基于開放無線路由器系統(tǒng)打造網(wǎng)絡(luò)超級終端

中博信息技術(shù)研究院有限公司 劉宏文

基于開放無線路由器系統(tǒng)打造網(wǎng)絡(luò)超級終端

中博信息技術(shù)研究院有限公司 劉宏文

摘要：圍繞基于嵌入式Linux的OpenWrt（開放無線路由器）系統(tǒng)的特性，重點(diǎn)介紹如何利用H618C（中興家庭網(wǎng)關(guān)終端）刷寫成OpenWrt系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)管理和應(yīng)用。除了能保證計(jì)算機(jī)和相關(guān)設(shè)備接入外，使得在這樣的環(huán)境中擁有諸如網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)、網(wǎng)絡(luò)存儲服務(wù)器、簡單網(wǎng)絡(luò)流控管理、增加無線接入功能，同時(shí)這些應(yīng)用不太過復(fù)雜、不占用太多資源。

關(guān)鍵詞：嵌入；開放無線路由器；刷機(jī)

0　概述

小型辦公網(wǎng)絡(luò)一般指計(jì)算機(jī)數(shù)量在10臺，最多不超過20臺，有一定范圍的辦公場所（不一定指單一辦公室），除計(jì)算機(jī)外，還有2到3臺打印機(jī)、掃描儀等設(shè)備。網(wǎng)絡(luò)接入多數(shù)為幾Mb/s到幾十Mb/s帶寬，接入方式多數(shù)為xDSL（數(shù)字用戶線）、FTTB（光纖到大樓）加LAN（局域網(wǎng)）或FTTH（光纖到戶）等。用戶引入寬帶后，多數(shù)使用運(yùn)營商提供的寬帶設(shè)備或自備家用級設(shè)備。

同時(shí)越來越多的普通辦公小型網(wǎng)絡(luò)除計(jì)算機(jī)需要接入網(wǎng)絡(luò)外，還有無線設(shè)備（移動終端，含Pad和手機(jī)）需要上網(wǎng)，一般用戶希望這樣的網(wǎng)絡(luò)里能解決如下幾個(gè)問題：

1）對網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)簡單管理；

2）打印機(jī)等設(shè)備的共享；

3）增加無線功能。

為了實(shí)現(xiàn)上述功能，多數(shù)情況下需要：

1）增加帶有網(wǎng)絡(luò)管理、流控等功能的設(shè)備；

2）購買網(wǎng)絡(luò)打印服務(wù)器或增加一臺網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)計(jì)算機(jī)（做服務(wù)器用）；

3）購置無線路由或AP（接入點(diǎn)）。

而在實(shí)際應(yīng)用中，按上述要求可能帶來的問題包括：

1）增加投資，專業(yè)設(shè)備費(fèi)用高，維護(hù)相對復(fù)雜。

2）專業(yè)打印服務(wù)器針對性較強(qiáng)，一般不同廠家的打印服務(wù)器只能針對自身打印機(jī)。如果采用計(jì)算機(jī)做打印服務(wù)器，則可能會出現(xiàn)計(jì)算機(jī)需要維護(hù)、節(jié)能性太差、占用空間等問題。

3）購置無線路由，需要簡單配置；購置無線AP，小辦公環(huán)境中又無必要，還需要增加投資等。

所以，在節(jié)能減排的大環(huán)境下，通過嵌入式Linux系統(tǒng)即可以即實(shí)現(xiàn)上述功能。

1　基于嵌入式OpenWrt系統(tǒng)簡介

OpenWrt（開放無線路由器）系統(tǒng)可以被描述為一個(gè)嵌入式的Linux發(fā)行版。目前很多家用和小企業(yè)辦公環(huán)境中使用的路由和交換設(shè)備都是基于嵌入式Linux系統(tǒng)。如Linksys（思科公司的家用與小型業(yè)務(wù)用網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的品牌）的系列無線路由器。

