Linux 网卡操作：.link网卡重命名，外网/内网双网卡集群克隆改造

1. 引言

日常使用 Linux 虚拟机做实验时，新增网卡、配置静态 IP、调整路由、整机克隆都是常用到的操作。熟练 nmcli 连接管理，以及克隆后的网卡配置清理与重建流程，可以提升网络类实验的调试效率。

这个实验从一台只有外网网卡的 Rocky Linux 9.5 虚拟机开始，通过克隆和网卡改造，构建出一套三节点的内网集群骨架。入口节点（node01）保留外网访问，其余节点（node02、node03）纯内网，涉及到状态读取、连接管理、克隆后配置清理、网卡重命名。

2. 实验环境规划

2.1 VMware 网络模式：vmnet8（NAT）与 vmnet1（仅主机）

VMware Workstation 里每个 vmnet 都是一个虚拟交换机，网络模式决定流量能走到哪里。

vmnet8（NAT）：虚拟机的流量经过宿主机的 NAT 表转换后出去。宿主机充当路由器，为虚拟机提供 DHCP 和网关。同一 vmnet8 下的多台虚拟机可以互访，也可以访问外网。

vmnet1（仅主机）：虚拟机和宿主机构成一个封闭网段，没有路由出口，流量出不了宿主机。适合做节点间的内网通信。

实验里只有 node01 通过 vmnet8 走外网，node02 和 node03 通过 vmnet1 做内网通信。三台机器的内网处于同一子网，彼此互通。

2.2 拓扑

topology

主机名	网卡	IP / 掩码	网关	用途
node01	ens160	DHCP	192.168.92.2	外网出口
node01	eth0	192.168.30.140/24	-	内网通信
node02	eth0	192.168.30.150/24	-	内网节点
node03	eth0	192.168.30.160/24	-	内网节点

三台节点最终通过 vmnet1 组成内网子网。node01 额外保留 vmnet8 外网访问，node02/node03 只有内网。

3. 初始状态：node01 外网网卡

3.1 ip link：数据链路层状态

ip link 工作在数据链路层（OSI Layer 2），只看接口的物理链路状态，与 IP 地址无关。

ip link show ens160

2: ens160: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc mq state UP mode DEFAULT group default qlen 1000
    link/ether 00:0c:29:3a:b1:c2 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff

尖括号内的标志：
- UP：接口已被管理员启用
- LOWER_UP：物理层有载波——虚拟链路已连接。如果UP 存在但 LOWER_UP 缺失，说明接口启用了但没有物理连接
- BROADCAST：支持广播，以太网接口标配

mtu 1500 是最大传输单元。link/ether 后面的 MAC 地址是数据链路层的硬件标识。

3.2 ip addr：地址绑定与 scope

ip addr 工作在网络层（OSI Layer 3），显示 IP 地址与接口的绑定关系。

ip addr show ens160

2: ens160: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc mq state UP group default qlen 1000
    link/ether 00:0c:29:a0:4c:e3 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    altname enp3s0
    inet 192.168.92.134/24 brd 192.168.92.255 scope global dynamic noprefixroute ens160
       valid_lft 1624sec preferred_lft 1624sec
    inet6 fe80::20c:29ff:fea0:4ce3/64 scope link noprefixroute
       valid_lft forever preferred_lft forever

关键字段：
- scope global：可路由地址，能和外界通信。scope link（如 IPv6 的 fe80::）只在当前网段有效
- dynamic：地址由 DHCP 分配，带 valid_lft（租约剩余时间）。静态地址没有 dynamic 标志
- noprefixroute：由 NetworkManager 托管的 IP 地址会携带该标识，意思是，内核不会自动为该网段生成直连路由，所有路由规则统一由 NM 单独管理写入。这样的好处是，多网卡环境下，可以手动控制路由 metric、默认出口，避免内核自动生成路由造成外网路由抢占、网络不通的问题。

3.3 ip route：路由表与默认网关

ip route show

default via 192.168.92.2 dev ens160 proto dhcp src 192.168.92.134 metric 100
192.168.92.0/24 dev ens160 proto kernel scope link src 192.168.92.134 metric 100

直连路由没有 via 字段，访问 192.168.92.0/24 网段的地址直接从 ens160 发出。默认路由 default 是兜底出口，下一跳 192.168.92.2（VMware 的虚拟网关）。metric 100 是优先级权重，值越低越优先。

