在Linux系统中，网络性能的优化是系统管理员和运维人员的重要任务。以太网卡的速度和双工模式直接影响着数据传输的效率和稳定性。本文将详细讲解如何在 Linux 环境下更改以太网卡的速度和双工模式，帮助用户理解相关概念，并提供具体的操作步骤及注意事项。
一、什么是以太网卡速度和双工模式？
在网络环境中，以太网卡速度指的是网卡的传输速率，通常有以下几种速率：
- 10 Mbps（以太网）
- 100 Mbps（快速以太网）
- 1000 Mbps (1Gbps)（千兆以太网）
- 10 Gbps及更高（万兆以太网）
双工模式则决定了数据的传输方向，分为以下两种：
- 全双工（Full Duplex）：允许数据在两个方向上同时传输（上行和下行数据互不干扰）。
- 半双工（Half Duplex）：数据传输只能单向进行，容易导致数据冲突。
二、查询当前网卡的状态
在更改网卡设置之前，首先需要确认网卡的当前状态。使用 `ethtool` 命令可以查看网卡的具体信息。
1. 安装 ethtool
在大多数 Linux 发行版中，`ethtool` 并非默认安装。如果未安装，可以使用以下命令安装：
Ubuntu/Debian 系列：
sudo apt update
sudo apt install ethtool
CentOS/RedHat 系列：
sudo yum install ethtool
2. 查看网卡信息
使用以下命令查看网卡信息：
ethtool <网卡名>
例如：
ethtool eth0
输出示例：
Settings for eth0:
Supported ports: [ TP ]
Supported link modes: 10baseT/Half 10baseT/Full
100baseT/Half 100baseT/Full
1000baseT/Full
Supported pause frame use: No
Supports auto-negotiation: Yes
Advertised link modes: 100baseT/Full
Advertised pause frame use: No
Advertised auto-negotiation: Yes
Speed: 100Mb/s
Duplex: Full
Port: Twisted Pair
PHYAD: 1
Transceiver: internal
在这个示例中，网卡 `eth0` 当前运行在 100Mb/s、全双工模式下，且支持更高的速率（如 1000baseT/Full）。
三、修改以太网卡速度和双工模式
1. 临时更改（重启后失效）
使用以下命令可以临时更改网卡的速度和双工模式：
sudo ethtool -s eth0 speed 100 duplex full autoneg off
参数说明：
`-s <网卡名>`：指定要配置的网卡
`speed`：指定要设置的速率（如 10、100、1000 等）
`duplex`：指定双工模式（`full` 表示全双工，`half` 表示半双工）
`autoneg off`：关闭自动协商（在手动配置速度和双工模式时必须关闭自动协商）
例如，将网卡 `eth0` 设置为 1000Mbps 全双工模式：
sudo ethtool -s eth0 speed 1000 duplex full autoneg off
2. 永久更改（重启后仍然有效）
临时配置在系统重启后会恢复默认状态。若要使更改永久生效，需要将配置写入系统启动文件。
方法 1：修改网络配置文件（推荐）
在基于 Debian/Ubuntu 系统中：
编辑 `/etc/network/interfaces` 文件，添加以下内容：
auto eth0
iface eth0 inet static
address 192.168.1.100
netmask 255.255.255.0
gateway 192.168.1.1
post-up /sbin/ethtool -s eth0 speed 1000 duplex full autoneg off
在 CentOS/RHEL 系统中：
编辑 `/etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0` 文件，添加以下行：
ETHTOOL_OPTS="speed 1000 duplex full autoneg off"
方法 2：使用 `rc.local`（传统方法）
编辑 `/etc/rc.local` 文件，在末尾添加：
/sbin/ethtool -s eth0 speed 1000 duplex full autoneg off
然后赋予执行权限：
sudo chmod +x /etc/rc.local
四、常见问题与解决方法
1. `ethtool` 提示 “Operation not supported” 错误
原因： 网卡可能不支持手动配置速度和双工模式。
解决方法： 检查网卡是否支持该功能：
ethtool <网卡名>
若不支持，可能需要更换网卡或升级驱动。
2. 网卡设置成功但无法联网
原因： 可能是 IP 配置不正确。
解决方法： 检查 IP 设置并使用 `ifconfig` 或 `ip` 命令重新配置。
sudo ifconfig eth0 192.168.1.100 netmask 255.255.255.0 up
3. 修改后 `ethtool` 检查时仍显示旧配置
原因： 可能是自动协商未关闭。
解决方法： 确认已禁用自动协商：
sudo ethtool -s eth0 speed 1000 duplex full autoneg off
五、实战案例：优化企业内网服务器的网络性能
在企业内网环境中，提升服务器的网络性能至关重要。假设一台 Linux 服务器需支持高并发访问，其网卡参数需优化为：
- 速率：1000 Mbps
- 双工模式：全双工
- 关闭自动协商
操作步骤
1. 使用 `ethtool` 检查当前状态：
ethtool eth0
2. 临时设置为千兆全双工模式：
sudo ethtool -s eth0 speed 1000 duplex full autoneg off
3. 编辑 `/etc/network/interfaces`（Debian/Ubuntu）或 `/etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0`（CentOS/RHEL），确保配置永久生效。
掌握 `ethtool` 工具及其用法，可以帮助系统管理员有效地调整 Linux 系统下的以太网卡速度和双工模式，优化网络性能。通过本文的详细讲解和实战案例，相信你已具备解决该问题的能力。
