基于OpenWRT的路由系統(tǒng)固件制作方案

王憲宇 張魯

摘要：通過學(xué)習(xí)OpenWRT可以更深入地了解Linux系統(tǒng)以及嵌入式的知識(shí)，并且學(xué)習(xí)路由開發(fā)的知識(shí)。本文通過虛擬機(jī)搭建開發(fā)環(huán)境來實(shí)現(xiàn)根據(jù)自己的需求來開發(fā)一個(gè)符合自己需求的路由器系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：OpenWRT，Linux，編譯環(huán)境

1. 引言

OpenWRT是一個(gè)嵌入式Linux系統(tǒng)，它不提供單一的、不可修改的固件，而是一個(gè)提供軟件包管理功能的完全可寫文件系統(tǒng)。這將使得用戶可以擺脫供應(yīng)商提供的應(yīng)用程序范圍和配置，并允許用戶使用適合于任何應(yīng)用程序的軟件包定制設(shè)備。

2.OpenWRT系統(tǒng)簡介

2.1OpenWRT系統(tǒng)的發(fā)展歷程

在2004年1月，正式啟動(dòng)了OpenWRT項(xiàng)目，第一個(gè)版本基于Linksys提供的GPL源代碼和uclibc的buildroot項(xiàng)目，這個(gè)版本被稱為“stable”版，目前仍被許多互聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目使用，作為知名的Freifunk-Firmware和sip @ home便是其中重要的代表。

2005年初，一些新的開發(fā)者加入了這個(gè)項(xiàng)目，幾個(gè)月后他們發(fā)布了第一個(gè)“experimental”版本，與上一個(gè)版本的不同之處在于，這個(gè)版本幾乎完全拋棄了Linksys的GPL源代碼，采用buildroot2作為核心技術(shù)，完全模塊化OpenWRT，使用Linux官方發(fā)布的核心源代碼（2.4.30），外加一些補(bǔ)丁和網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)。開發(fā)團(tuán)隊(duì)給OpenWRT增加了很多免費(fèi)工具。用戶可以將image鏡像文件直接寫入閃存（mtd），并設(shè)置無線功能和VLAN切換功能。他們把這個(gè)版本名為“White Russian”，1.0版將于2005年底發(fā)布。

2.2OpenWRT系統(tǒng)的特點(diǎn)

（1）性能高，穩(wěn)定性強(qiáng)：OpenWRT由網(wǎng)絡(luò)專家等專業(yè)人士設(shè)計(jì)，專注于網(wǎng)絡(luò)性。OpenWRT匯集了許多最新研究的算法，因此其性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于供應(yīng)商提供的原廠固件。

lOpenWRT相當(dāng)穩(wěn)定，經(jīng)受住了長時(shí)間運(yùn)行的考驗(yàn)。

l通過優(yōu)化無線網(wǎng)絡(luò)，可以支持設(shè)備之間更高的數(shù)據(jù)速率和平衡的通信時(shí)間。

l即使制造商停止更新，許多老舊設(shè)備仍然可受OpenWRT系統(tǒng)更新改進(jìn)支持。（只要用戶的設(shè)備內(nèi)存或閃存可容納新版本）

（2）安全性強(qiáng)：作為一個(gè)開源軟件，來自全世界的許多開發(fā)者在發(fā)布前反復(fù)檢查它的源碼。

l沒有硬件供應(yīng)商隱藏的后門程序。

l得益不受常見攻擊影響的Linux操作系統(tǒng)，OpenWRT可抵抗常見漏洞。

lOpenWRT積極更新，所以大部分漏洞在發(fā)現(xiàn)后不久就會(huì)被立即修復(fù)。

l許多舊設(shè)備仍然受OpenWRT支持，并繼續(xù)享受OpenWRT的安全性和便攜性，能繼續(xù)延長用戶路由器的使用壽命。

（3）可擴(kuò)展性：OpenWRT提供了許多以往只有在高端設(shè)備上才提供的各種功能。它擁有超過3000個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用軟件包，讓用戶可以輕松地將這些軟件應(yīng)用于各種支持的設(shè)備，甚至包括幾年前的路由器。

