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1、研究生课程论文（2023-2023学年第二学期）基于树莓派的3GS无线路由器设置研究生：汪玉明成绩评定:分任课教师签名:年 月日提交日期：2014年8月15日研究生签名：学号202321013193学院自动化科学与工程学院课程编号S0811006课程名称计算机网络学位类别硕士任课教师袁鹏教授教师评语:摘要树莓派是近年来风行全球的微型个人计算机，它只有一张卡片的大小，却可以实现电脑的功能。它是一款基于ARM的微型电脑主板，以SD卡为内存硬盘，卡片主板周围有两个USB接口和一个网口，可连接键盘、鼠标和网线，同时拥有视频模拟信号的电视输出接口和HDMI高清视频输出接口，以上部件全部整合在一张仅比信用
2、卡稍大的主板上，具备所有PC的根本功能只需接通电视机和键盘，就能执行如电子表格、文字处理、玩游戏、播放高清视频等诸多功能。无线路由器是大家日常学习办公上网常见的工具，它的无线接入因特网功能大大方便我们生活，市场上流行的无线路由器一般都支持专线xDSL/Cable,动态xDSL,PPtP四种接入方式，它还具有其它一些网络管理的功能，如dhcp效劳、nat防火墙、mac地址过滤等等功能。无线路由器好比将单纯性无线AP和宽带路由器合二为一的扩展型产品，它不仅具备单纯性无线AP所有功能如支持DHCP客户端、支持VPN、防火墙、支持WEP加密等等，而且还包括了网络地址转换功能，可支持局域网用户的网络连接
3、共享。可实现家庭无线网络中的Intemet连接共享，实现ADSL和小区宽带的无线共享接入。很多人只知道用路由器，对其中的原理、做法一知半解，本文是用一款树莓派作为硬件载体，来实现有线接入到无线信号散发的功能，充分了解路由的大致原理。关键词：树莓派、hostapd,dhcp效劳、路由转发AbstractRaspberrypismallpersonalcomputerisalltherageinrecentyears,itisonlythesizeofthecard,butcanrealizethefunctionOfthecomputer.ItisabasedonARMmicrocomputer
4、motherboards,toSDcardfrharddrivesmemoryCARDSaroundthemotherboard,therearetwoUSBportsandafront-endportscanconnectthekeyboard,mouse,andcables,Television,alsohas(hevideoanalogsignaloutputinterfaceandHDMlhdvideooutputinterface,andintegratetheabovepartsallinamotherboardonlyslightlybiggerthanacreditcard,H
5、aveallhebasicfunctionofPCneedtoturnonIheTVandakeyboard,canperformsuchasspreadsheets,wordprocessing,playgames,high-definitionvideo,andmanyotherfunctions.WirelessrouteristoolofPeoplesDailyofficecommononlinelearning,itswirelessaccesstotheInternetfunctionsgreatlyfacilitateourlife.Marketpopularwirelessro
6、utergenerallysupporthotlinexDSL/cable,dynamicxDSL,thePPTPtourkindsofaccess,italsohassomeothernetworkmanagementfunctions,suchastheDHCPservice,NATfirewall,MACaddressfiltering,etc.WirelessRouterislikeasimpleWirelessAPandtheexpansionofthebroadbandRouter2foronetypeofproduct,itnotonlyhassimpleWirelessAPal
7、lfunctionssuchasDHCPclientsupport,supporttheVPN,firewall,supportWEPencryptionandsoon,butalsoincludingthefunctionofnetworkaddresstranslation(NAT),cansupporttheLANuserstosharethenetworkconnection.CanhomewirelessnetworktorealizetheInternetconnectionsharing,realizingthesharingofADSLandcommunitybroadband
8、wirelessaccess.Manypeopleonlyknowuserouters,principleandpracticealittleknowledgeofthem,thisarticleistousearaspberrypieashardwarecarrier,toimplementthecableaccesstowirelesssignaldistributingfunction,fullyunderstandthegeneralprinciplesofrouting.KeyWOrd：RaspberryPi,Hostapd,dhcpsevice,Routingforwarding基
