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如何建造超级强大的OpenWRT软路由——基于NXP LS1028A开发板

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发表于 2022-12-8 08:44:49 | 显示全部楼层 |阅读模式
如何建造超级强大的OpenWRT软路由——基于NXP LS1028A开发板

米尔MYD-J1028X开发板基于NXP LS1028A处理器,双核 Cortex™-A72,主频1.5GHz,而且,支持6个千兆网口,且都支持TSN(开发板支持5个千兆工业网口)。强劲的性能,丰富的千兆网口,用来做路由器,那是再适合不过了。

这篇文章,就分享了,如何构建一台超级强大的OpenWRT软路由。

目录:

一、网络结构说明

二、建造步骤

1. 安装docker

2. 设置普通用户管理docker权限

3. Ubuntu主机网络接口设置

4. docker环境网络设置

5. 启动openwrt的docker实例

6. 互通互访设置

7. 将物理网络接口Ethernet 1~4分配给OpenWRT使用

8. 配置OpenWRT的基础网络

9. OpenWRT防火墙设置

10. 互通互访测试

11. 端口转发设置

12 登录OpenWRT管理界面

13. 子网设置

三、实际效果

四、总结


一、网络结构说明

这个OpenWRT软路由的网络结构如下:

640?wx_fmt=png.jpg


传说,OpenWRT已经支持了NXP LS1028A,可以找到相关的信息:

OK1028与LS1028ARDB的区别 - Powered by Discuz! (witech.com.cn)

[OpenWrt Wiki] OpenWrt v21.02.0 Changelog

但是没有找到具体的应用,为了避免入坑,我选择了更稳妥的方式,在米尔MYD-J1028X开发板上运行官方的Ubuntu,然后安装docker,并在docker中跑OpenWRT,这个方案,目前非常成熟了。

那最终实现的效果就是:

1. 开发板跑Ubuntu;

2. OpenWRT跑在docker中;

3. 开发板的五个千兆网口,一个留给Ubuntu联网自用,其他的全部分配给OpenWRT

4. Ubuntu和OpenWRT能够互访

5. OpenWRT通过一个网口直接联网,而不是通过docker再通过Ubuntu联网,以求达到性能最优化

6. OpenWRT管理一个完整的子网

其中涉及到的网段规划:

1. 主路由:192.168.1.1/24网段

2. Ubuntu:

  • 联网ip:192.168.1.237(DHCP获取)
  • 与OpenWRT互通ip:192.168.10.253(固定)

3. OpenWRT:

  • 联网ip:192.168.1.246(DHCP获取)
  • 与Ubuntu互通ip:192.168.10.254(固定)
  • 子网:192.168.11.254/24

注意:上述通过DHCP获取的IP地址,不是固定的,会根据实际情况变化。


二、建造步骤

1. 安装docker

sudo apt update
sudo apt upgrade -y
sudo apt install docker-ce -y

2. 设置普通用户管理docker权限:

如果以root用户建造,可以跳过,但是强烈建议以自己的用户运行,而非root用户。

sudo usermod -aG docker $USER

newgrp docker

docker ps -a

640?wx_fmt=png.jpg


3. Ubuntu主机网络接口设置:

系统默认网络接口名称,为eno0、eno2、swp0、swp1、swp2、swp3。

其中:eno0对应Ethernet 0,swp0~3对应Ethernet1~4,eno2为DSA 以太网交换机主以太网接口。

具体的网络接口信息,可以查看官方手册了解:

640?wx_fmt=png.jpg


现在我们只需要知道:

  • Ethernet 0:分配各Ubuntu使用,用于宿主系统联网
  • Ethernet 1~4:分配给OpenWRT系统使用

    • Ethernet 1:用于OpenWRT联网
    • Ethernet 2~4:用作LAN接口;当然,如果有多个网络接入,可以自由分配用作多WAN接入

为了便于识别,我们可以修改一下系统配置,使得网络接口的名称更可读一些,将swp0~3修改为eth1~4

先通过以下的指令,获取网络接口名称配置文件:

sudo grep -rn swp0 /etc/udev

640?wx_fmt=png.jpg


sudo vim /etc/udev/rules.d/73-fsl-enetc-networking.rules

# 将swp0~3修改为eth1-4

640?wx_fmt=png.jpg


然后重启生效:

sudo reboot

重启后,使用ifconfig -a,将会看到swp0~3变更为eth1~4

然后,我们还需要启用eth1~4,并设置网络接口的混杂模式,以便他们可以被分配到OpenWRT使用:

