这样 Ubuntu 的原网卡继续负责上网，板卡侧网卡只生成 192.168.2.0/24 直连路由。

NetworkManager 的官方 IPv4 配置说明指出：设置 gateway 会创建标准默认路由，而 ipv4.never-default=true 会阻止该连接成为默认连接，详见 NetworkManager IPv4 设置参考。如果所用桌面版本的图形界面提供“仅将此连接用于其网络上的资源”一类选项，应勾选它；命令行也可以为板卡侧 profile 设置 ipv4.never-default yes。具体 profile 名称必须先查询，不能照抄示例占位符：

# 列出配置名称、类型以及当前绑定的设备，先确认哪一条属于板卡侧网卡。
nmcli connection show

# 将板卡侧配置标记为永不提供 IPv4 默认路由；把尖括号内容换成实际配置名。
nmcli connection modify "<板卡侧配置名>" ipv4.never-default yes

# 在指定接口上重新激活这条配置；远程操作时不要误停承载 SSH 的 ens33。
nmcli connection up "<板卡侧配置名>" ifname ens37

应用后，视频再次执行 ifconfig，看到：

ens33  inet 192.168.31.230  netmask 255.255.255.0  broadcast 192.168.31.255
ens37  inet 192.168.2.220   netmask 255.255.255.0  broadcast 192.168.2.255

这验证了两个接口都拥有地址，但仍应继续检查路由。理想的关键路由结构是：

default via <上网网络的真实网关> dev ens33
192.168.2.0/24 dev ens37 ... src 192.168.2.220

不应再出现一条无依据的 default via 192.168.2.1 dev ens37。可以用下面的命令让内核直接回答“去开发板会走哪条路”，比只看地址更可靠：

# 查询发往开发板地址时将采用的出口接口、下一跳和源地址，但不真正发送数据包。
ip route get 192.168.2.120

ip route get 会按内核实际路由规则解析一次目标，定义见 Ubuntu ip-route(8) 手册。预期结果应包含板卡侧接口和源地址 192.168.2.220，而不是经 ens33 或默认网关转发。

1.4.2 正确认识 NetworkManager profile

视频最后补充：若两个紫色开关不能同时打开，可点击加号，为两个网卡建立不同 profile。这个方向基本正确，但“随便改一改 profile 就能恢复”不够严谨。

NetworkManager 中，**设备（device）**是实际网卡，**连接配置（connection/profile）**是地址、路由、DNS 等设置的集合。一个设备在同一时刻通常只激活一条普通有线 profile；两个不同设备则可以各自激活一条 profile。官方 nmcli 手册也说明，一台设备可以拥有多个候选配置，但同一时刻只能使用其中一个，参见 Ubuntu nmcli(1) 手册。

本课应建立清晰的一一对应关系：

  • ens33 → 上网/管理 profile → DHCP 或原有网络配置 → 提供默认路由；
  • ens37 → 板卡实验 profile → 192.168.2.220/24 → 不提供默认路由和 DNS。

如果重启后连不上网，先执行 nmcli device status 和 nmcli connection show --active，确认哪条 profile 实际绑定在哪个设备上，再有针对性地激活或修正；不要反复随机切换。通过 SSH 操作时尤其要避免停用当前 SSH 所走的上网接口，否则会立即断开远程会话。

1.5 测试网络

1.5.1 复现视频测试

Ubuntu 到 Windows 板卡侧物理网卡：

# 发送 4 个 ICMP Echo 请求后自动结束；视频直接使用 ping 时需按 Ctrl+C 停止。
ping -c 4 192.168.2.223

Windows 到 Ubuntu 板卡侧虚拟网卡：

# Windows 默认只发送 4 个请求，不加 /t 时通常会自行结束。
ping 192.168.2.220

视频中，Ubuntu 能收到 192.168.2.223 的回应，Windows 也能收到 192.168.2.220 的回应，证明两端在 192.168.2.0/24 上具备双向 ICMP/IP 可达性。Windows ping 默认发送 4 个 Echo 请求；只有加 /t 才持续发送，微软的参数说明见 Windows ping 命令文档。Linux ping 默认持续运行，可以按 Ctrl+C 结束，也可以像上面一样用 -c 4 限定次数；其工作机制见 Ubuntu ping(8) 手册。

视频还尝试了同网段中未配置给现有设备的地址，例如从 Ubuntu ping 192.168.2.224、从 Windows ping 192.168.2.221，均未收到回应。这个结果只说明当时没有收到这些地址的 ICMP Echo Reply，不能简单归纳为“网线一定断了”或“网络一定不通”：目标主机可能不存在、没有启用该地址、尚未启动，或者防火墙拒绝 ICMP。

同理，ping 成功只证明 ICMP 往返路径可用，并不证明 TFTP、NFS 或 U-Boot 参数已经正确。后续接入并配置开发板后，还应测试：

# 测试 Ubuntu 到开发板的 IPv4 可达性；地址沿用课程规划。
ping -c 4 192.168.2.120

# 查看内核通过 ARP/邻居发现学到的开发板 MAC；INCOMPLETE/FAILED 表示邻居解析未成功。
ip neigh show dev ens37

# 查看 TFTP 服务是否监听 UDP 69；服务端实际传输还会使用协商出的端口。
sudo ss -lunp | grep ':69'

# 查看 NFS 服务端当前真正生效的导出规则，而不只是配置文件文本。
sudo exportfs -v
1.5.2 分层排障顺序
层次检查方法能确认什么
物理层网线、接口灯、Windows“已连接”、VMware“已连接”是否存在基本链路；不能证明 IP 正确
虚拟交换层VMnet 是否桥接到准确的物理网卡Ubuntu 的第二虚拟网卡是否真正接到板卡网段
接口与地址ip -br link、ip -br address、Windows ipconfig接口状态和 IP/掩码是否正确、是否地址冲突
路由层ip route、ip route get 192.168.2.120、Windows route print -4流量是否从预期网卡发出，是否出现错误默认路由
邻居层ip neigh、Windows arp -a同网段目标能否解析到 MAC 地址
ICMP 层双向 pingIP 往返是否可达；失败也可能是防火墙拦截
服务层实际 TFTP 下载、NFS 挂载及服务日志端口、权限、路径和协议是否真正可用

最终验收标准不是“两个紫色开关都打开”，而是同时满足：Ubuntu 原网卡仍能访问原网络；192.168.2.0/24 明确经第二网卡发送；Windows、Ubuntu 和开发板地址互不冲突；三端在需要的方向上可达；TFTP/NFS 再通过各自的真实操作验证。这样双网卡才真正为后续网络启动提供了稳定基础。

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