综合工程:OpenWrt路由部署与软件编译
前言 openwrt 是一个自由的、兼容性好的嵌入式 linux 发行版。作为软路由玩家必备的一款神器,可以实现诸如去广告,多拨和科学上网等多种功能。本文介绍openwrt在各种平台上的部署流程。
选择合适的设备
无论是传统的无线路由器还是小主机都有成为openwrt路由的潜力。截止到今天,已经有20多个品牌(小米,华硕,锐捷,华三等)30多种架构(x86,ipq,bcm,mtd等)支持刷入openwrt;你可以在这个网站找到符合你预算和其他要求的,能刷机的路由器。 传统家用无线路由器由于主频低,内存小,并不适合作为软路由;而 NAS-软路由一体式 又有 all in boom 的风险,因此推荐X86平台作为物理机。当然,也可以采用 armbian 平台或是开发板,例如网心云老母鸡、树莓派等设备。截至本文撰写时间,二手平台上的价格不太利好:一台J1900平台的售价往往在200左右,而专门的多网口工控机价格在200到1000不等,树莓派更是成为了理财产品,需要慎重选择。
选择合适的系统
除了openwrt主线外,还可以选择:
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LEDE 高质量,更新快速,具有新特性的openwrt分支。
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iStoreOS iStoreOS是openwrt的一个分支,iStoreOS 提供了软件中心:iStore,以及较美观的界面和docker支持,对新手体验较好。
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ImmortalWrt 是一个原版openwrt的分支,中文优化好,更新也勤快,内置镜像源可以直连下载&更新。
如何得到一个openwrt系统
- 可以在恩山论坛上使用他人编译好的现成的镜像,如"高大全","精品小包"等等,但存在一定风险;
- 可以使用官方固件下载得到一个最小化的系统,再一步步添加自己要用的包;
- 可以使用Openwrt 在线编译或Openwrt.ai在线编译 一个固件;
- 可以使用GitHub action 云编译一个固件;
- 可以在本地linux环境中进行编译。
X86平台安装准备:
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一个U盘与一台双网口物理机
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openwrt 的编译包,官方网站:OpenWrt Firmware Selector
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或者用由 eSir 大佬编译的懒人包
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PE 启动盘,这里推荐HotPE
X86平台安装流程:
1.进入PE环境:
- 打开微PE,将其安装进U盘中,安装完成后将 img 工具和 openwrt 包一起放进去;
- 将U盘插入目标主机,进入 BIOS-boot 设置U盘优先启动,各主板进入 BIOS 的按键不同,不确定的话建议都试一遍。
2.格式化硬盘并写盘
- 进入PE环境中,可以看到存在名为“分区助手”的软件,打开它并将目标主机硬盘格式化;注意不要分区!不要分区!不要设置文件系统!否则后续可能无法编译!点击左上角提交并执行
- 打开img写盘工具,将openwrt包写入硬盘,注意不要写进U盘里。
3.进入配置界面
- 重启系统并快速拔出U盘,避免重新进入PE;这时系统开始运行了。注意Esir固件是不跑码的,无需担心。- 一个U盘与一台双网口物理机
- 当看到
please press Enter to activate this console
这个提示的时候系统就安装完毕了。可使用 passwd 命令设置密码。软路由将自动获取IP地址,随后我们在浏览器中打开该地址,即可看到 Lucl 界面。
硬盘空间有一部分没有被格式化,可以手动格式化为ext4并挂载。
注意初始IP往往是192.168.1.1,如果和光猫冲突需要在网络-接口中更改。
基本系统主题比较简陋,可以使用luci-theme-argon。
刷错主题无法打开luci:通过 SSH 登录路由器,切换到另一个已知正常的主题(例如 Bootstrap):
uci set luci.main.mediaurlbase='/luci-static/bootstrap' uci commit luci /etc/init.d/uhttpd restart
然后重新访问 Web 界面,查看是否恢复正常。
X86平台本地编译完整openwrt
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系统版本:Debian 11 或者 Ubuntu LTS
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网络要求:科学上网环境,配置推荐 2H4G 以上
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编译依赖
安装依赖
sudo apt update -y
sudo apt full-upgrade -y
sudo apt install -y ack antlr3 asciidoc autoconf automake autopoint binutils bison build-essential \