# 启用网络接口

sudo ifconfig eth1 up
sudo ifconfig eth2 up
sudo ifconfig eth3 up
sudo ifconfig eth4 up

# 设置混杂模式

sudo ip link set eth1 promisc on
sudo ip link set eth2 promisc on
sudo ip link set eth3 promisc on
sudo ip link set eth4 promisc on

# 查看网络接口状态:

ip addr show

对应的网络接口信息中,出现PROMISC,则表示开启混杂模式成功

640?wx_fmt=png.jpg


4. docker环境网络设置:

为了Ubuntu和OpenWRT互通,专门设置一个网段192.168.10.0/24用于双方ip的设置,寄生于eno0上

docker network create -d macvlan \
--subnet=192.168.10.0/24 \
--ip-range=192.168.10.0/24 \
-o macvlan_mode=bridge \
-o parent=eno0 macnet1

设置后,可以查看docker的网络情况:

docker network ls

640?wx_fmt=png.jpg


5. 启动openwrt的docker实例

openwrt的docker镜像有很多,经过了解,我选择了raymondwong/openwrt_r9镜像。

docker pull raymondwong/openwrt_r9:autobuild-22.2.12-arm64

docker run --name openwrt \
--restart always \
-d --network macnet1 \
--ip=192.168.10.254 \
--privileged raymondwong/openwrt_r9:autobuild-22.2.12-arm64 /sbin/init

通常情况下,启动一个dcoker镜像,不需要指定网络和ip,docker会自动设定;

但为了双方互通互访,这里设定为我们刚才创建的macnet1,并指定为192.168.10.254。

关于docker的网络以及macvlan的使用,可以查看docker官方的资料。

启动后,可以查看当前运行的实例:

docker ps

640?wx_fmt=png.jpg


6. 互通互访设置:

此时,需要在Ubuntu上,添加一个虚拟网络接口,桥接到macvlan上去,并设定ip为192.168.10.253

sudo ip link add mymacvlan link eno0 type macvlan mode bridge
sudo ip addr add 192.168.10.253/24 dev mymacvlan
sudo ifconfig mymacvlan up

设置后,可以查看该虚拟网络接口的状态:

ip add show mymacvlan

640?wx_fmt=png.jpg


7. 将物理网络接口Ethernet 1~4分配给OpenWRT使用:

使用docker exec openwrt ifconfig,可以查看OpenWRT当前挂载的网络接口。

要将网络接口分配给OpenWRT使用,需要将其设置到OpenWRT的Docker Namespace隔离空间中来。

通过下面的步骤,进行操作:

首先,获取当前OpenWRT的Namespace隔离空间:

nspid=$(sudo docker inspect -f '{{.State.Pid}}' openwrt)
echo $nspid

正常显示,说明获取到了;如果OpenWRT容器没有运行了,则获取不到。

然后进行设置:

sudo mkdir -p /var/run/netns/
sudo ln -s /proc/$nspid/ns/net /var/run/netns/$nspid

echo $nspid
ip netns list

640?wx_fmt=png.jpg


两者一致,说明ns空间设置正确,然后再设置网络接口的归属:

sudo ip link set eth1 netns $nspid
sudo ip link set eth2 netns $nspid
sudo ip link set eth3 netns $nspid
sudo ip link set eth4 netns $nspid

此时,可以查看OpenWRT中,是否正确获得这些网络接口的使用权:

执行:

docker exec openwrt ifconfig

或者:

sudo ip netns exec $nspid ifconfig

640?wx_fmt=png.jpg


设置正确的情况下,将会看到eth1~4,已经分配到了OpenWRT中了。

而在Ubuntu主机中,执行ifconfig -a,将再也看不到这几个网络接口了。

然后,再为OpenWRT启用这几块网络接口即可:

sudo ip netns exec $nspid ip link set eth1 up
sudo ip netns exec $nspid ip link set eth2 up
sudo ip netns exec $nspid ip link set eth3 up
sudo ip netns exec $nspid ip link set eth4 up

sudo ip netns exec $nspid ifconfig

8. 配置OpenWRT的基础网络:

设置好网络接口以后,就可以配置OpenWRT的基础网络,以便于后续进入图形界面进行管理。

因为OpenWRT的Docker已经运行了,我们可以通过docker命令,直接连接到OpenWRT环境中来进行配置:

docker exec -it openwrt sh

640?wx_fmt=png.jpg


通过上面的指令,进入OpenWRT的shell环境,然后,编辑网络配置文件:

vi /etc/config/network

config interface 'lan'
        option ifname 'eth0'
        option proto 'static'
        option ipaddr '192.168.10.254'
        option netmask '255.255.255.0'

config interface 'wan'
        option ifname 'eth1'
        option proto 'dhcp'

