使用树莓派建立一个带有移动网络连接功能的路由器

admin 2022年4月23日03:00:27IoT工控物联网评论8 views5099字阅读16分59秒阅读模式
 
使用树莓派建立一个带有移动网络连接功能的路由器
导读:在你的网络路由器上使用 OpenWRT 获得更多控制功能。                           
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https://linux.cn/article-14474-1.html
作者:Lukas Janėnas
译者:hwlife

树莓派是一种小型单板电脑,尽管只有信用卡大小,但是能做许多事情。实际上,这个小电脑几乎可以成为你想让它成为的任何东西,只要你打开想象力。

树莓派爱好者已经做了许多不同的项目,从简单的程序到复杂的自动化项目和解决方案,如气象站,甚至智能家居设备。这篇文章将展示怎样使用 OpenWRT 项目将你的树莓派变成带有 LTE 移动网络连接功能的路由器。

使用树莓派建立一个带有移动网络连接功能的路由器

关于 OpenWRT 和 LTE

OpenWRT🔗 openwrt.org 是一个利用 Linux 内核为嵌入式设备开发的开源项目,它已经存在超过 15 年了,拥有一个庞大而活跃的社区。

有许多使用 OpenWRT 的方法,但是它的主要目的还是用在路由器上。它提供了包管理功能和一个完全可写的文件系统,并且因为它的的开源属性,你可以查看和修改代码,并贡献到开源生态。如果你想对你的路由器获得更多的控制,这就是你想要的系统。

长期演进技术(Long-term evolution)(LTE)是一个基于 GSM/EGDE 和 UMTS/HSPA 技术的无线宽带通信标准。我使用的 LTE 调制解调器是一个 USB 设备,可以为树莓派电脑增加 3G 或 4G(LTE)蜂窝连接。

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Teltonika TRM240 modem

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安装前的准备

对这个项目来说,你需要:

◈ 一个带有电源线的树莓派
◈ 一台运行 Linux 的电脑
◈ 一张至少 16GB 的 SD 储存卡
◈ 以太网线
◈ LTE 调制解调器(我使用的是 Teltonika TRM240🔗 teltonika-networks.com
◈ 一张移动网络的 SIM 卡

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安装 OpenWRT

首先,下载最新的 兼容树莓派的 OpenWRT 的发布版本🔗 downloads.openwrt.org。在 OpenWRT 官网,你可以看到 4 个镜像:两个 ext4 文件系统的和两个 squashfs 文件系统的。我使用 ext4 文件系统。你可以下载 factory 或者 sysupgrade 镜像,这两个都运行良好。

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OpenWRT image files

下载了镜像后,你按照 以下的说明🔗 opensource.com 需要解压并安装它到 SD 卡上。这将会花些时间安装固件,需要些耐心。一旦安装完成,在你的 SD 卡上将会有两个分区。一个是用来放 bootloader ,另一个是 OpenWRT 系统。

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启动系统

要启动你的新系统,插入 SD 卡到树莓派,用以太网线把树莓派和你的路由器(或者交换机)相连,然后点亮。

如果你有使用树莓派的经验,你可能习惯于通过终端使用 SSH 访问过它,或者通过显示器和键盘连接到树莓派。OpenWRT 工作有一点点不同。你与这个系统交互是通过网页浏览器,所以你必须能够通过网络来访问你的树莓派。

缺省状态下,树莓派使用的 IP 地址是:192.168.1.1。用来配置树莓派的计算机必须和树莓派在同一个子网中。如果你的网络没有使用 192.168.1.x 地址,或者你不能确定,在 GNOME 打开 “设置(Settings)” ,导航到网络设置,选择 “手动(Manual)” ,然后键入以下的 IP 地址和子网掩码:

◈ IP 地址:192.168.1.15
◈ 网络掩码:255.255.255.0

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IP addresses

在你的电脑上打开浏览器然后导航到 192.168.1.1 。这将打开一个验证网页,你可以登录到你的树莓派。

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OpenWRT login page

首次登录不需要密码,所以直接点击 “登录(Login)” 按钮继续。

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设置网络连接

树莓派只有一个以太网口,而普通路由器有两个:一个是 WAN(有线区域网络)口,另一个是 LAN (本地区域网络)。

你有两个选择:

1. 使用你的以太网口接入互联网
2. 使用 WIFI 接入互联网

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使用以太网连接

你决定使用以太网,导航到 “网络(Network) → 接口(Interfaces)”。在这个设置页面,按下与 “LAN” 接口对应的蓝色 “编辑(Edit)” 按钮。

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LAN interface

应该会出现一个弹窗,在这个窗口中,你需要键入与你将要连接树莓派的路由器子网匹配的 IP 地址。如果需要的话,修改子网掩码,并输入树莓派将要连接的路由器的 IP 地址。

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Enter IP in the LAN interface

保存设置,然后通过以太网将你的树莓派连接到路由器。你现在可以用这个新的 IP 地址访问树莓派。

当你在把树莓派投入生产环境使用之前,确保为你的 OpenWRT 设置一个密码!

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使用 WiFi 连接

如果你想通过 WiFi 将树莓派连接到互联网,导航到 “网络(Network) → 无线(Wireless)” 。在 “无线(Wireless)” 菜单里,按下蓝色的 “扫描(Scan)” 按钮查找你的家庭网络。

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Scan the network

在弹出的窗口中,找到你的 WiFi 网络然后连接它。不要忘记 “保存并应用(Save and Apply)” 设置。

在这 “网络(Network)→ 接口(Interfaces)” 部分,你应该看到了一个新的接口。

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New interface

当你在把树莓派投入生产环境使用之前,确保为你的 OpenWRT 设置一个密码!

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安装必要的软件包

默认状态下,路由器并没有安装许多软件包。OpenWRT 提供了一个包管理器,带有一系列你需要安装的。导航到 “系统(System) → 软件(Software)” 然后通过按下标有 “更新列表…(Update lists...)” 的按钮来更新你的包管理器。

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Updating packages

你将会看到许多软件包;你需要安装以下这些:

◈ usb-modeswitch
◈ kmod-mii
◈ kmod-usb-net
◈ kmod-usb-wdm
◈ kmod-usb-serial
◈ kmod-usb-serial-option
◈ kmod-usb-serial-wwan(如果没有安装的话)

另外,下载这个调制解调器管理软件包🔗 downloads.openwrt.org,然后在弹出的窗口中按下标有 “上传软件包…(Upload Package...)” 的按钮来安装它。重启树莓派让安装包生效。

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设置移动网络接口

所有这些软件包被安装完之后,你可以设置移动网络接口。在连接调制解调器到树莓派之前,请阅读 调制解调器的说明书🔗 wiki.teltonika-networks.com,对其进行设置。然后连接你的移动调制解调器到树莓派,然后等待一会直到调制解调器启动。

导航到 “网络(Network) → 接口(Interfaces)”。在页面底部,按下 “添加一个新接口…(Add new interface...)” 按钮。在弹出的窗口中,给你的接口起一个名字(比如 “mobile”),然后从下拉列表中选择 “ModemManager” 。

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Add a new mobile interface

按下一个标有 “创建接口(Create Interface)” 的按钮。你应该看到一个新的弹出窗口。这是设置接口的一个主窗口。在这个窗口中,选择你的调制解调器,然后键入像接入点名称(Access Point Name)(APN)或是 PIN 码之类的信息。

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Configuring the interface

注意: 如果在列表中没有调制解调器设备出现,尝试重启树莓派或者安装 kmod-usb-net-qmi-wwan 软件包 。

当你已经配置完你的接口,按下 “保存(Save)” 然后 “保存并应用(Save and Apply)”。给系统一些生效的时间。如果一切正常,你应该看到像这样的一些东西。

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Configured interface

如果你想通过接口查看你的网络连接,你可以使用 SSH 连接到你的树莓派 shell。在终端里,键入:

  1. ssh [email protected].168.1.1

缺省 IP 地址是 192.168.1.1:如果你修改了它,就用修改后的 IP 地址连接。当连接后,在终端里执行命令:

  1. ping -I ppp0 google.com

如果一切正常运行,那么你应该从 Google 的服务器接收到 ping 回包 。

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Terminal interface

ppp0 是你创建的移动网络接口的默认接口名称。你可以通过使用 ifconfig 命令检查你的接口。它只显示活动的接口。

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设置防火墙

要让移动网接口运行,你需要为移动网络接口和本地网络接口配置防火墙,以便引导流量到正确的接口。

导航到 “网络(Network) → 防火墙(Firewall)”。在页面的底部,你应该看到一个叫做 “区域(Zones)” 的部分。

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Firewall zones

设置防火墙最简单的方法就是调整 “wan” 区域。在 “已覆盖的网络(Covered networks)” 选项里按下 “编辑(Edit)” 按钮,选择你的移动网络接口,然后 “保存并应用(Save and Apply)” 你的设置。如果你不想用 WiFi 连接你的树莓派,你可以从 “已覆盖的网络(Covered networks)” 里删除 “wwan” 接口,或者关闭 WiFi 连接。

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Firewall zone settings

如果你想为每个接口设置一个独立区域,只需创建一个新区域然后分配必要的接口即可。举个例子,你可能想有一个覆盖移动网络接口的区域,并且通过它来转发 LAN 接口流量。按下 “添加(Name)” 按钮,然后给你的区域 “命名(Name)”, 检查 “伪装” 复选框,选中 “已覆盖的网络(Covered networks)” ,并选择哪些区域可以转发其流量。

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Firewall zone settings

然后 “保存并应用(Save and Apply)” 这些修改。现在你有一个新的区域。

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设置一个接入点

最后一步是为你的设备接入互联网设置一个网络接入点。要设置一个接入点,导航到 “网络(Network) → 无线(Wireless)” 。你将会看到一个 WiFi 设备接口,一个名为 OpenWRT 的禁用的接入点,以及一个用于通过 WiFi 连接互联网的连接(如果你之前没有禁用或删除它)。在这个禁用的接口上,按下 “编辑(Edit)” 按钮,然后 “启用(Enable)” 该接口。

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Enabling wireless network

如果你想,你可以通过编辑 “ESSID” 选项来修改接口名称。你也可以选择它要关联的网络。默认情况下,它会与 LAN 接口关联。

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Configuring the interface

要为这个接口添加密码,选择 “无线安全(Wireless Security)” 选项,选择 “WPA2-PSK” 加密方式然后在 “密钥(Key)” 选项字段键入接口的密码。

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Setting a password

然后 “保存并应用(Save and Apply)” 设置。如果设置正确的话,当用你的设备扫描可用接入点的话,你应该可以看到你分配了名称的新接入点。

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额外的软件包

如果你愿意,你可以通过网页界面为你的路由器下载额外的软件包。只需到 “系统(System) → 软件(Software)” 然后安装你想从列表或者互联网上下载的软件包并上传它。如果你在列表中没有看到任何软件包,请按下 “更新列表…(Update lists...)” 按钮。

你也可以添加其他拥有适合与 OpenWRT 一起使用的软件包的仓库。软件包和它们的网页界面是分开安装的。软件包名称是以 “luci-” 开始的是网界面软件包。

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Packages with luci- prefix

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试试看

这就是我的树莓派路由设置的过程。

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Raspberry Pi router

从树莓派建立一个路由器不是很困难。缺点是树莓派只有一个以太网接口。你可以用一个 USB-to-Ethernet 适配器来增加更多的网口。不要忘记在接口的网站上设置网口。

OpenWRT 支持大量的移动调制解调器,你可以用管理调制解调器的通用工具 modemmanager 为它们设置移动网络接口。

你有没有把你的树莓派当作路由器使用?请在评论中告诉我们情况。


via: https://opensource.com/article/21/3/router-raspberry-pi

作者:Lukas Janėnas 选题:lujun9972 译者:hwlife 校对:wxy

本文由 LCTT 原创编译,Linux中国 荣誉推出

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原文始发于微信公众号(Linux中国):使用树莓派建立一个带有移动网络连接功能的路由器 | Linux 中国

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  • 本文由 发表于 2022年4月23日03:00:27
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