树莓派 4B 容器方式安装 OpenWrt 作为软路由

July 20, 2022 · 531 words · 3 min

树莓派 4B 容器方式安装 OpenWrt 作为软路由

在树莓派 4B，基于 Ubuntu 22.04，使用 Docker 容器的方式运行 Openwrt 作为软路由，基于 SuLingGG/OpenWrt-Docker 的方案

什么是软路由

硬路由以特有的硬设备，包括处理器、电源供应、嵌入式软件，提供设定的路由器功能，如常用的路由器；软路由则是指利用台式机或服务器配合软件形成路由解决方案，主要靠软件的设置，达成路由器的功能；

普通路由器因为硬件性能限制，无法支持长时间处理大量流量，当家中有 NAS 等设备时，通常无法跑满带宽；通过软路由，可以让路由器只处理流量的转发，其他的功能由软路由实现

通常我们使用软路由用于多线负载、宽带叠加、为局域网内的其他设备过滤广告、自定义 DNS 等扩展功能

安装依赖

安装 linux-modules-extra-raspi

需要保证安装了linux-modules-extra-raspi，否则会导致在运行容器后出现Error response from daemon: failed to create the macvlan port: operation not supported错误

linux-modules-extra-raspi 是树莓派 Ubuntu Arm 的不常用扩展，Ubuntu 最新的包管理中默认不包含扩展；因此需要单独安装

sudo apt install linux-modules-extra-raspi

安装之后需要重启树莓派

sudo reboot

配置网络

开启网卡混杂模式

默认情况下网卡只会将发送给本机的包传递到上层服务，其他的包一律丢弃；开启混杂模式后机器的网卡能够接收所有流经过它的数据流，而无论其目的地址是否是它，一般用于网络分析和路由节点；

树莓派只有一个有线接口，地址为 eth0，所以在 eth0 接口开启混杂模式

sudo ip link set eth0 promisc on

执行以下命令检查结果

ifconfig eth0

网卡 flag 信息有 PROMISC 表示开启成功

eth0: flags=4419<UP,BROADCAST,RUNNING,PROMISC,MULTICAST>  mtu 1500
inet 192.168.31.2  netmask 255.255.255.0  broadcast 192.168.31.255
inet6 2408:8207:24ac:6fc0::50c  prefixlen 128  scopeid 0x0<global>
    inet6 fe80::dea6:32ff:fe5f:b43e  prefixlen 64  scopeid 0x20<link>
    inet6 2408:8207:24ac:6fc0:dea6:32ff:fe5f:b43e  prefixlen 64  scopeid 0x0<global>
        ether dc:a6:32:5f:b4:3e  txqueuelen 1000  (Ethernet)
        RX packets 2705601  bytes 1502740361 (1.5 GB)
        RX errors 0  dropped 55  overruns 0  frame 0
        TX packets 2314782  bytes 826118897 (826.1 MB)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0
        ```


## 配置 OpenWrt 容器

1. 创建 `macvlan`

`macvlan` 是一种网卡虚拟化技术，允许在同一个物理网卡上配置多个 MAC 地址，即多个 `interface`，每个 `interface` 可以配置自己的 IP；`macvlan`直接通过以太网的 `interface` 连接到物理网络，因此性能极好