主要需要修改如下的部分:

640?wx_fmt=png.jpg


其目的,是设置eth0的固定ip位192.168.10.254,以便和Ubuntu互通互访;

然后,设置eth1为WAN网络接口,通过DHCP从主路由获取ip地址。

配置完成后,重启网络,就能生效了:

/etc/init.d/network restart

用ifconfig可以查看网络状态:

640?wx_fmt=png.jpg

因为使用了DHCP,所以eht1显示的实际IP,可能会和我们上的图不一致,因为是DHCP获取的。

9. OpenWRT防火墙设置:

设置好了以后,我们还能不能直接从Ubuntu访问,还需要进行防火墙设置:

vi /etc/firewall.user

# 在最后添加下面的内容:

# user
iptables -I INPUT -s 192.168.10.0/24 -j ACCEPT
iptables -t nat -I POSTROUTING -o eth1 -j MASQUERADE

具体如下:

640?wx_fmt=png.jpg


其中,iptable两行设置,第一行允许192.168.10.0/24子网访问管理,第二行允许eth1作为NAT让子网设备上网。

10. 互通互访测试:

在OpenWRT上,ping 192.168.10.253

在Ubuntu上,ping 192.168.10.254

640?wx_fmt=png.jpg


在Ubuntu上,访问OpenWRT的luci服务:

curl -v http://192.168.10.254/

640?wx_fmt=png.jpg


此时,互通互访已经成功了。

11. 端口转发设置:

但是,这是Ubuntu上和OpemWRT互访互通,我们还需要在其他电脑上,能够通过luci管理OpenWRT。

因为Ubuntu挂载主路由上,网段为192.168.1.0/24,ip为192.168.1.237,而我的MacBook Pro也挂载这个网段下,所以,进一步配置,使得通过浏览器访问192.168.1.237能够访问到OpenWRT。

这一点,可以在Ubuntu上,通过iptables的端口转发功能来实现,也可以通过软件来实现。

因为后续还会有其他的测试,所以我用harpoxy这款专用代理软件来实现。

sudo apt install haproxy

sudo vim /etc/haproxy/haproxy.cfg

# 添加下面的配置
frontend web_in
            mode http
            maxconn 1000
            bind *:8000
            use_backend openwrt_server

backend openwrt_server  
            mode http
            balance roundrobin
            option  httpclose  
            server openwrt 192.168.10.254:80 check


具体操作如下图:

640?wx_fmt=png.jpg


上面的配置,表示将8000端口,反向代理到192.168.10.254的80端口,后续访问 http://192.168.1.237:8000/

haproxy的功能非常强大,而且配置简洁明了,推荐学习。

配置好以后,可以检查配置,无误后,即可运行:

sudo haproxy -f /etc/haproxy/haproxy.cfg -c

sudo /etc/init.d/haproxy start

640?wx_fmt=png.jpg

现在,基础设置妥当了,可以进入OpenWRT的图形管理界面了。

12 登录OpenWRT管理界面:

直接访问 http://192.168.1.237:8000/ 即可:【192.168.1.237为Ubuntu从主路由器获得的ip地址】

640?wx_fmt=png.jpg

默认的用户名和密码为:root password

输入后即可进入管理界面:

640?wx_fmt=png.jpg


raymondwong/openwrt_r9这个版本很强大,集成了很多功能:

640?wx_fmt=png.jpg

不过这篇文章主要是讲建造,所以在这里就不多说了,感兴趣的同学,可以详细了解。

13. 子网设置:

之前我们将Ethernet1~4,均分配给了OpenWRT,分别挂在eth1~4,其中eth1用作WAN联网,eth2~4我们就可以作为LAN的接口了。

如果了解MWAN,可以将eth2~4进行分配到MWAN使用,实现多网络接入。

进入网络-接口界面中,可以查看当前设置的网络接口:

640?wx_fmt=png.jpg


从上面可以看到:

eth0设置为LAN,ip为192.168.10.254,用于和Ubuntu互通互访;

eth1设置为WAN,用于从主路由器获取IP,接入网络

下一步,点击添加新接口,将剩下的网络接口应用起来:

640?wx_fmt=png.jpg


在这里,给其取名为lan2,并设置为桥接模式,将eth2、3、4桥接到一起。

曾经尝试过,将eth0也桥接到一起,但是会导致主路由的DHCP广播通过macvlan污染过来。

然后,设置LAN2的地址:

640?wx_fmt=png.jpg


上述地址,也可以设置为192.168.11.1,这样子看起来更给力一点,随你心意了。


注意防火墙部分,勾选lan即可:

640?wx_fmt=png.jpg

最下面有DHCP的设置,开启即可:

640?wx_fmt=png.jpg

  
最后点击保存并应用并生效:

640?wx_fmt=png.jpg

保存应用后,返回到了接口列表页面,再点击一下对应的连接按钮,即可正式启用:

640?wx_fmt=png.jpg


如果LAN2部分没有显示IP地址,表示没有启用,需要点击连接即可。

此时,子网也设置好了,可以在Ethernet 2~4上,连接其他网络设备测试了。


三、实际效果:

我这边的实测测试,分别连接了三个设备:

Ethernet 2:连接星光派单板计算机

Ethernet 3:连接ThinkPad笔记本

Ethernet 4:连接Dell笔记本

640?wx_fmt=jpeg.jpg

都顺利的自动获取IP地址并成功联网:

640?wx_fmt=jpeg.jpg

640?wx_fmt=png.jpg


访问网络的速度又快又好,播放1080P毫无压力:

640?wx_fmt=png.jpg


在OpenWRT管理界面中,也可以查看当前连接的设备信息:

640?wx_fmt=png.jpg


四、总结

到这里,我们已经完成了这款超级强大的OpenWRT软路由的建造了。关于OpenWRT的具体功能使用,同学们可以继续摸索了。

得益于米尔MYD-J1028X开发板基于NXP LS1028A处理器的强大,这个软路由性能良好,网速飞奔,顶呱呱!!!

在建造的过程中,遇到了不少问题,翻阅了数十篇资料,以下为部分内容,可能有遗漏;对所有看过的资料的作者,表示深深的感谢。

  • 普通用户权限运行docker | Server 运维论坛 (learnku.com)
  • OK1046A-C2、OK1028通过udev修改网口称-爱代码爱编程 (icode.best)
  • Play With Container Network Interface (arthurchiao.art)

  • linux - How can I set a static IP address in a Docker container? - Stack Overflow

  • 网卡配置——玩转alpine linux-爱代码爱编程 (icode.best)

  • permissions - Docker : How to avoid Operation not permitted in Docker Container? - Stack Overflow

  • docker - Start container with multiple network interfaces - Stack Overflow

  • (1) Docker with multiple NICs? : selfhosted (reddit.com)

  • Play With Container Network Interface (arthurchiao.art)

  • [Day4] 淺談 Container 實現原理, 初探 Namespace 隔離 - iT 邦幫忙::一起幫忙解決難題,拯救 IT 人的一天 (ithome.com.tw)

  • raymondwong/openwrt_r9 - Docker Image | Docker Hub

  • 在docker里运行openwrt | 且听风吟 (hearthewind.top)

  • 在树莓派上使用Dockers运行Openwrt并作为主路由器的旁路由 - HXSup (ahsup.top)

  • Docker 部署多网口 openWrt 软路由 - 「Yang'zun」PlayGround (treesir.pub)

  • 包含您的路由器|网关错误 (qc.to)

  • OK1028与LS1028ARDB的区别 - Powered by Discuz! (witech.com.cn)

  • docker和macvlan与host互通_maxuearn的博客-CSDN博客

  • Docker 网络模型之 macvlan 详解,图解,实验完整 - bakari - 博客园 (cnblogs.com)

  • Ubuntu为网卡添加多个IP地址mob604756fcd161的技术博客51CTO博客

  • iptables做TCP/UDP端口转发【转】 - paul_hch - 博客园 (cnblogs.com)

  • Ubuntu20.04防火墙设置简易教程(小白) - 腾讯云开发者社区-腾讯云 (tencent.com)

  • Ubuntu 20.04防火墙 UFW做NAT转换,IP伪装,端口重定向,端口映射injexengge的博客-CSDN博客ufw端口映射

  • openwrt x86(软路由) 双WAN出口简明配置,小白适用,挺稳定!其他网络设备什么值得买 (smzdm.com)

  • 阻止不需要的 DHCP 服务器的防火墙规则?- 安装和使用OpenWrt /网络和无线配置 - OpenWrt论坛


如果大家希望进一步学习,可以参考上述这些参考资料,以及Docker、OpenWRT等官方的资料进行学习。

想要了解优秀测评者“HonestQiao”关于MYD-J1028X开发板测评原文的可以点击文末“查看原文”或复制下方链接查看:http://bbs.eeworld.com.cn/thread-1216907-1-1.html想要了解米尔LS1028A处理器开发板可以去米尔官网查看具体的产品介绍:
http://www.myir-tech.com/product/MYC-J1028X.htm

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