9、于树莓派的3GS无线路由器设置第一章树莓派简述树寿派整体概述RaSPberryPi（中文名为树寿派:简写为RPi,或者RasPi/RPi）是为学生计算机编程教育而设计，只有信用卡大小的卡片式电脑，树寿派配备一枚700MHZ博通出产的ARM架构BCM2835处理器，256MB内存（B型已升级到512MB内存），使用SD卡当作储存媒体，且拥有一个Ethern式，两个USB接口，以及HDMI（支持声音输出）和RCA端子输出支援。RaspberryPi只有一张信用卡大小，体积大概是一个火柴盒大小，可以执行像雷神之锤IlI竞技场的游戏和进行1080p影片的播放。操作系统采用开源的Linux系统，比方De
10、bian,ArchLinux,自带的Iceweasel、KOffice等软件能够满足根本的网络浏览，文字处理以及计算机学习的需要，分A,B两种型号。我们购置的是B型版内存512M。树莓派的软件系统我们使用的是官方提供的RaspberryPi专用Debian。关于Debian简介：广义的Debian是指一个致力于创立自由操作系统的合作组织及其作品，由于Debian工程众多内核分支中以LinUX宏内核为主,而且Debian开发者所创立的操作系统中绝大部根底工具来自于GNU工程，因此Debian常指DebianGNU/Linux。Debian的发行及其软件源有五个分支：旧稳定分支（OIdStabIe
11、）、稳定分支（stable）、测试分支（testing）不稳定分支（unstable）、实验分支（experimental）.当前的稳定分支即WheeZy（即下一个旧稳定分支），测试分支即JeSSie（即下一个稳定分支），所有开发代号均出自PiXar影玩具总发动。我们在官网下载到wheey最新版本。第二章实现有线连接网络首先实现树莓派debian系统安装后，进入主界面，至于如何进入前面已有同学做过详细阐述。sudoraspi-config选择expandjootfs,然后把整个系统的可用空间扩展到储存卡的大小，然后就可以连接互联网了，可以验证一下。接下来，我对系统进行的静态IP的绑定，方便以后
12、的登陆。步骤如下：sudonanoZetcZnetworkZinterfaces编辑网络配置文件找到这几行注释掉#allow-hotplugwlan#ifacewlaninetmanual#wpa-roam/etc/wpa_supplicant/wpa_supplicanl.conf#ifacedefaultinetdhcp添加以下几行ifacewlaninetstaticaddress这里需要说明的是是给raspberrypi做的路由器分配的网关ip。这个不能跟局域网里其他路由网关ip重复我们需要自带的5v适配器，拥有四个USb的有源HUB、无线网卡以及3G的SIM板和华为3G无线上网卡。第
13、三章实现有线型号的无线转发我们使用华为的RT5370无线网卡。使用命令Isusb,可以查看USB的安装信息：piraspberrypi$IsusbBusOOlDevice002:ID0424:9514StandardMicrosystemsCorp.Bus001Device001:IDld6b:0002LinuxFoundation2.0roothubBus001Device003:ID0424:ec00StandardMicrosystemsCorp.Bus001Device004:IDl48f:5370RalinkTechnology,Corp.RT5370WirelessAdapter如
14、所示，第四行即为无线网K信息。.安装hoskipd1.inUX下使用hoslapd来建立无线AP效劳。什么是hos(apd?hos(apd是用户控件的守护进程用于无线接入点(AP)和授权效劳器(authenticationservers).她实现了IEEE802.il的AP管理，IEEE802.1X/WPA/WPA2/EAP授权，RADIUS客户端，EAP效劳器和RADIUS授权效劳器，目前最新版本支持Linux系统(HoSTAP,madwifi,mac80211-based驱动)和FreeBSD(net80211)ohostapd设计为一个守护程序(进程)，后台运行，进行一些相关控制授权的操
15、作。属于一个开源工程。输入命令，安装hosudsudoapt-getinstallhostapd编辑hoslapd默认配置文件sudonanoetcdefaulthostapd找到#DAEMoN一CONF=”修改如下DAEMON.CONF=,etchostapdhostapd.conf,编辑hostapd配置文件sudonanoetchostapdhostapd.conf参加如下内容#把无线网卡WIanO作为接入点interface=wlan#使用nl8O211驱动driver=nl802ll#共享网络的SSID是RaspberryPiSsid=RaspberryPi#网卡工作在802.11G
