[#]: subject: (Build a router with mobile connectivity using Raspberry Pi)
[#]: via: (https://opensource.com/article/21/3/router-raspberry-pi)
[#]: author: (Lukas Janėnas https://opensource.com/users/lukasjan)
[#]: collector: (lujun9972)
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[#]: reviewer: (wxy)
[#]: publisher: (wxy)
[#]: url: (https://linux.cn/article-14474-1.html)

使用树莓派建立一个带有移动网络连接功能的路由器
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> 在你的网络路由器上使用 OpenWRT 获得更多控制功能。

![Mesh networking connected dots][1]

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。

### 关于 OpenWRT 和 LTE

[OpenWRT][2] 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。

<ruby>长期演进技术<rt>Long-term evolution</rt></ruby>（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。

![Teltonika TRM240 modem][3]

### 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][5]）
  * 一张移动网络的 SIM 卡

### 安装 OpenWRT

首先，下载最新的 [兼容树莓派的 OpenWRT 的发布版本][6]。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。

![OpenWRT image files][7]

下载了镜像后，你按照 [以下的说明][8] 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。


### 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 “<ruby>设置<rt>Settings</rt></ruby>” ，导航到网络设置，选择  “<ruby>手动<rt>Manual</rt></ruby>” ，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

![IP addresses][9]

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。

![OpenWRT login page][10]

首次登录不需要密码，所以直接点击 “<ruby>登录<rt>Login</rt></ruby>” 按钮继续。

### 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

#### 使用以太网连接

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

![LAN interface][11]

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。

![Enter IP in the LAN interface][12]

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！

#### 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 “<ruby>网络<rt>Network</rt></ruby> → <ruby>无线<rt>Wireless</rt></ruby>” 。在 “<ruby>无线<rt>Wireless</rt></ruby>” 菜单里，按下蓝色的 “<ruby>扫描<rt>Scan</rt></ruby>” 按钮查找你的家庭网络。

![Scan the network][13]

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

在这 “<ruby>网络<rt>Network</rt></rby> → <ruby>接口<rt>Interfaces</rt></ruby>” 部分，你应该看到了一个新的接口。 

![New interface][14]

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！

### 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 “<ruby>系统<rt>System</rt></ruby> → <ruby>软件<rt>Software</rt></ruby>” 然后通过按下标有 “<ruby>更新列表…<rt>Update lists...</rt></ruby>” 的按钮来更新你的包管理器。

![Updating packages][15]

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][16]，然后在弹出的窗口中按下标有 “<ruby>上传软件包…<rt>Upload Package...</rt></ruby>” 的按钮来安装它。重启树莓派让安装包生效。

### 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][17]，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 “<ruby>网络<rt>Network</rt></ruby> → <ruby>接口<rt>Interfaces</rt></ruby>”。在页面底部，按下 “<ruby>添加一个新接口…<rt>Add new interface...</rt></ruby>” 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” 。

![Add a new mobile interface][18]

按下一个标有 “<ruby>创建接口<rt>Create Interface</rt></ruby>” 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<ruby>接入点名称<rt>Access Point Name</rt></ruby>（APN）或是 PIN 码之类的信息。

![Configuring the interface][19]

**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 “<ruby>保存<rt>Save</rt></ruby>” 然后 “<ruby>保存并应用<rt>Save and Apply</rt></ruby>”。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。

![Configured interface][20]

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：

```
ssh root@192.168.1.1
```