bzip2 ccache clang cmake cpio curl device-tree-compiler flex gawk gcc-multilib g++-multilib gettext \
genisoimage git gperf haveged help2man intltool libc6-dev-i386 libelf-dev libfuse-dev libglib2.0-dev \
libgmp3-dev libltdl-dev libmpc-dev libmpfr-dev libncurses5-dev libncursesw5-dev libpython3-dev \
libreadline-dev libssl-dev libtool llvm lrzsz msmtp ninja-build p7zip p7zip-full patch pkgconf \
python3 python3-pyelftools python3-setuptools qemu-utils rsync scons squashfs-tools subversion \
swig texinfo uglifyjs upx-ucl unzip vim wget xmlto xxd zlib1g-dev
- 清理
sudo apt autoremove --purge
sudo apt clean
- 新建一个用户,用于编译固件(可选)
useradd -m openwrt # 新建一个名为 openwrt 的用户
不可以使用Root用户进行编译!!!
- 修改用户默认的 Shell
apt install -y sudo
usermod -s /bin/bash openwrt
- 切换用户
su openwrt
cd ~
- 拉取源码,这里用的是 LEDE 分支源码:
git clone https://github.com/coolsnowwolf/lede
cd lede
目录说明
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buildroot: OpenWrt 的核心目录,包含构建系统相关的文件。
feeds.conf.default
:定义软件包源的配置文件。files/
:存放自定义文件,用于覆盖默认的 root 文件系统。
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target: 包含目标设备架构的配置和构建信息。
linux/
:包含与 Linux 内核相关的代码和配置。generic/
:通用配置文件。platform/
:针对具体设备平台的特定配置。
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package: 包含所有 OpenWrt 的软件包。
base/
:基本功能相关的软件包(如 BusyBox、opkg)。kernel/
:与内核相关的补丁或模块。network/
:网络工具和协议(如 DHCP、DNS)。utils/
:各种实用工具(如编解码器、文件工具)。
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config: 存放默认配置文件,例如
Config.in
,用于定义菜单项。 -
scripts: 构建过程中使用的辅助脚本(如生成补丁、编译镜像)。
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toolchain: 构建工具链所需的文件,如编译器、链接器。
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tools: 一些构建系统依赖的额外工具(如
autoconf
、zlib
)。 -
include: 存放 Makefile 的通用模板和其他全局定义文件。
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feeds: 包含通过
feeds.conf
配置的外部软件包源。 -
documentation: 包含与 OpenWrt 项目相关的文档,如构建指南和开发文档。
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添加软件源,可自行添加软件源至 feeds.conf.default 文件,也可以直接git添加需要的软件到lede目录下:
vim feeds.conf.default
常用源
src-git kenzo https://github.com/kenzok8/openwrt-packages
src-git small https://github.com/kenzok8/small
src-git haibo https://github.com/haiibo/openwrt-packages
src-git liuran001 https://github.com/liuran001/openwrt-packages
- 单独添加(在更新并安装插件之前执行)例如:
git clone https://github.com/chenmozhijin/turboacc.git
- 更新并安装插件
./scripts/feeds clean
./scripts/feeds update -a
./scripts/feeds install -a
- 自定义配置
修改默认IP为 10.0.0.2
sed -i 's/192.168.1.1/192.168.2.1/g' package/base-files/files/bin/config_generate
修改默认主机名
