用樹莓派打造無線中繼科學上網路由器

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用樹莓派打造無線中繼科學上網路由器
編輯: 草牆推

為什麼要做無線中繼？因為兩個場景：第一個是在我司，WIFI上網同一賬戶只能連接兩個設備，現在兩個設備哪裡夠？第二個場景是在賓館，我希望就像在家裡一樣，所有設備都是連上路由器就可以免設置科學上網，這就需要對賓館原來的WIFI進行處理。

來源：

請各位看官注意兩個關鍵字：無線中繼科學上網。

為什麼要做無線中繼？因為兩個場景：第一個是在我司，WIFI上網同一賬戶只能連接兩個設備，現在兩個設備哪裡夠？第二個場景是在賓館，我希望就像在家裡一樣，所有設備都是連上路由器就可以免設置科學上網，這就需要對賓館原來的WIFI進行處理
為什麼要隨時科學上網？我只能說，為了知識和真相

樹莓派使用的系統：RASPBIAN JESSIE

另外，因為手頭沒有路由器，因此，本文介紹利用電腦直連樹莓派進行相關設置。不多說，開始了。
1.設置IP

按照樹莓派官方的做法，樹莓派需要一根網線直連路由器，通過路由器的DHCP分配到IP後，就可以遠程登錄了。但是剛才已經提到，因為手頭沒有路由器，所以我們需要用電腦直連樹莓派進行遠程登錄。將制作好的樹莓派SD卡插入電腦，會彈出一個名為Boot的磁盤，其中有一個cmdline.txt文件，打開之後，在最後的位置追加一個IP如下：

dwc_otg.lpm_enable=0 console=serial0,115200 console=tty1 root=/dev/mmcblk0p2 rootfstype=ext4 elevator=deadline fsck.repair=yes rootwait ip=192.168.3.1

插回SD卡至樹莓派，通電後，將我們的電腦端IP設置為192.168.3.100，掩碼設置為255.255.255.0即可連接樹莓派了
2.更改磁盤大小和LOCALE

樹莓派默認並沒有用足所有的SD卡，具體原因未知。但是也很好調整。運行sudo raspi-config

，可以打開樹莓派設置窗口：設置窗口

第一項，就是將文件系統擴展到整個SD卡。順便把第五項中的語言項也改了吧，否則在安裝軟件時，總會提示language沒有設置，我一般會選擇生成en_US.UTF-8

以及zh_CN.UTF-8

，默認語言使用趙家語言（選擇時，使用空格鍵來切換選中／未選）。
3.更改WIFI國別

為什麼要更改WIFI國別？因為按照規范，各國的頻譜不一樣，詳見這裡

，如果不更改，樹莓派默認使用大英帝國，直接的影響就是，可能某些5G信道會搜索不到。

編輯/etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf，更改country為CN
4.安裝第一塊WIFI適配器
5.配置基於WPA-EAP的WIFI認證

我司使用了基於PEAP和MSCHAPV2的WPA-EAP的WIFI認證，但是沒有使用證書。

配置時，只需要在/etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf增加如下段落即可

network=
ssid="ssid"
key_mgmt=WPA-EAP
eap=PEAP
identity="id"
password="password"
#ca_cert="/etc/cert/ca.pem"
#phase1="peaplabel=1"
phase2="auth=MSCHAPV2"
priority=10

更改其中的ssid identity和password為你所在環境的配置。

配置文件中可以有多個network配置，系統會根據搜索到的ssid來自動匹配

6.連接WIFI

連接WIFI其實就是一個重新加載配置的過程，先執行sudo ifdown wlan0，再執行sudo ifup wlan0即可。之後，可以利用iwconfig命令查看wifi配置是否已經加載，用ifconfig來查看是否分配到IP，如果一切順利，就應該能夠上網了。
7.更改為中科大的源

deb mirrors.ustc.edu.cn/ra.../raspbian/ jessie main non-free contrib

之後運行sudo apt-get update來更新源
8.固定接口名稱

什麼叫固定接口名稱？當我們插入WIFI適配器時，尤其是我們的整個方案中，會使用兩個WIFI適配器時，系統會隨機分配哪個是wlan0，哪個是wlan1。因為兩個適配器不一樣，會導致運行在上面的配置可能沒辦法生效。因此，我們必須讓系統記住WIFI適配器使用的接口名稱。

編輯新增文件/etc/udev/rules.d/10-network.rules，其中的內容如下：

SUBSYSTEM=="net", ACTION=="add", ATTRaddress=="aa:b

c:dd:ee:ff", NAME="wlan0"

