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Raspberry Pi AP功能改进: systemd服务封装以及dnsmasq的使用

时间:2017-05-16  来源:未知  作者:linuxsir首页

前言
在上一篇《Raspberry pi 设置自动拨号搭建无线路由环境》一文中,笔者利用hostapd和udhcpd程序,创建无线热点,实现地址分配以及DNS服务器的设置。本篇将基于上一篇的环境,对树莓派AP进行改进:使用dnsmasq代替udhcpd实现DNS以及地址租约,并将AP功能封装成为一个服务

 

上一篇中使用的hostapd以及udhcpd,其方式有一些缺陷:

  1. 使用命令行方式启动,并未将启动本身封装成为一个固定的“服务”

  2. 三代树莓派的内置网卡以及笔者使用的外置网卡的名称均为wlan*,在系统启动的时候有可能造成编号的错乱

  3. udhcpd服务的配置文件里面,需要手动指定上游DNS的地址,使得调整起来并不方便

由于笔者使用的Kali系统是较新的Kali rolling,和Debian 9Ubuntu16.04以及CentOS/RHEL 7.x一样,已经使用systemd代替了init,因此,针对第一个缺陷,笔者使用systemd将服务进行封装,方便进行管理。

systemd不仅能够管理系统服务,同时对于网络进行管理。针对第二个缺陷,笔者通过利用systemd-networkd,进行网卡设备的重命名,从而避免和内置网卡名称的混淆

针对第三个问题,udhcpd的静态指定DNS的问题,这里笔者将采用dnsmasq来代替,从而让AP客户端使用树莓派的上游DNS进行名称解析。

注:关于init以及systemd,将会在其他的博文中详细阐述,本文以实际应用为主

  • 网卡名称的修改
    Debian whezzy版本以及CentOS/RHEL6.x当中,我们利用编写udev规则来修改网卡设备的名称,而现在我们能够利用systemd-networkd,通过编写.link文件,达到修改网卡名称的目的

我们需要查询到我们想要的硬件信息,通过如下命令:

linuxidc@kali:~$ sudo udevadm info -a -p /sys/class/net/wlan1 ...... ...... ATTR{address}=="00:11:22:33:44:55" DRIVERS=="rt2800usb" ...... ......

在/etc/systemd/network目录下面创建一个.link文件,内容如下:

linuxidc@kali:~$ sudo cat /etc/systemd/network/10-ethusb0.link [Match] MACAddress=00:11:22:33:44:55 [Link] Description=USB to Ethernet Adapter Name=ethusb0

之后重启开启systemd-networkd这个服务(如果已经开启了,可以忽略上述操作),并且重新挂载网卡驱动,用ip命令可以查看到,网卡名称已经改变:

linuxidc@kali:~$ sudo systemctl enable systemd-networkd.service linuxidc@kali:~$ sudo systemctl start systemd-networkd.service linuxidc@kali:~$ modprobe -r rt2800usb linuxidc@kali:~$ modprobe rt2800usb linuxidc@kali:~$ sudo ip l sh | grep ethusb0 6: ethusb0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc mq state UP mode DEFAULT group default qlen 1000

之后对于hostapd的配置文件(hostapd的安装配置过程,请详见前言中提到的上一篇博文),进行修改,修改之后的内容如下:

interface=ethusb0 ssid=raspberry_AP hw_mode=g channel=11 macaddr_acl=0 auth_algs=1 ignore_broadcast_ssid=0 wpa=2 wpa_passphrase=PASSWORD wpa_key_mgmt=WPA-PSK wpa_pairwise=TKIP rsn_pairwise=CCMP
  • dnsmasq的安装以及配置
    下面介绍如何利用dnsmasq这个轻量级的应用来将树莓派作为DHCP服务端以及本地DNS服务器。首先简单介绍一下dnsmasq。这是一款轻量级的配置DNS代理以及DHCP和TFTP的工具,适用于小型网络,经常用于嵌入式系统,而且Openstack当中针对虚机实例的DHCP分发功能也是由dnsmasq来完成的。