因此，软路由需要使用 `macvlan` 配合混杂模式在容器中实现路由功能

Docker 创建 `macvlan` 时要确定所在的网段，可以在路由器后台进行确认；如小米路由器常用的是 `192.168.31.0/24`网段；在创建网络时需要保证子网网段`subnet`和网关地址`gateway`参数与当前网络一致

```bash
docker network create -d macvlan --subnet=192.168.31.0/24 --gateway=192.168.31.1 -o parent=eth0 macnet

创建容器

创建容器时需要指定网络为刚才创建的 macnet

docker run --restart always --name openwrt -d --network macnet --privileged   sulinggg/openwrt:rpi4 /sbin/init

修改容器网络配置

容器成功运行后还无法直接使用，需要进入到容器中修改 OpenWrt 的网络配置

docker exec -it openwrt bash

修改网络

vi /etc/config/network

ipaddr 为 OpenWrt 分配 IP 地址，因为 OpenWrt 使用了独立的 Mac 地址，所以这个 IP 地址不能和树莓派的相同，否则会无法访问；如树莓派的 IP 地址为 192.168.31.2，可以将 OpenWrt 的 IP 改为 192.168.31.4
gateway 为当前局域网的网关地址，即 192.168.31.1
dns 需要指定 DNS，否则无法将域名解析为 IP，建议使用路由器的地址，或者使用 114.114.114.114等常用 DNS 服务器

需要注意的是，使用到的 IP 都应该是固定的，可以在路由器中配置 DHCP 进行 Mac 地址绑定

config interface 'lan'
option type 'bridge'
option ifname 'eth0'
option proto 'static'
option netmask '255.255.255.0'
option ip6assign '60'
option ipaddr '192.168.31.4'
option gateway '192.168.31.1'
option dns '114.114.114.114'

修改完成后重启容器的网络

/etc/init.d/network restart

重启完成后访问 http://192.168.31.4，使用账户 root 和密码 password 即可进入管理页面

OpenWrt 配置

登录后在 网络-接口中修改 LAN 接口，在底层基本设置中选择忽略此接口，使用默认路由器做 DHCP 服务器

使用 OpenWrt

有两种使用方式：

一种是将 OpenWrt 作为路由器的网关，这样所有使用路由器的设备的流量都会被 OpenWrt 处理，这种方式要求路由器支持指定网关(辣鸡小米路由器没有 root 不支持指定，且官方已不支持 root)，并且 OpenWrt 足够稳定，否则会影响使用；

另一种方式是通过在设备端指定 OpenWrt 作为网关，只有这些设备的流量会被软路由处理，这种方式需要设备端支持（大部分 IoT 设备无法配置）

配置重启后网卡默认使用混杂模式

网卡的混杂模式会在系统重启后失效，需要在系统启动后自定配置混杂模式，参考 How to enable Promiscuous Mode permanently on a NIC managed by NetworkManager?，通过注册一个单独的服务启用网卡混杂模式

添加 oneshot服务，在网络启动之后执行，配置 eth0 网卡为混杂模式

sudo bash -c 'cat > /etc/systemd/system/eth0-promisc.service' <<'EOS'
[Unit]
Description=Makes interfaces run in promiscuous mode at boot
After=network-online.target

[Service]
Type=oneshot
ExecStart=/usr/sbin/ip link set dev eth0 promisc on
TimeoutStartSec=0
RemainAfterExit=yes

[Install]
WantedBy=default.target
EOS

启用注册的服务

sudo systemctl enable eth0-promisc

这样，在系统重启后依然可以正常使用 OpenWrt

修复宿主机与 OpenWrt 无法通信问题

Docker 的 macvlan 为了安全禁止宿主机与容器通信，因此宿主机和 OpenWrt 无法互相访问，导致宿主机上的一些监控无法从 OpenWrt 拉取数据；可以通过在宿主机上再创建一个 macvlan 接口，修改路由规则解决该问题

配置 macvlan 接口

宿主机创建 macvlan 接口

在宿主机上添加了一个新的 macvlan 桥接 eth0 的接口，名称为 openwrt-bridge

ip link add openwrt-bridge link eth0 type macvlan mode bridge

为 openwrt-bridge 接口配置 IP 并启用

为 openwrt-bridge 接口配置不冲突的 IP地址 192.168.31.6，并启用该接口

ip addr add 192.168.31.6 dev openwrt-bridge
ip link set openwrt-bridge up

配置路由规则，添加 OpenWrt

将 OpenWrt 的 IP 地址添加到 openwrt-bridge 接口的路由规则中，即可实现宿主机与 OpenWrt 容器的互相通信

ip route add 192.168.31.4 dev openwrt-bridge

配置重启后自动使用 macvlan 接口

同样通过添加一个 oneshot服务的方式配置

添加 oneshot服务，在网络启动之后执行，添加 macvlan 网卡

sudo bash -c 'cat > /etc/systemd/system/openwrt-bridge.service' <<'EOS'
[Unit]
Description=Add network interface for openwrt at boot
After=network-online.target

[Service]
Type=oneshot
ExecStart=/usr/sbin/ip link add openwrt-bridge link eth0 type macvlan mode bridge
ExecStart=/usr/sbin/ip addr add 192.168.31.6 dev openwrt-bridge
ExecStart=/usr/sbin/ip link set openwrt-bridge up
ExecStart=/usr/sbin/ip route add 192.168.31.4 dev openwrt-bridge
ExecStop=/usr/sbin/ip link delete openwrt-bridge
TimeoutStartSec=0
RemainAfterExit=yes

[Install]
WantedBy=default.target
EOS

启用注册的服务

sudo systemctl enable openwrt-bridge

参考文档

Openwrt 在 Esxi 中以虚拟机方式安装 MacOS Monterey 制作 Windows 启动盘