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：

```
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 。

![Terminal interface][21]

`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。

### 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 “<ruby>网络<rt>Network</rt></ruby> → <ruby>防火墙<rt>Firewall</rt></ruby>”。在页面的底部，你应该看到一个叫做 “<ruby>区域<rt>Zones</rt></ruby>” 的部分。

![Firewall zones][22]

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

![Firewall zone settings][23]

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 “<ruby>添加<rt>Name</rt></ruby>” 按钮，然后给你的区域 “<ruby>命名<rt>Name</rt></ruby>”， 检查 “伪装” 复选框，选中 “<ruby>已覆盖的网络<rt>Covered networks</rt></ruby>” ，并选择哪些区域可以转发其流量。

![Firewall zone settings][24]

然后 “<ruby>保存并应用<rt>Save and Apply</rt></ruby>” 这些修改。现在你有一个新的区域。 

### 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 “<ruby>网络<rt>Network</rt></ruby> → <ruby>无线<rt>Wireless</rt></ruby>” 。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 “<ruby>编辑<rt>Edit</rt></ruby>” 按钮，然后 “<ruby>启用<rt>Enable</rt></ruby>” 该接口。

![Enabling wireless network][25]

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。

![Configuring the interface][26]

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

![Setting a password][27]

然后 “<ruby>保存并应用<rt>Save and Apply</rt></ruby>” 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。

### 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 “<ruby>系统<rt>System</rt></ruby> → <ruby>软件<rt>Software</rt></ruby>” 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 “<ruby>更新列表…<rt>Update lists...</rt></ruby>” 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-” 开始的是网页界面软件包。

![Packages with luci- prefix][28]

### 试试看

这就是我的树莓派路由设置的过程。

![Raspberry Pi router][29]

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。

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

作者：[Lukas Janėnas][a]
选题：[lujun9972][b]
译者：[hwlife](https://github.com/hwlilfe)
校对：[wxy](https://github.com/wxy)

本文由 [LCTT](https://github.com/LCTT/TranslateProject) 原创编译，[Linux中国](https://linux.cn/) 荣誉推出

[a]: https://opensource.com/users/lukasjan
[b]: https://github.com/lujun9972
[1]: https://opensource.com/sites/default/files/styles/image-full-size/public/lead-images/mesh_networking_dots_connected.png?itok=ovINTRR3 (Mesh networking connected dots)
[2]: https://openwrt.org/
[3]: https://opensource.com/sites/default/files/uploads/lte_modem.png (Teltonika TRM240 modem)
[4]: https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/
[5]: https://teltonika-networks.com/product/trm240/
[6]: https://downloads.openwrt.org/releases/19.07.7/targets/brcm2708/bcm2710/
[7]: https://opensource.com/sites/default/files/uploads/imagefiles.png (OpenWRT image files)
[8]: https://opensource.com/article/17/3/how-write-sd-cards-raspberry-pi
[9]: https://opensource.com/sites/default/files/uploads/ipaddresses.png (IP addresses)
[10]: https://opensource.com/sites/default/files/uploads/openwrt-login.png (OpenWRT login page)
[11]: https://opensource.com/sites/default/files/uploads/lan-interface.png (LAN interface)
[12]: https://opensource.com/sites/default/files/uploads/lan-interface-ip.png (Enter IP in the LAN interface)
[13]: https://opensource.com/sites/default/files/uploads/scannetwork.png (Scan the network)
[14]: https://opensource.com/sites/default/files/uploads/newinterface.png (New interface)
[15]: https://opensource.com/sites/default/files/uploads/updatesoftwarelist.png (Updating packages)
[16]: https://downloads.openwrt.org/releases/packages-21.02/aarch64_cortex-a53/luci/luci-proto-modemmanager_git-21.007.43644-ab7e45c_all.ipk
[17]: https://wiki.teltonika-networks.com/view/TRM240_SIM_Card
[18]: https://opensource.com/sites/default/files/uploads/addnewinterface.png (Add a new mobile interface)
[19]: https://opensource.com/sites/default/files/uploads/configureinterface.png (Configuring the interface)
[20]: https://opensource.com/sites/default/files/uploads/configuredinterface.png (Configured interface)
[21]: https://opensource.com/sites/default/files/uploads/terminal.png (Terminal interface)
[22]: https://opensource.com/sites/default/files/uploads/firewallzones.png (Firewall zones)
[23]: https://opensource.com/sites/default/files/uploads/firewallzonesettings.png (Firewall zone settings)
[24]: https://opensource.com/sites/default/files/uploads/firewallzonepriv.png (Firewall zone settings)
[25]: https://opensource.com/sites/default/files/uploads/enablewirelessnetwork.png (Enabling wireless network)
[26]: https://opensource.com/sites/default/files/uploads/interfaceconfig.png (Configuring the interface)
[27]: https://opensource.com/sites/default/files/uploads/interfacepassword.png (Setting a password)
[28]: https://opensource.com/sites/default/files/uploads/luci-packages.png (Packages with luci- prefix)
[29]: https://opensource.com/sites/default/files/uploads/raspberrypirouter.jpg (Raspberry Pi router)