首先,安装dnsmasq

linuxidc@kali:~$ sudo apt-get dnsmasq

查询一下dnsmasq的介绍以及都安装了哪些内容:

linuxidc@kali:~$ dpkg-query -l dnsmasq Desired=Unknown/Install/Remove/Purge/Hold | Status=Not/Inst/Conf-files/Unpacked/halF-conf/Half-inst/trig-aWait/Trig-pend |/ Err?=(none)/Reinst-required (Status,Err: uppercase=bad) ||/ Name Version Architecture Description +++-======================-================-================-================================================== ii dnsmasq 2.76-5 all Small caching DNS proxy and DHCP/TFTP server          linuxidc@kali:~$ dpkg-query -L dnsmasq /. /etc /etc/default /etc/default/dnsmasq /etc/dnsmasq.conf /etc/dnsmasq.d /etc/dnsmasq.d/README /etc/init.d /etc/init.d/dnsmasq /etc/insserv.conf.d /etc/insserv.conf.d/dnsmasq /etc/resolvconf /etc/resolvconf/update.d /etc/resolvconf/update.d/dnsmasq /lib /lib/systemd /lib/systemd/system /lib/systemd/system/dnsmasq.service /usr /usr/lib /usr/lib/resolvconf /usr/lib/resolvconf/dpkg-event.d /usr/lib/resolvconf/dpkg-event.d/dnsmasq /usr/share /usr/share/dnsmasq /usr/share/dnsmasq/installed-marker /usr/share/doc /usr/share/doc/dnsmasq       linuxidc@kali:~$ sudo dpkg-query -L dnsmasq-base /. /etc /etc/dbus-1 /etc/dbus-1/system.d /etc/dbus-1/system.d/dnsmasq.conf /usr /usr/sbin /usr/sbin/dnsmasq /usr/share /usr/share/dnsmasq-base /usr/share/dnsmasq-base/trust-anchors.conf /usr/share/doc /usr/share/doc/dnsmasq-base /usr/share/doc/dnsmasq-base/DBus-interface.gz /usr/share/doc/dnsmasq-base/FAQ.gz /usr/share/doc/dnsmasq-base/README.Debian /usr/share/doc/dnsmasq-base/changelog.Debian.gz /usr/share/doc/dnsmasq-base/changelog.archive.gz /usr/share/doc/dnsmasq-base/changelog.gz /usr/share/doc/dnsmasq-base/copyright /usr/share/doc/dnsmasq-base/doc.html /usr/share/doc/dnsmasq-base/examples /usr/share/doc/dnsmasq-base/examples/dnsmasq.conf.example /usr/share/doc/dnsmasq-base/setup.html /usr/share/locale /usr/share/locale/de /usr/share/locale/de/LC_MESSAGES /usr/share/locale/de/LC_MESSAGES/dnsmasq.mo /usr/share/locale/es /usr/share/locale/es/LC_MESSAGES /usr/share/locale/es/LC_MESSAGES/dnsmasq.mo /usr/share/locale/fi /usr/share/locale/fi/LC_MESSAGES /usr/share/locale/fi/LC_MESSAGES/dnsmasq.mo /usr/share/locale/fr /usr/share/locale/fr/LC_MESSAGES /usr/share/locale/fr/LC_MESSAGES/dnsmasq.mo /usr/share/locale/id /usr/share/locale/id/LC_MESSAGES /usr/share/locale/id/LC_MESSAGES/dnsmasq.mo /usr/share/locale/it /usr/share/locale/it/LC_MESSAGES /usr/share/locale/it/LC_MESSAGES/dnsmasq.mo /usr/share/locale/no /usr/share/locale/no/LC_MESSAGES /usr/share/locale/no/LC_MESSAGES/dnsmasq.mo /usr/share/locale/pl /usr/share/locale/pl/LC_MESSAGES /usr/share/locale/pl/LC_MESSAGES/dnsmasq.mo /usr/share/locale/pt_BR /usr/share/locale/pt_BR/LC_MESSAGES /usr/share/locale/pt_BR/LC_MESSAGES/dnsmasq.mo /usr/share/locale/ro /usr/share/locale/ro/LC_MESSAGES /usr/share/locale/ro/LC_MESSAGES/dnsmasq.mo /usr/share/man /usr/share/man/es /usr/share/man/es/man8 /usr/share/man/es/man8/dnsmasq.8.gz /usr/share/man/fr /usr/share/man/fr/man8 /usr/share/man/fr/man8/dnsmasq.8.gz /usr/share/man/man8 /usr/share/man/man8/dnsmasq.8.gz /var /var/lib /var/lib/misc