sed -i '/uci commit system/i\uci set system.@system[0].hostname='OpenWrt'' package/lean/default-settings/files/zzz-default-settings
加入编译者信息
sed -i "s/OpenWrt /smith build $(TZ=UTC-8 date "+%Y.%m.%d") @ OpenWrt /g" package/lean/default-settings/files/zzz-default-settings
修改默认主题
sed -i "s/luci-theme-bootstrap/luci-theme-argon/g" feeds/luci/collections/luci/Makefile
执行 make menuconfig 命令进入编译菜单。
编译配置菜单说明(部分)
Target System (Broadcom BCM27xx) #选择处理器架构
Subtarget (BCM2711 boards (64 bit)) #选择处理器
Target Profile (Raspberry Pi 4B/400/4CM (64bit)) #预制配置文件
Target Images #固件映像设置
ramdisk # 内存盘, 硬件内存充裕的话可以打开,有效提升性能
Compression # 压缩等级(none表示不压缩)
Root filesystem archives #根文件系统存档类型
cpio.gz
tar.gz
Root filesystem images #根文件系统格式
ext4 #适用于大容量闪存,易于修改分区大小,没有恢复出厂设置的功能
squashfs #适用于小容量闪存,不可修改分区大小,有恢复出厂设置的功能
Gzip images #Gzip存档
Image Options
Kernel partition size #内核分区大小,建议64M到256M,足够了
Root filesystem partition size #跟文件系统分区大小,根据闪存大小自行设定
Make /var persistent #持久化/var(开启后重启软路由/var下内容会保留)
Enable experimental features by default #默认启用实验性功能
Global build settings #全局编译设置
Advanced configuration options (for developers) #高级选项(仅供开发者)
Build the OpenWrt Image Builder #编译OpenWrt镜像编译器
Build the OpenWrt SDK #编译OpenWrt SDK
Package the OpenWrt-based Toolchain #打包OpenWrt工具链
Image configuration #镜像选项
Base system #基本组件
Administration #管理员工具
Boot Loaders #引导程序
Development #开发者工具
Extra packages #额外包
Firmware #固件工具
Fonts #字体
Kernel modules #内核模块
Languages #额外的语言(Python3,PHP,NodeJS等)
Libraries #系统库
LuCI #LuCI插件(一般只需修改应用和主题)
Collections #合集
Modules #模块
Applications #应用程序
Themes #主题
Protocols #协议支持
Libraries #运行库
default-settings # 默认选项(自动配置语言包)
Mail #邮件
Multimedia #多媒体
Network #网络相关
Sound #音频
Utilities #各类实用软件(比如VIM)
Xorg
- 菜单选项说明
选择 CPU 类型
Target System (x86) --> # 软路由选择 x86,硬路由根据型号厂家自行选择
Subtarget (x86_64) --> # CPU 子选项
Target Profile (Generic x86/64) --> # 厂家具体型号
设置镜像编译的格式(squashfs,ext4)
Target Images --> # 默认 squashfs
添加较多插件时,为了避免空间不足,建议修改下面两项默认大小(x86/64)
Target Images --> (16) Kernel partition size (in MB) # 默认是16,建议修改为256
开启 IPv6 支持
Extra packages --> ipv6helper(选定这个后,下面几项会自动选择)
开启适用于 VMware 的 VMware Tools
Utilities --> open-vm-tools
Utilities --> open-vm-tools-fuse
选择插件
LuCI --> Applications # 根据需要选择,* 代表编入固件,M 表示编译成模块或者IPK包,为空表示不编译
选择主题
LuCI --> Themes # 选择喜欢的主题,可以选多个
配置完成后使用编译菜单底部的 Save 保存,然后退出菜单 Exit,开始下载软件包
- 预下载编译所需的软件包
make download -j8
- 检查文件完整性
find dl -size -1024c -exec ls -l {} \;
检查文件完整性命令可以列出下载不完整的文件,小于1k的文件属于下载不完整,如果存在则用下面的命令删除,然后重新下载编译所需的软件包,再次检查.确认所有文件完整可大大提高编译成功率,避免浪费时间
find dl -size -1024c -exec rm -f {} \;
最后编译固件,编译完成后输出路径是 bin/targets,默认密码是 password.
