树莓派4B Ubuntu22.04 eth0仅分配IPv6无法为直连设备分配IPv4

背景信息 #

配置需求 #

• wlan0接口接入上游无线网络，通过上游路由器DHCP自动分配IP实现联网
• eth0接口通过网线直连仅支持IPv4协议的终端设备，由树莓派为直连设备分配IPv4地址，实现双向通信

故障现象 #

• eth0接口默认仅分配IPv6地址，无法为直连的IPv4设备分配地址
• 目标终端直连Windows电脑时可自动获取169.254.15.70链路本地地址，直连树莓派eth0后，树莓派发往该终端的所有请求超时无响应
• 尝试两种全局禁用IPv6的操作后，第一种无任何效果，第二种直接导致eth0接口IPv4网络完全失效

设备环境 #

• 硬件：树莓派4B rev 1.5
• 系统：Ubuntu Server 22.04 LTS

修复步骤 #

注意：Ubuntu 22.04的网络管理组件对IPv6存在基础依赖，全局禁用IPv6会导致接口IPv4配置加载异常，无需禁用IPv6即可实现需求，首先需要还原之前错误修改的IPv6禁用配置。

步骤1：还原错误配置，恢复基础网络 #

执行以下命令还原sysctl、grub中修改的IPv6禁用参数，重启后恢复网络初始状态：

# 清理sysctl.conf中的IPv6禁用配置
sudo sed -i '/net.ipv6.conf.all.disable_ipv6/d' /etc/sysctl.conf
sudo sed -i '/net.ipv6.conf.default.disable_ipv6/d' /etc/sysctl.conf
sudo sed -i '/net.ipv6.conf.lo.disable_ipv6/d' /etc/sysctl.conf
sudo sysctl -p

# 清理grub启动参数中的IPv6禁用配置（如果之前修改过）
sudo sed -i 's/ipv6.disable=1//g' /etc/default/grub
sudo update-grub

sudo reboot

重启后执行ip a确认wlan0已正常获取上游DHCP分配的IP，可正常访问外网。

步骤2：通过netplan配置eth0静态IPv4地址 #

Ubuntu 22.04默认使用netplan管理网络，先执行ls /etc/netplan/查看目录下的配置文件名（通常为00-installer-config.yaml、50-cloud-init.yaml这类名称），编辑对应配置文件：

sudo nano /etc/netplan/替换为你的实际配置文件名.yaml

注意：YAML文件严格要求缩进为2个空格，禁止使用Tab键；原有wlan0的wifi配置全部保留，仅新增/修改eth0段配置
参考配置如下：

network:
  ethernets:
    eth0:
      addresses:
        - 192.168.100.1/24  # 为eth0配置的静态IPv4地址，需和wlan0所在网段不冲突
      dhcp4: no  # 关闭eth0的DHCP客户端，不从外部获取IP
      optional: true
  wifis:
    # 此处保留原有wlan0的所有配置，不要修改
  version: 2

保存退出后执行以下命令应用配置：

sudo netplan apply

执行ip a确认eth0已正确绑定192.168.100.1/24的IPv4地址。

步骤3：配置DHCP服务为直连终端分配IPv4地址 #

使用dnsmasq作为轻量DHCP服务器，安装并配置：

sudo apt update
sudo apt install -y dnsmasq

编辑dnsmasq主配置文件：

sudo nano /etc/dnsmasq.conf

在文件末尾追加以下配置：

interface=eth0  # 仅监听eth0接口
listen-address=192.168.100.1  # 绑定eth0的静态IP
bind-interfaces  # 不监听其他接口，避免影响wlan0正常网络
dhcp-range=192.168.100.10,192.168.100.200,255.255.255.0,24h  # 分配的IP地址段、子网掩码、租期
dhcp-option=3,192.168.100.1  # 为终端下发网关地址
dhcp-option=6,192.168.100.1  # 为终端下发DNS地址

保存退出后重启服务并设置开机自启：

sudo systemctl restart dnsmasq
sudo systemctl enable dnsmasq

步骤4：配置转发与NAT规则 #

开启内核IPv4转发，配置NAT规则实现eth0和wlan0网段的通信，若需要直连终端通过树莓派访问外网也可直接生效：

# 开启内核IPv4转发
echo "net.ipv4.ip_forward=1" | sudo tee -a /etc/sysctl.conf
sudo sysctl -p

# 安装持久化工具保存iptables规则，避免重启后丢失
sudo apt install -y iptables-persistent

# 配置NAT伪装与转发规则
sudo iptables -t nat -A POSTROUTING -o wlan0 -j MASQUERADE
sudo iptables -A FORWARD -i eth0 -o wlan0 -j ACCEPT
sudo iptables -A FORWARD -i wlan0 -o eth0 -m state --state RELATED,ESTABLISHED -j ACCEPT

# 保存规则
sudo netfilter-persistent save

验证与排查 #

• 验证连通性：将终端通过网线直连eth0，重启终端网络后查看终端IP，确认获取到192.168.100.0/24网段地址；在树莓派端ping终端IP、终端端ping 192.168.100.1，确认无丢包
• DHCP分配失败排查：先确认网线物理连接正常，执行sudo systemctl status dnsmasq检查服务运行状态，可执行sudo tcpdump -i eth0 port 67 or port 68抓包确认是否收到终端的DHCP请求
• ping不通排查：执行iptables -L -n、iptables -t nat -L -n确认转发与NAT规则正常加载，检查终端防火墙是否禁ping

内容的提问来源于stack exchange，提问作者MarcomUR