4. node01 添加内网网卡

4.1 VMware 添加仅主机适配器

在 VMware Workstation 里，进入 node01 虚拟机设置 → 添加 → 网络适配器，然后将刚刚添加的网络适配器改为自定义：VMnet1（仅主机）。添加后不需要重启，VMware 会热插拔这块虚拟网卡，udev 自动识别并命名。

ip link show ens224

3: ens224: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc mq state UP mode DEFAULT group default qlen 1000
    link/ether 00:0c:29:a0:4c:ed brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    altname enp19s0

altname enp19s0 是内核为该网卡生成的备用名，基于 PCI 路径（enp19s0 表示 PCI 总线 19，槽位 0）。这是 Predictable Network Interface Names 机制的一部分，与 ens224 指向同一块网卡。

查看 NetworkManager 设备状态：

nmcli device status

DEVICE  TYPE      STATE                   CONNECTION
ens160  ethernet  connected               ens160
ens224  ethernet  connected               Wired connection 1
lo      loopback  connected (externally)  lo

ens224 已经处于 connected 状态，Connection 列显示 Wired connection 1——这是 NetworkManager 检测到新网卡后自动创建的临时连接配置，通过 vmnet1 的 DHCP 拿到了一个内网地址：

ip addr show ens224

3: ens224: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc mq state UP group default qlen 1000
    link/ether 00:0c:29:a0:4c:ed brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    altname enp19s0
    inet 192.168.30.130/24 brd 192.168.30.255 scope global dynamic noprefixroute ens224
       valid_lft 1439sec preferred_lft 1439sec
    inet6 fe80::24a5:f3c2:fc39:e13f/64 scope link noprefixroute
       valid_lft forever preferred_lft forever

vmnet1（仅主机模式）默认开启了 DHCP，所以新网卡插入后会自动拿到地址。这是 VMware 的默认行为，不需要额外配置。

4.2 创建自定义静态内网连接

自动生成的 Wired connection 1 虽然能用，但 DHCP 分配的地址不固定，不适合做内网通信。需要删除这个自动连接，重建一个静态配置。

先删除自动生成的连接：

nmcli connection delete "Wired connection 1"

Connection 'Wired connection 1' (637c8ef7-c721-3ee4-8523-a2f31004489c) successfully deleted.

确认设备回到 disconnected 状态：

nmcli device status

DEVICE  TYPE      STATE                   CONNECTION
ens160  ethernet  connected               ens160
lo      loopback  connected (externally)  lo
ens224  ethernet  disconnected            --

现在创建自定义静态连接，nmcli connection add 在 /etc/NetworkManager/system-connections/ 下创建配置文件，但不激活。

con-name 是连接配置的名称，ifname 是绑定的物理接口名。两者是分开的：配置名可以随便起，但是物理接口名必须匹配。

nmcli connection add type ethernet con-name eth0-internal ifname ens224 ipv4.method manual ipv4.addresses 192.168.30.140/24

Connection 'eth0-internal' (45f9ed64-a249-4a19-ac12-04a7f7bf4f2e) successfully added.

nmcli connection up 读取配置文件，把地址和路由写入内核，激活连接。

nmcli connection up eth0-internal

Connection successfully activated (D-Bus active path: /org/freedesktop/NetworkManager/ActiveConnection/5)

验证静态地址已挂载：

ip addr show ens224 | grep 'inet '

    inet 192.168.30.140/24 brd 192.168.30.255 scope global noprefixroute ens224

没有 dynamic 标志，意味着地址为静态。

4.3 将 ens224 重命名为 eth0

ens224 不是很好记，改成 eth0 更直观。systemd 的 .link 文件可以在系统启动早期（udev 阶段）重命名网卡。

需要先确认 /etc/systemd/network/ 目录是否存在：

ls -d /etc/systemd/network/

ls: cannot access '/etc/systemd/network/': No such file or directory

没有这个目录，先创建：

mkdir -p /etc/systemd/network/

先获取 ens224 的 MAC 地址，这是 .link 文件匹配网卡的依据：

ip link show ens224 | grep 'link/ether'

    link/ether 00:0c:29:a0:4c:ed brd ff:ff:ff:ff:ff:ff

编辑创建 /etc/systemd/network/10-eth0.link：

vim /etc/systemd/network/10-eth0.link

[Match]
MACAddress=00:0c:29:a0:4c:ed

[Link]
Name=eth0

.link 文件结构分两块：

[Match]：匹配条件，用 MAC 地址最稳定
[Link]：执行动作，Name=eth0 表示将匹配到的网卡重命名为 eth0

文件名 10-eth0.link 中的数字前缀决定处理优先级，数字越小越优先（和 udev 规则习惯一致）。

重启使 .link 文件生效：

reboot

重启后确认接口名已变更：

ip link show eth0

3: eth0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc mq state UP mode DEFAULT group default qlen 1000
    link/ether 00:0c:29:a0:4c:ed brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    altname enp19s0