OpenWrt系統(tǒng)是一個(gè)高度模塊化、高度自動化的嵌入式Linux系統(tǒng)，擁有強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)組件和擴(kuò)展性，常常被用于工控設(shè)備、電話、小型機(jī)器人、智能家居、路由器以及VoIP（網(wǎng)絡(luò)電話）設(shè)備中。OpenWrt系統(tǒng)的成功之處是它的文件系統(tǒng)是可寫的，開發(fā)者無需在每一次修改后重新編譯，令它更像一個(gè)小型的Linux計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。OpenWrt系統(tǒng)是使用框架來構(gòu)建應(yīng)用程序，而無需建立一個(gè)完整的固件來支持。對于用戶來說，這意味著其擁有完全定制的能力，可以用前所未有的方式使用該設(shè)備。

OpenWrt系統(tǒng)不同于其他許多用于路由器的發(fā)行版，它是一個(gè)從零開始編寫的、功能齊全的、容易修改的路由器操作系統(tǒng)。

2　無線路由和打印服務(wù)器的實(shí)現(xiàn)

OpenWrt系統(tǒng)支持各種架構(gòu)，對ARM，X86，PowerPC或者M(jìn)IPS公司都有很好的支持。過去許多電信家庭終端和企業(yè)終端均是采用ARM等相關(guān)處理器。很多設(shè)備目前已經(jīng)淘汰，針對個(gè)人、家庭及單位，可以充分利用這些廢棄淘汰的終端，經(jīng)過簡單處理、刷寫相關(guān)的OpenWrt系統(tǒng)，即可打造成非常實(shí)用的超級終端。其主要特點(diǎn)是：

1）支持計(jì)算機(jī)和無線設(shè)備（含手機(jī)、Pad等）的接入。實(shí)際上是增加的無線覆蓋和有線接入端口；

2）可省去一臺計(jì)算機(jī)做打印機(jī)服務(wù)器，支持對非網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)打印功能（含有線和無線），省電省事；

3）可很好地解決目前運(yùn)營商提供的終端產(chǎn)品不提供無線功能和常規(guī)路由功能，實(shí)際花費(fèi)要少于單獨(dú)購置無線路由加打印服務(wù)器的費(fèi)用；

4）還可實(shí)現(xiàn)如脫機(jī)下載、VPN（虛擬專用網(wǎng)）遠(yuǎn)程接入、NWAN（多撥，多寬帶接入）、FTP（文件傳輸協(xié)議）服務(wù)等網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。

其基本實(shí)現(xiàn)示意見圖1。

3　具體應(yīng)用

利用電信ADSL（非對稱數(shù)字用戶線）上行E8-C（家庭網(wǎng)關(guān)）終端中興H618C，刷寫OpenWrt系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)超級終端。

3.1H618C簡介

中興H618C是為中國電信定制的E8-C終端，其配置為：BCM6359KFBG，交換芯片為BCM5325EKQMG，無線芯片是BCM4318KFBG，16 MB flash，32 MB DDR RAM（雙倍數(shù)據(jù)率隨機(jī)存取存儲器）；此外還有1個(gè)USB（通用串行總線）口，在中國電信定制固件中，該口只做配置備份實(shí)用。

3.2擴(kuò)展內(nèi)存能力

H618C為中國電信定制設(shè)備，其重要處理部分?jǐn)U充比較麻煩，但若考慮實(shí)際實(shí)用，還是需要對內(nèi)存進(jìn)行升級，將32 MB內(nèi)存升級為64 MB，則設(shè)備處理性能和系統(tǒng)啟動后空余內(nèi)存將大大提高，實(shí)際可使用HY5Du121622DTP-D43來替換原設(shè)備板件上的內(nèi)存。

3.3刷寫OpenWrt系統(tǒng)

H618C主板上有TTL（邏輯門電路）接口，在計(jì)算機(jī)上安裝USB-TTL接口，利用系統(tǒng)自帶的收發(fā)針腳，借助SecureCRT（仿真程序）軟件和相應(yīng)的固件包（可去OpenWrt系統(tǒng)中文網(wǎng)下載）即可方便實(shí)現(xiàn)刷機(jī)工作。