注意其中的mac地址，設置為你的設備的mac地址。獲得mac地址，可以使用命令ip link

重啟系統後，再插入設備，就會綁定接口名稱
9.更改eth0的IP

前面的第一步中，我們使用了一個變相的手法分配了樹莓派的IP。但是我發現在該模式一下有一個問題：如果不插網線，樹莓派啟動時會很長一段時間都在等待插入網線。

既然已經進入了系統，我們自然還原為標准的配置。編輯文件/etc/network/interfaces，將eth0的配置改為如下

auto eth0
iface eth0 inet static
address 192.168.3.1
netmask 255.255.255.0

然後編輯/boot/cmdline.txt,去掉第一步中增加的IP配置
10.安裝dnsmasq來設置DHCP服務

先來說明一下我的網段設置，有線網絡使用192.168.3這個網段，而無線AP端，使用192.168.4這個網段。

很多博文使用udhcpd來做作DHCP服務器，但是考慮到將來要科學上網，既然dnsmasq就可以做這個事，那就只用它好了。

使用命令sudo apt-get install dnsmasq，編輯/etc/dnsmasq.conf，注意更改如下幾段：

#配置監聽地址
listen-address=127.0.0.1,192.168.3.1,192.168.4.1
#配置DHCP分配段
dhcp-range=192.168.3.50,192.168.3.150,12h
dhcp-range=192.168.4.50,192.168.4.150,12h

運行命令sudo service dnsmasq restart來啟用
11.開啟包轉發

Linux系統默認關閉了IP包轉發，因此不能做路由器。所以需要先打開包轉發

編輯/etc/sysctl.conf，去掉以下屬性前的注釋:

# Uncomment the next line to enable packet forwarding for IPv4
net.ipv4.ip_forward=1

運行sudo sysctl -p來啟用

之後運行

sudo iptables -t nat -A POSTROUTING -o wlan0 -j MASQUERADE

來啟用wlan0端口的NAT
12.安裝iptables-persistent

上一步中，我們啟用了一條防火牆規則，但是防火牆規則重啟後就丟失了，為了能夠規則開機自動加載，我們可以使用iptables-persistent。用命令sudo apt-get install iptables-persistent來安裝該組件，根據其提示進行初次設置（一路確認）。該組件默認會將防火牆規則保存到/etc/iptables/rules.v4中。你可以使用如下命令保存和讀入規則:

#保存現有規則
sudo service netfilter-persistent save
#讀取並應用先有規則
sudo service netfilter-persistent reload

為什麼服務名稱變成了netfilter-persistent，這裡面好像有故事，留待以後再digg

13.安裝第二塊WIFI適配器

第一塊WIFI適配器是為了連接現有網絡，第二塊則是為了建立WIFI熱點。為了建立WIFI熱點，適配器必須具有AP的mode。可以使用命令iw list|grep -A10 'Supported interface modes'

查看。比如，我選用的設備是widemac SL-1506N

，其參數如下：

Supported interface modes:
* IBSS
* managed
* AP
* AP/VLAN
* WDS
* monitor
* mesh point

該設備依然是插入即可，不需要驅動。
14.設置第二塊Adapter的IP

依然是編輯/etc/network/interfaces,更改wlan1的配置如下

auto wlan1
iface wlan1 inet static
address 192.168.4.1
netmask 255.255.255.0

15.固定第二塊WIFI適配器的接口名稱

做法類似於第一塊，只不過再加入一行而已，接口名稱為wlan1,這裡就不說了，記得重啟讓其生效。
16.安裝並開啟hostapd

Linux啟用WIFI熱點，使用的是hostapd。首先，用命令sudo apt-get install hostapd安裝它，然後增加配置文件/etc/hostapd/hostapd.conf如下：

interface=wlan1
driver=nl80211
ssid=ssid
hw_mode=g
channel=13
macaddr_acl=0
auth_algs=1
ignore_broadcast_ssid=0
wpa=2
wpa_passphrase=passwd
wpa_key_mgmt=WPA-PSK
wpa_pairwise=TKIP
rsn_pairwise=CCMP

只需要更改其中的ssid和wpa_passphrase屬性。

之後運行命令sudo hostpad -d /etc/hostapd/hostapd.conf來觀察測試，沒有錯誤可以連接，就OK了。 CTRL＋C後，編輯/etc/default/hostapd，改變DAEMON_CONF的配置如下

DAEMON_CONF="/etc/hostapd/hostapd.conf"