由上面结果可以看到,主程序为/usr/sbin/dnsmasq,默认配置文件为/etc/dnsmasq.conf,并且在systemd下面也有dnsmasq的服务。但是在本文中,为了将dnsmasq和hostapd封装成为一个统一的新服务,因此弃用程序包中默认安装的dnsmasq服务以及默认的配置文件。编辑新的配置文件如下所示,下面的配置中,使用dhcp-options给客户端传递DNS服务器为树莓派本身20.20.20.1,而树莓派使用/etc/resolv.conf文件作为上游的DNS服务器进行名称解析,而这个/etc/resolv.conf文件在进行pon dsl-provider拨号的时候,会自动获得。

linuxidc@kali:~$ cat /etc/dnsmasq_AP.conf #DHCP listen-address=20.20.20.1,127.0.0.1 dhcp-range=20.20.20.2,20.20.20.20,12h dhcp-option=3,20.20.20.1 user=dnsmasq    #DNS no-hosts cache-size=500 resolv-file=/etc/resolv.conf
  • service封装
    准备好上述过程之后,下面对于hostapd,dnsmasq进行统一的封装。

创建/lib/systemd/system/AP.service文件,内容如下所示。其中Unit段做描述以及服务依赖的配置;Service段做服务启动的配置,包括开启链路,配置网卡的IP地址,开启hostapd服务,以及开启dnsmasq服务;Install配置段指定该服务使用multi-user.target,对应于多用户状态。

[Unit] Description=AP Wants=network.target Before=network.target BindsTo=sys-subsystem-net-devices-ethusb0.device After=sys-subsystem-net-devices-ethusb0.device    [Service] Type=oneshot RemainAfterExit=yes ExecStart=/sbin/ip link set dev ethusb0 up ExecStart=/sbin/ip addr add 20.20.20.1/24 broadcast 20.20.20.255 dev ethusb0 ExecStart=/usr/sbin/hostapd -B /etc/hostapd/hostapd.conf ExecStart=/usr/sbin/dnsmasq -C /etc/dnsmasq_AP.conf    ExecStop=/sbin/ip addr flush dev ethusb0 ExecStop=/sbin/ip link set dev ethusb0 down    [Install] WantedBy=multi-user.target

通过如下命令激活该service,并设置为开机自动启动。观察ip地址,hostapd服务,dnsmasq服务是否已经启动:

linuxidc@kali:~$ sudo systemctl enable AP.service linuxidc@kali:~$ sudo systemctl start AP.service    linuxidc@kali:~$ ps -ef | grep -E ".*hostapd|.*dnsmasq" grep -v grep root 1337 1 0 19:43 ? 00:00:12 /usr/sbin/hostapd -B /etc/hostapd/hostapd.conf dnsmasq 1340 1 0 19:43 ? 00:00:00 /usr/sbin/dnsmasq -C /etc/dnsmasq_AP.conf    linuxidc@kali:~$ ip a sh dev ethusb0 6: ethusb0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc mq state UP group default qlen 1000 link/ether c8:3a:35:d3:1b:4e brd ff:ff:ff:ff:ff:ff inet 20.20.20.1/24 brd 20.20.20.255 scope global ethusb0 valid_lft forever preferred_lft forever inet6 fe80::ca3a:35ff:fed3:1b4e/64 scope link valid_lft forever preferred_lft forever

将windows作为客户端尝试连接raspberry_AP,cygwin输出信息如下:

无线局域网适配器 无线网络连接: 连接特定的 DNS 后缀 . . . . . . . :  描述. . . . . . . . . . . . . . . : Realtek RTL8723AE Wireless LAN 802.11n PCI-E NIC  物理地址. . . . . . . . . . . . . : FF-FF-FF-FF-FF-FF  DHCP 已启用 . . . . . . . . . . . : 是  自动配置已启用. . . . . . . . . . : 是  本地链接 IPv6 地址. . . . . . . . : fe80::c011:2b50:411b:56b7%38(首选)  IPv4 地址 . . . . . . . . . . . . : 20.20.20.8(首选)  子网掩码 . . . . . . . . . . . . : 255.255.255.0  获得租约的时间 . . . . . . . . . : 2017年5月14日 19:46:52  租约过期的时间 . . . . . . . . . : 2017年5月15日 7:46:52  默认网关. . . . . . . . . . . . . : 20.20.20.1  DHCP 服务器 . . . . . . . . . . . : 20.20.20.1  DHCPv6 IAID . . . . . . . . . . . : 810821406  DHCPv6 客户端 DUID . . . . . . . : 00-01-00-01-1C-58-D9-FD-44-8A-5B-ED-33-CF  DNS 服务器 . . . . . . . . . . . : 20.20.20.1  TCPIP 上的 NetBIOS . . . . . . . : 已启用

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至此,树莓派AP改造完毕!

Raspberry Pi(树莓派)上从零开始构建Linux系统(简称PiLFS)  http://www.linuxidc.com/Linux/2017-01/139538.htm

Raspberry Pi(树莓派)上安装Raspbian(无路由器,无显示器)  http://www.linuxidc.com/Linux/2017-01/139211.htm

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