接口名已经变更成功了。

但是此时 NM 连接配置里绑定的还是 ens224，需要同步更新：

nmcli connection modify eth0-internal connection.interface-name eth0

激活连接：

nmcli connection up eth0-internal

Connection successfully activated (D-Bus active path: /org/freedesktop/NetworkManager/ActiveConnection/4)

验证地址已挂载在 eth0 上：

ip addr show eth0 | grep 'inet '

    inet 192.168.30.140/24 brd 192.168.30.255 scope global noprefixroute eth0

4.4 验证 node01 外网和内网同时工作

ping -c 3 8.8.8.8

PING 8.8.8.8 (8.8.8.8) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 8.8.8.8: icmp_seq=1 ttl=128 time=65.2 ms
64 bytes from 8.8.8.8: icmp_seq=2 ttl=128 time=68.7 ms
64 bytes from 8.8.8.8: icmp_seq=3 ttl=128 time=56.7 ms

--- 8.8.8.8 ping statistics ---
3 packets transmitted, 3 received, 0% packet loss, time 2003ms
rtt min/avg/max/mdev = 56.694/63.524/68.651/5.027 ms

ip route show

default via 192.168.92.2 dev ens160 proto dhcp src 192.168.92.134 metric 100
192.168.30.0/24 dev eth0 proto kernel scope link src 192.168.30.140 metric 101
192.168.92.0/24 dev ens160 proto kernel scope link src 192.168.92.134 metric 100

eth0 只有直连路由，没有默认路由，不会抢外网出口。

5. 克隆 node01 得到 node02

5.1 VMware 完整克隆

先将 node01 关机，然后在 VMware Workstation 里，右键 node01 → 管理 → 克隆 → 虚拟机中的当前状态 → 创建完整克隆，命名为 node02。

启动 node02 ，查看网卡状态：

ip link show

1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN mode DEFAULT group default qlen 1000
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
2: ens160: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc mq state UP mode DEFAULT group default qlen 1000
    link/ether 00:0c:29:c2:85:85 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    altname enp3s0
3: ens224: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc mq state UP mode DEFAULT group default qlen 1000
    link/ether 00:0c:29:c2:85:8f brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    altname enp19s0

两块网卡都在，MAC 地址变了（完整克隆会生成新的 MAC）。node01 上的 .link 文件写死了旧 MAC，对 node02 不生效，所以内网网卡重命名失败，仍然显示为 ens224。外网网卡 ens160 的 DHCP 连接克隆后仍能工作，是因为 DHCP 不依赖 MAC 地址绑定。

查看现有的 .link 文件：

cat /etc/systemd/network/10-eth0.link

[Match]
MACAddress=00:0c:29:a0:4c:ed

[Link]
Name=eth0

5.2 将 node02 改造为纯内网节点

node02 只需要内网通信，不需要外网，先删除残留的外网连接配置，再在 VMware 中移除外网网卡。

查看当前连接配置：

nmcli connection show

NAME                UUID                                  TYPE      DEVICE
ens160              6b69312a-b458-3d73-b950-f3429ffa6d66  ethernet  ens160
Wired connection 1  e8042cf1-c877-3e46-b99c-51372f1905be  ethernet  ens224
lo                  8134575c-be0a-4c78-bf01-bad0c5142d0d  loopback  lo
eth0-internal       45f9ed64-a249-4a19-ac12-04a7f7bf4f2e  ethernet  --

三个连接分别来自不同来源：ens160 是 node01 克隆时带下来的外网连接，MAC 变了但 NM 不绑定 MAC，所以仍能自动激活；Wired connection 1 是 NM 检测到 ens224 后自动生成的临时连接，通过 vmnet1 DHCP 拿到地址；eth0-internal 是 node01 上创建的内网连接配置，绑定的接口名是 eth0，但克隆后 .link 重命名未生效，eth0 设备不存在，所以处于未激活状态（DEVICE 列为 --）。

node01 克隆时同步复制了 ens160 的 NM 连接配置文件，需删除该配置：

nmcli connection delete ens160

Connection 'ens160' (6b69312a-b458-3d73-b950-f3429ffa6d66) successfully deleted.