之後就可以使用sudo service hostapd start正式啟動WIFI熱點了

至此，通常一個WIFI中繼路由器就好了，以下介紹透明科學上網部分

17.建立無污染DNS

以前都需要使用chinadns等項目，現在基本上都直接使用中科大的DNS，直接無污染。在/etc/dnsmasq.conf，加入如下規則

no-resolv
server=202.38.93.153
server=202.141.162.123

重啟dnsmasq，可以用dig t.co測試一下
18.安裝shadowsocks

這裡首先要說明一下，我找了很久，也沒有找到適合樹莓派的shadowsocks-libev，因此，我們使用了redsocks+shadowsocks的組合來替代。

樹莓派源中的shadowsocks的版本很低，連rc4-md5都不支持。因此，我們使用pip安裝，鍵入sudo pip install shadowsocks即可安裝，之後新建配置文件/etc/shadowsocks.conf如下

｛
"server":"xxx.xxx.xxx.xxx",
"server_port":8964,
"local_address":"0.0.0.0",
"local_port":1080,
"password":"password",
"timeout":600,
"method":"rc4-md5"
}

然後用命令sudo sslocal -c /etc/shadowsocks.conf -d start來啟動

沒有問題，就將sslocal -c /etc/shadowsocks.conf -d start加入/etc/rc.local來讓其開機啟動
19.安裝redsocks

執行sudo apt-get install redsocks來安裝軟件，之後編輯/etc/redsocks.conf,更改其中的redsocks部分如下

redsocks
local_ip = 0.0.0.0;
local_port = 12345;
ip = 127.0.0.1;
port = 1080;

使用命令sudo service redsocks start來啟動軟件

可以使用netstat -an|grep 1080和netstat -an|grep 12345來確認一下shadowsocks和redsocks都啟動了

20.安裝ipset並導入chnroute

我們科學翻牆的規則：凡是國外的網站都用shadowsocks加速。因此，我們借助於ipset保存國內ip段。先用sudo apt-get install ipset安裝軟件

執行命令

curl 'http://ftp.apnic.net/apnic/stats/apnic/delegated-apnic-latest' | grep ipv4 | grep CN | awk -F| ' printf("%s/%dn", $4, 32-log($5)/log(2)) ' > chnroute.txt

來導出國內ip段

然後用如下命令導入到ipset

sudo ipset create chnroute hash:net
cat chnroute.txt | sudo xargs -I ip ipset add chnroute ip

21.備份ipset並開機載入

各位看官可能已經發現，導入ipset的過程非常緩慢，不適合每次開機都執行。我們可以將ipset的結果保存，每次開機導入。執行如下命令

sudo ipset chnroute save > /etc/chnroute.ipset

然後在/etc/rc.local中加入如下語句

ipset restore < /etc/chnroute.ipset

即可開機執行
22.導入防火牆規則

sudo iptables -t nat -N SHADOWSOCKS

sudo iptables -t nat -A SHADOWSOCKS -d $server_IP -j RETURN

sudo iptables -t nat -A SHADOWSOCKS -d 0.0.0.0/8 -j RETURN

sudo iptables -t nat -A SHADOWSOCKS -d 10.0.0.0/8 -j RETURN
sudo iptables -t nat -A SHADOWSOCKS -d 127.0.0.0/8 -j RETURN
sudo iptables -t nat -A SHADOWSOCKS -d 169.254.0.0/16 -j RETURN
sudo iptables -t nat -A SHADOWSOCKS -d 172.16.0.0/12 -j RETURN
sudo iptables -t nat -A SHADOWSOCKS -d 192.168.0.0/16 -j RETURN
sudo iptables -t nat -A SHADOWSOCKS -d 224.0.0.0/4 -j RETURN
sudo iptables -t nat -A SHADOWSOCKS -d 240.0.0.0/4 -j RETURN
sudo iptables -t nat -A SHADOWSOCKS -m set --match-set chnroute dst -j RETURN

sudo iptables -t nat -A SHADOWSOCKS -p tcp -j REDIRECT --to-ports 12345

sudo iptables -t nat -A OUTPUT -p tcp -j SHADOWSOCKS

sudo iptables -t nat -A PREROUTING -p tcp -j SHADOWSOCKS

其中server_IP是你的VPS的地址

然後保存規則

sudo service netfilter-persistent save

23.開機重新生效防火牆規則

既然iptables-persistent可以開機加載防火牆規則，為什麼還要談這個？因為防火牆規則中，有使用到redsocks的端口12345，但是因為啟動順序問題，很可能redsocks還沒有啟動，防火牆規則先加載了，所以會導致防火牆規則加載失敗。因此，我們需要把規則加載放入/etc/rc.local中:

iptables-restore < /etc/iptables/rules.v4

至此，整個教程就寫完了。這些步驟是我實驗了三四遍之後的經驗所得，請在轉載時，注明出處，非常感謝。

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