（4）易于配置：OpenWRT是真正的基于Linux的系統(tǒng)，因此用戶可以完全控制路由器設(shè)備的所有功能。

lOpenWRT可以使用通過SSH建立的命令行和基于Web的用戶界面進(jìn)行配置。

l配置信息存儲(chǔ)在純文本文件中以簡化編輯和（或）復(fù)制。

lOpenWRT Image Builder允許用戶自由配置其設(shè)備（如預(yù)設(shè)密碼、無線風(fēng)格等）并自定義固件以滿足用戶需求。

lLuCI的Web圖形化界面除了可以讓用戶選擇適合自己需求或口味的主題外，還可以使用支持20多種語言的軟件包實(shí)現(xiàn)Web用戶界面的本地化。

l配置外部LED和按鈕或開關(guān)以滿足用戶的需求。

（5）零成本支出：OpenWRT是開源的，得益于包括個(gè)人和公司等志愿者的努力，讓大家在使用時(shí)無需額外支出訂購或授權(quán)費(fèi)用。

（6）給力的社區(qū)支持：由開發(fā)者、志愿者和其他長期OpenWRT用戶組成的活躍社區(qū)，因此最終可以幫助用戶解決其所遇到的問題。

lLEDE論壇?- 成員間討論LEDE的平臺(tái)

lLEDE開發(fā)者?和?LEDE開發(fā)者?郵件列表

l#lede-dev?和#lede-adm?的IRC頻道

l可以通過OpenWRT官方網(wǎng)站上的聯(lián)系方式獲得更多信息

2.3OpenWRT系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)

OpenWRT系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)：如果對Linux系統(tǒng)有一定的了解或者掌握Linux基礎(chǔ)知識(shí)， 并且希望學(xué)習(xí)或接觸嵌入式 Linux 的話， OpenWRT是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。 OpenWRT支持大部分處理器架構(gòu)，無論是ARM架構(gòu)，X86架構(gòu)，PowerPC架構(gòu)還是MIPS架構(gòu)，都有很好的適配方案。 并且其內(nèi)置多達(dá)3000多種軟件包，囊括從工具鏈（toolchain），到內(nèi)核（linux kernel），到軟件包（packages），再到根文件系統(tǒng)（rootfs）整個(gè)體系，使得用戶只需簡單的一個(gè)make命令即可方便快速地定制一個(gè)具有特定功能的嵌入式系統(tǒng)來制作固件。

3.環(huán)境搭建

硬件環(huán)境：競斗云2.0（路由器型號）或者樹莓派全系設(shè)備

軟件環(huán)境：VMware WorkStation Pro虛擬機(jī)安裝Ubuntu64位操作系統(tǒng)或者微軟商城安裝Ubuntu18.04 LTS64位。

安裝完畢后搭建編譯環(huán)境。

這里以Ubuntu18.04 LTS64位版為例

3.1更改下載源

打開vi編輯器，按下?i?（英文insert簡寫）鍵即可進(jìn)入插入模式，從而可以做文本輸入。將原來的內(nèi)容注釋或者直接刪除，然后將國內(nèi)的源復(fù)制粘貼進(jìn)來即可。

修改完后按「ESC」鍵可回到命令模式，輸入?wq！?保存修改文件，然后輸入?ZZ?（大寫）即可退出。）

3.2編譯

3.3.1編譯開始

輸入命令：make -j4=s（這里的-j4指的是4個(gè)線程一起編譯，一般選擇為處理器數(shù)量的2倍）

編譯好的固件名格式為lede-xxxx-generic-xxx-squashfs-sysupgrade.bin將bin文件復(fù)制到U盤或者電腦桌面。

3.3.2刷入自己編譯的OpenWRT固件

（1）之前已刷入breed或者u-boot的路由器

①網(wǎng)線一端插入路由器lan口，另一端插入電腦RJ45接口，使得電腦通過網(wǎng)線連接路由器，打開瀏覽器輸入192.168.1.1;

②路由器按住reset鍵，上電開機(jī);

③瀏覽器不斷刷新 192.168.1.1 界面直到出現(xiàn)bootloader（breed/uboot）引導(dǎo)界面，松開reset鍵;

④通過固件更新選項(xiàng)，上傳固件進(jìn)行升級，支持img和bin格式;

⑤對路由器進(jìn)行重啟。

（2）之前固件為OpenWRT的路由器

①可在Luci界面->系統(tǒng)->備份升級->刷寫新固件

②選擇.tar格式文件

③版本號相同可以保留原有配置，不同不保留

4.總結(jié)

OpenWRT系統(tǒng)是一個(gè)強(qiáng)大的嵌入式Linux操作系統(tǒng)，可以廣泛地使用在大部分智能路由器設(shè)備中，可以讓智能路由器發(fā)揮出更多更強(qiáng)大的功能。且OpenWRT開源免費(fèi)，未來可能將成為學(xué)習(xí)嵌入式Linux最佳平臺(tái)。

參考文獻(xiàn)：

〔1〕鳥哥.《鳥哥的Linux私房菜》[M].北京.人民郵電出版社，中國工信出版集團(tuán).2018年12月。

〔2〕孫冰，劉龍.《OpenWRT智能路由系統(tǒng)開發(fā)》[M].北京.人民郵電出版社，中國工信出版集團(tuán).2018年3月。

作者介紹：

王憲宇，2000.07，山東協(xié)和學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)在讀

張魯，1986.06，碩士研究生，副教授，研究方向計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)

山東協(xié)和學(xué)院 山東濟(jì)南 250107