16、模式hw_mode=g#无线网卡选用11信道Channel=I1#WPA2配置wpa=2#WPa密码是raspberrywpa_passphrase=raspberry#认证方式为WPA-PSK加密方式为CCMPwpa_key_mgmt=WPA-PSKwpa_pairwise=CCMPrsn_pairwise=CCMPbeaconjnt=100auth_algs=3wmm_enabled=l保存退出输入命令sudoservicehostadrestart启动hoslapd效劳1 .安装dhcp效劳DHCP（DynamicHostConfigurationProtocol,动态主机配置协议）为互
17、联网上主机提供地址和配置参数。DHCP是基于ClientZServer工作模式，DHCP效劳器为需要为主机分配IP地址和提供主机配置参数。DHCP具有以下功能：1 .保证任何IP地址在同一时刻只能由一台DHCP客户机所使用。2 .DHCP应当可以给用户分配永久固定的IP地址。3 .DHCP应当可以同用其他方法获得IP地址的主机共存（如手工配置IP地址的主机）4.DHCP效劳器应当向现有的BOOTP客户端提供效劳。DHCP有三种机制分配IP地址：1）自动分配（AutomaticAllocation）,DHCP给客户端分配永久性的IP地址；2）动态分配（DynamicAllocation,DHCP
18、给客户端分配过一段时间会过期的IP地址（或者客户端可以主动释放该地址）；3）手工配置ManualAllocation）,由网络管理员给客户端指定IP地址。管理员可以通过DHCP将指定的IP地址发给客户端。三种地址分配方式中，只有动态分配可以重复使用客户端不再需要的地址。DHCP效劳用于给客户端分配动态IP输入命令，安装dhcp效劳sudoapt-getinstallisc-dhcp-server备份配置文件编辑新的配置文件sudonanoetcdhcpdhcpd.conf复制粘贴以下内容default-lease-time600;max-lease-time7200;log-facilityI
19、ocal7;subnet192.168.10.0netmask255.255.255.0Irange192.168.10.10192.168.10.100;optionrouters192.168.10.1;optionbroadcast-address192.168.10.127;optiondomain-name-servers.8,8.8.4.4;default-lease-time600;max-lease-time7200;）保存退出修改isc-dhcp-server文件sudonanoetcdefault/isc-dhcp-server参加DHCP的配置文件路径和用作AP的接口这些
20、参数DHCPD-CoNF=etcdhcpdhcpd.confINTERFACES=wlan重新启动效劳sudoserviceisc-dhcp-serverrestart3.配置路由转发到上面为止，其实我们已经建立了无线热点了，翻开WiFi功能可以连上RaspberryPi这个热点，但还不能上网。原因在于无线AP并不负责数据交换，也就是通过客户端发送到无线AP的数据包还没法发送到其目标主机，自然也不会得任何响应.Linux中完成数据包转发的是iptables,它才是完成路由功能核心所在。在添加iptables转发规那么前要先翻开内核的IP转发功能：echo1”/proc/sys/net/ipv4
21、/ip_forward上面的命令只是临时翻开IP转发的功能，下次重启就会失效，要想不失效可以直接修改etcsysctl.conf这个系统配置文件sudonanoetcsysctl.conf找到这里#net.ipv4.ip_forward=1将前面的注释符号中去掠保存退出输入命令sudosysctl-p让该设置立即生效，最后这一步至关重要：即把有线网络口资源散发出去.至此，可以用检测到无线信号RaSiberry的存在，用连接无线网，密码rasiberry.验证之后可以正常上网。第四章总结以上就是我在这次课程做的工作，前后经历的有一个多礼拜，直到最后出结果了，才觉得一切都是值得。好在树莓派系统都是
22、写在可擦除的SDK中，所以，给我们初学者带来很大方便性，可以各种尝试，失败了就重新烧系统。以下是我这次实践的感悟：1.网络资源的有效利用互联网时代已经带来，人类一切的尝试，新的、旧的、前人未做过的，都能在网络上发现痕迹，而这些痕迹让你足不出户就可以带来很大的进步。所渭“站在巨人的肩膀上怎么样合理、正确的利用互联网资源？网上那么多专业博客、以及论坛可能带给你启发，特别是一些外国人写的资料很有价值，都是英文写的要能看懂大概。其次，这么多海量资源，如何有效率的提取干货？这也很重要，就拿我来说有时候，太多帖子太多内容，每个人讲的都有点出入，很容易犯晕然后坚持不下来慢慢放弃。这时候我觉得，利用网络时，你一定要做好准备，可能要花很长时间而且还会一无所获，保持良好心情，乐观心态有助于提升效率。如果实在看不下去，那就即可停止，明天继续。2.和队友合作的重要性现在想一个人解决一个大难题真的不太容易，即使完成那肯定也是弯路多多、时间消耗多多。最好的就是有一个和你同样解决问题同伴，两个人互相讨论，加深问题的理解，想放弃的时候互相倾诉，这样效果会很好，学习效率也会好很多。参考文献1谢希仁.计算机网络.北京：北京邮电出版社，20232彭立，徐林曼.无线路由技术及其研究，北京：人民邮电出版社，20233刘卫国，宋韩涛.移动分组路由协议设计和优化方法研究.计算机工程与应用，2002,34-37