簡易步驟：

1）連接USB-TTL接口到H618C主板，收發(fā)對應(yīng)。

2）打開Secure CRT軟件，設(shè)置RTS/CTS（請求發(fā)送/清除發(fā)送），波特率為115 200 Bd。

3）打開H618C電源，Secure CRT軟件開始跑屏，出現(xiàn)“1秒內(nèi)按任意鍵，終止啟動”，按電腦鍵盤終止。

4）用網(wǎng)線連接計(jì)算機(jī)和H618C，設(shè)置IP和H618C同網(wǎng)段。用IE打開H618C管理頁面，一般為192.168.1.1，根據(jù)頁面提示上傳固件。

5）固件上傳后，系統(tǒng)自動重啟。

6）約3～5 min后，再次打開管理地址192.168.1.1，即可進(jìn)入OpenWrt系統(tǒng)管理界面。

3.4簡單配置

進(jìn)入配置界面后，可直接利用“快速向?qū)А边M(jìn)行常規(guī)設(shè)置，實(shí)現(xiàn)普通家用無線路由器的基本應(yīng)用。

通過以下進(jìn)階設(shè)置，可打造超級終端，實(shí)現(xiàn)方便、人性化的網(wǎng)絡(luò)管理和應(yīng)用。

3.4.1無線設(shè)置

在網(wǎng)絡(luò)——無線菜單中可設(shè)置設(shè)備的無線功能，包含對SSID（服務(wù)集標(biāo)識）、頻道、發(fā)射功率、接入模式、無線安全的設(shè)置。

3.4.2打印服務(wù)器設(shè)置

選擇菜單欄里的服務(wù)，找到打印服務(wù)器，在啟用處打鉤，其他配置缺省。設(shè)置完畢保存，重啟設(shè)備。把打印機(jī)通過USB連接線連接到H618C的USB口上，所有內(nèi)網(wǎng)計(jì)算機(jī)均可以通過TCP/IP端口模式安裝打印機(jī)（和普通網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)方式一致），實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)打印功能。

3.4.3網(wǎng)絡(luò)流控管理

在網(wǎng)絡(luò)——QoS（服務(wù)質(zhì)量）v4中，可以設(shè)置QoS腳本，實(shí)現(xiàn)簡單流控管理。包括：小包優(yōu)先加Web優(yōu)先加游戲爆發(fā)加單IP限速加連接數(shù)限制等控制。也可以開啟智能QoS，限制下載帶寬、上傳帶寬、單IP限速、QoS白名單等。

3.4.4多線和多撥接入

利用NWAN和創(chuàng)建WAN（廣域網(wǎng)）功能，可以實(shí)現(xiàn)單線多撥和多線的寬帶設(shè)置，設(shè)置前需要設(shè)置相關(guān)端口的VLAN（虛擬局域網(wǎng)）。

3.4.5磁盤應(yīng)用

利用OpenWrt系統(tǒng)的強(qiáng)大性能，可以通過在USB口掛載硬盤、U盤、移動硬盤，實(shí)現(xiàn)BT（比特流）下載器、FTP服務(wù)器、SAMBA（先進(jìn)的移動寬帶應(yīng)用系統(tǒng)）網(wǎng)絡(luò)共享等功能。

此外OpenWrt系統(tǒng)還有防火墻、端口映射、IPID（IP標(biāo)識）、網(wǎng)絡(luò)喚醒等專業(yè)企業(yè)級路由器功能，設(shè)置也簡單易學(xué)，非常適用于家庭及小辦公網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。

4　測試及小結(jié)

通過簡單設(shè)置后，放置于10臺計(jì)算機(jī)（4個(gè)有線接入、6個(gè)無線接入）、8個(gè)移動終端（含手機(jī)和Pad）局域網(wǎng)環(huán)境，網(wǎng)絡(luò)接入為4 Mb/s光纖接入，只做普通無線路由加打印服務(wù)器。實(shí)測系統(tǒng)狀態(tài)總計(jì)空閑內(nèi)存維持在60%～75%。無線和有線下載速度在350～400 kb/s。打印服務(wù)器響應(yīng)速度在1～3 s之間，總體性能不弱于專業(yè)無線路由和打印服務(wù)器。

因?yàn)長inux的開源，基于OpenWrt系統(tǒng)的強(qiáng)大功能將會被開發(fā)，相信越來越多的家庭和小辦公網(wǎng)絡(luò)環(huán)境在使用此類終端后，網(wǎng)絡(luò)管理和應(yīng)用將非常便捷。◆