Ubuntu18.04系统树莓派通过netplan连接wifi以及频繁断网解决方案

前言

场景是我在开发一款机械臂时，商家已经在树莓派4B的开发板上预装了ubuntu18.04系统。

先前我使用过的树莓派板卡安装的系统都是Raspberry，通过wpa_supplicant或者raspi-config即可配置wifi网络连接。但是在ubuntu系统上的树莓派使用raspi-berry提示命令不存在，并且通过wpa-supplicant也无法连接网络。

于是我使用Ubuntu18.04及其更高版本中发行的netplan工具进行网络管理。

关于netplan

Ubuntu 18.04开始，Ubuntu和Debian移除了以前的ifup/ifdown命令和/etc/network/interfaces配置文件，转而使用ip link set或者/etc/netplan/01-netcfg.yaml模板和sudo netplan apply命令实现网络管理。
Netplan 是抽象网络配置描述器，用于配置Linux网络。通过netplan命令，你只需用一个 YAML文件描述每个网络接口所需配置。netplan并不关心底层管理工具是NetworkManager还是networkd。
netplan的使用可能导致新版本Ubuntu重启后网络无法连通。

netplan从/etc/netplan/文件夹中读取YAML配置文件，配置可以是管理员或者系统安装人员配置，可以参考该目录中的模板文件。在系统启动阶段早期，netplan在/run目录生成好配置文件并将设备控制权交给相关后台程序。

Netplan目前支持以下两种网络管理工具 ：

NetworkManager
Systemd-networkd

Netplan使用ymal来进行配置管理，因此需要注意：

配置项之间的缩进关系应当明确，不要使用tab缩进！
yaml配置项与配置值的冒号之间还要有一个空格

使用Netplan管理网络很简单，只需要修改配置文件即可。

连接网络

我的步骤是：

查看并修改配置文件

netplan的配置文件位于：

/etc/netplan/*

netplan的配置文件名称可能不同，但是其后缀都是yaml。

我的配置文件名称是：50-cloud-init.yaml

因此通过vim编辑：

sudo vim /etc/netplan/50-cloud-init.yaml

原先的内容：

# This file is generated from information provided by the datasource.  Changes
# to it will not persist across an instance reboot.  To disable cloud-init's
# network configuration capabilities, write a file
# /etc/cloud/cloud.cfg.d/99-disable-network-config.cfg with the following:
# network: {config: disabled}
network:
    ethernets:
        eth0:
            dhcp4: true
            optional: true
    version: 2

在随后写入：

wifis:
        wlan0:
                optional: true
                access-points:
                    "ProkingDu":
                        password: "88888888"
                dhcp4: true

注意wifis字段和verison字段需要对齐，最后的文件内容应该是：

network:
    ethernets:
        eth0:
            dhcp4: true
            optional: true
    version: 2
    wifis:
        wlan0:
                optional: true
                access-points:
                    "ProkingDu":
                        password: "88888888"
                dhcp4: true

然后执行：

sudo netplan apply

随后即可连接到网络，并且在开机时也会自动连接wifi。

注意事项

同时注意：
由于我的树莓派只有wlan0一张网卡支持AP，因此在我配置了wlan0使用wifi之后，便无法再作为发送点使用，所以需要确保wifi能够连接上才保存，否则板子就寄了！

扩展

netplan操作命令提供常用子命令如下：

netplan generate ：生成后端管理工具对应的配置；
netplan apply ：应用配置，必要时重启管理工具；
netplan try ：在配置得到确认之后才应用，如果配置存在错误，则回滚，类似test；
netplan get：获取当前netplan配置；
netplan set：修改当前netplan配置。
netplan --debug apply 返回错误信息。

网络异常解决

首先解决方案很简单，编辑：

/etc/ppp/options

这个文件，在这个文件中找到：

# 设置 PPPD 发送 LCP Echo 请求的时间间隔（以秒为单位）
lcp-echo-interval 30

# 设置在没有收到 LCP Echo 回复时允许的最大失败次数
lcp-echo-failure 5

将这两个值改大一些即可，我将他们都改为60之后就没有断网的问题了。

当然光解决问题还是不够的，还要知道问题从哪里发生。

这里的配置文件是默认的PPP（点对点连接）配置文件，在PPP的LCP（链路控制协议）中，支持 Echo 请求和回复机制（类似于 ICMP Echo 请求），用于检测 PPP 链路的状态。操作系统会周期性地发送 LCP Echo 请求，以确保 PPP 链路保持活动状态。

这里就是由于ubuntu周期性的向ASDL（非对称数字用户线路）发送LCP Echo请求时，没有及时得到回应，系统认为网络已经断开了，随后尝试重新连接网络，但是没有成功连接上。

这里我思考了一下是否还有另一种方式解决这个问题，例如修改默认的ASDL，改用能够快速响应的ASDL，但是这个东西不像DNS那样有很多公用的，我在网络没有找到对应的资源。

另一个问题是，为什么在采取处理措施的时候无线网络就断开了，而没有重新连接上？

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