确认外网连接已被清理：

nmcli connection show

NAME                UUID                                  TYPE      DEVICE
Wired connection 1  e8042cf1-c877-3e46-b99c-51372f1905be  ethernet  ens224
lo                  8134575c-be0a-4c78-bf01-bad0c5142d0d  loopback  lo
eth0-internal       45f9ed64-a249-4a19-ac12-04a7f7bf4f2e  ethernet  --

先关闭 node02 虚拟机，进入虚拟机设置，删除 ens160 对应的网络适配器。

开机后执行 ip link show 确认 ens160 网卡彻底消失，此时 node02 仅保留内网网卡。

重新启动 node02，查看网卡状态：

ip link show

1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN mode DEFAULT group default qlen 1000
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
2: ens224: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc mq state UP mode DEFAULT group default qlen 1000
    link/ether 00:0c:29:c2:85:8f brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    altname enp19s0

需要把这块网卡重命名为 eth0。获取当前 MAC：

ip link show ens224 | grep 'link/ether'

    link/ether 00:0c:29:c2:85:8f brd ff:ff:ff:ff:ff:ff

更新 /etc/systemd/network/10-eth0.link 中的 MAC 地址：

[Match]
MACAddress=00:0c:29:c2:85:8f

[Link]
Name=eth0

重启使重命名生效：

reboot

重启后确认接口名已变更为 eth0：

ip link show eth0

2: eth0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc mq state UP mode DEFAULT group default qlen 1000
    link/ether 00:0c:29:c2:85:8f brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    altname enp19s0

检查 NetworkManager 设备状态：

nmcli device status

DEVICE  TYPE      STATE         CONNECTION
eth0    ethernet  connected     eth0-internal
lo      loopback  connected (externally)  lo

5.3 修改 node02 的 IP

node02 当前 IP 仍是 node01 的 .140/24，需要改为 .150/24：

nmcli connection modify eth0-internal ipv4.addresses 192.168.30.150/24

激活连接：

nmcli connection up eth0-internal

Connection successfully activated (D-Bus active path: /org/freedesktop/NetworkManager/ActiveConnection/3)

验证地址已更新：

ip addr show eth0 | grep 'inet '

    inet 192.168.30.150/24 brd 192.168.30.255 scope global noprefixroute eth0

确认没有默认路由（纯内网节点不应有外网出口）：

ip route show

192.168.30.0/24 dev eth0 proto kernel scope link src 192.168.30.150 metric 100

只有直连路由，没有 default，符合预期。

6. 从 node02 克隆 node03

6.1 VMware 完整克隆

关闭 node02 虚拟机，右键 node02 → 管理 → 克隆 → 虚拟机中的当前状态 → 创建完整克隆，命名为 node03。

启动 node03 后查看状态：

ip link show

1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN mode DEFAULT group default qlen 1000
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
2: ens224: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc mq state UP mode DEFAULT group default qlen 1000
    link/ether 00:0c:29:ba:b1:fe brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    altname enp19s0

node02 上的 .link 文件写死了 node02 的 MAC 地址，克隆后 node03 的 MAC 变了，重命名规则失效，所以网卡名仍然是 ens224（回到默认命名），而不是 eth0。

查看当前连接配置：

nmcli connection show

NAME                UUID                                  TYPE      DEVICE
Wired connection 1  3283a9ab-0b8e-3402-87f2-78af339af74a  ethernet  ens224
lo                  a268713f-bc73-4b41-b7a9-cb6cb33cb156  loopback  lo
eth0-internal       45f9ed64-a249-4a19-ac12-04a7f7bf4f2e  ethernet  --

和 node02 刚克隆出来的情况类似：Wired connection 1 是 NM 检测到新 MAC 后自动生成的临时连接，通过 vmnet1 DHCP 拿到了地址；eth0-internal 绑定的接口名是 eth0，但 eth0 设备不存在，所以处于未激活状态。

6.2 重命名网卡并修改 IP

获取当前网卡 MAC：

ip link show ens224 | grep 'link/ether'

    link/ether 00:0c:29:ba:b1:fe brd ff:ff:ff:ff:ff:ff

更新 /etc/systemd/network/10-eth0.link 中的 MAC 地址：

[Match]
MACAddress=00:0c:29:ba:b1:fe

[Link]
Name=eth0

重启使重命名生效：

reboot

重启后确认网卡已重命名为 eth0，并查看连接状态：

ip link show eth0

2: eth0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc mq state UP mode DEFAULT group default qlen 1000
    link/ether 00:0c:29:ba:b1:fe brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    altname enp19s0

nmcli connection show

NAME                UUID                                  TYPE      DEVICE
lo                  a268713f-bc73-4b41-b7a9-cb6cb33cb156  loopback  lo
eth0-internal       45f9ed64-a249-4a19-ac12-04a7f7bf4f2e  ethernet  --

重启后临时连接 Wired connection 1 会自动消失，原因是：

该自动连接创建时绑定原始网卡名 ens224；

systemd .link 规则在启动阶段把网卡硬件重命名为 eth0；

NetworkManager 扫描设备时找不到名为 ens224 的网卡，判定该连接无对应硬件，自动丢弃不再展示；

自建的 eth0-internal 同样绑定旧接口名 ens224，因此也处于未激活状态（DEVICE 列为 --）。

更新 eth0-internal 的接口名绑定并激活：

nmcli connection modify eth0-internal connection.interface-name eth0

激活连接：

nmcli connection up eth0-internal

Connection successfully activated (D-Bus active path: /org/freedesktop/NetworkManager/ActiveConnection/3)

验证地址已挂载：

ip addr show eth0 | grep 'inet '

    inet 192.168.30.150/24 brd 192.168.30.255 scope global noprefixroute eth0

6.3 修改 node03 的 IP

node03 当前 IP 还是 node02 的 .150/24，需要改为 .160/24：

nmcli connection modify eth0-internal ipv4.addresses 192.168.30.160/24

激活连接：

nmcli connection up eth0-internal

Connection successfully activated (D-Bus active path: /org/freedesktop/NetworkManager/ActiveConnection/4)

验证地址已更新：

ip addr show eth0 | grep 'inet '

    inet 192.168.30.160/24 brd 192.168.30.255 scope global noprefixroute eth0

确认没有默认路由：

ip route show

192.168.30.0/24 dev eth0 proto kernel scope link src 192.168.30.160 metric 100

只有直连路由，没有 default，符合预期。

7. 验证三节点内网互通

node01 上 ping node02 和 node03：

ping -c 3 192.168.30.150

PING 192.168.30.150 (192.168.30.150) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 192.168.30.150: icmp_seq=1 ttl=64 time=0.504 ms
64 bytes from 192.168.30.150: icmp_seq=2 ttl=64 time=0.847 ms
64 bytes from 192.168.30.150: icmp_seq=3 ttl=64 time=0.444 ms

--- 192.168.30.150 ping statistics ---
3 packets transmitted, 3 received, 0% packet loss, time 2026ms
rtt min/avg/max/mdev = 0.444/0.598/0.847/0.177 ms

ping -c 3 192.168.30.160

PING 192.168.30.160 (192.168.30.160) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 192.168.30.160: icmp_seq=1 ttl=64 time=0.479 ms
64 bytes from 192.168.30.160: icmp_seq=2 ttl=64 time=0.442 ms
64 bytes from 192.168.30.160: icmp_seq=3 ttl=64 time=1.64 ms

--- 192.168.30.160 ping statistics ---
3 packets transmitted, 3 received, 0% packet loss, time 2055ms
rtt min/avg/max/mdev = 0.442/0.855/1.644/0.558 ms

node02 上 ping node03：

ping -c 3 192.168.30.160

PING 192.168.30.160 (192.168.30.160) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 192.168.30.160: icmp_seq=1 ttl=64 time=0.564 ms
64 bytes from 192.168.30.160: icmp_seq=2 ttl=64 time=0.772 ms
64 bytes from 192.168.30.160: icmp_seq=3 ttl=64 time=0.673 ms

--- 192.168.30.160 ping statistics ---
3 packets transmitted, 3 received, 0% packet loss, time 2024ms
rtt min/avg/max/mdev = 0.564/0.669/0.772/0.084 ms

验证 node02 和 node03 无法访问外网：

ping -c 3 8.8.8.8

ping: connect: Network is unreachable

8. 结语

从一台只有外网网卡的虚拟机开始，通过克隆、网卡改造、再克隆，最终得到三节点内网互通、入口节点保留外网的集群骨架。整个过程覆盖了 ip 命令的三层状态读取、nmcli 连接生命周期管理、克隆后网卡重命名和配置清理，以及从双网卡回退为单内网节点的改造方法。