- 编译固件(-j 后面是线程数,首次编译推荐用单线程)
make V=s -j1
- 二次编译
拉取最新 OpenWrt 源码和更新 feeds 源中的软件包源码
cd lede
git pull
./scripts/feeds update -a
./scripts/feeds install -a
清除旧的编译产物和目录(可选)
make clean
- 源码有大规模更新或者内核更新后执行,以保证编译质量;此操作会删除 /bin 和 /build_dir 目录中的文件
make dirclean
更换架构编译前必须执行
此操作会删除 /bin 和 /build_dir 目录的中的文件(make clean),以及 /staging_dir、/toolchain、/tmp 和 /logs 中的文件
同首次编译,多线程编译失败后自动进入单线程编译,失败则输出详细日志
make defconfig
make download -j8
find dl -size -1024c -exec ls -l {} \;
make -j$(nproc) || make -j1 || make -j1 V=s
如果需要重新配置
rm -rf ./tmp && rm -rf .config # 清除临时文件和编译配置文件
make menuconfig
make download -j8
find dl -size -1024c -exec ls -l {} \;
make -j$(nproc) || make -j1 || make -j1 V=s
Arm平台安装OpenWrt:
相比X86平台,arm架构的设备兼容性不高,不能随便找一个包就能安装。以下是一般步骤:
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首先得知道你的设备的CPU,比如ipq40XX系列,然后在对应的仓库查看并下载包体。
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当然也可以在这里直接下载相关型号对应的固件,其中 Sysupgrade 映像是用来更新现有运行 OpenWrt 的设备,使用 Factory 映像在首次刷机时刷入。
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随后开启Telnet或者SSH或者TTL串口连接到路由器,将对应的Uboot刷入,如果没有适配的包就无法刷openwrt。
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通过Uboot的网络界面刷入Factory包,随后就可以在后台(如192.168.1.1)进入openwrt的管理界面。
在ubuntu上单独编译openwrt的ipk包
这里以ubuntu环境为例,我们假设你有一台虚拟机或者WSL。
注意编译不能使用Root用户!
随后安装编译依赖的各个包:
sudo apt install python3-distutils-extra git gawk libncurses-dev build-essential binutils bzip2 diff find flex gawk gcc-6+ getopt grep install libc-dev libz-dev make4.1+ perl python3.7+ rsync subversion unzip which
sudo apt install -y build-essential python3-dev python3-setuptools swig \
libmesa-dev libwayland-dev libgraphene-dev \
gawk wget git-core diffstat unzip texinfo gcc-multilib \
libncurses5-dev libncursesw5-dev zlib1g-dev \
libssl-dev flex bison gperf libxml-parser-perl \
python-is-python3 python3-pip gettext
sudo apt install -y swig
sudo apt install -y mesa-common-dev libwayland-dev libgraphene-1.0-dev
随后下载我们刷入openwrt的对应的SDK包,如
git clone https://github.com/immortalwrt/immortalwrt.git
下载和安装仓库信息
./scripts/feeds update -a
./scripts/feeds install -a
下载并选中我们需要编译的包,这里以inyn为例:
git clone https://github.com/diredocks/openwrt-inyn.git ./package/inyn
make menuconfig
在 menuconfig
的命令行界面中,选中 Network -> inyn
将其首部调整为 <M>
表示按需编译,最后选中 Save -> OK -> Exit
保存配置信息,然后 Exit
退出配置。
编译 inyn 软件包
make package/inyn/compile V=s
## 如果不行则需要先编译工具链,即为 make j=4 ,j为CPU核数
常用命令:
# 更新软件列表
opkg update
# 更新所有 LUCI 插件
opkg list-upgradable | grep luci- | cut -f 1 -d ' ' | xargs opkg upgrade
# 如果要更新所有软件,包括 OpenWRT 内核、固件等
opkg list-upgradable | cut -f 1 -d ' ' | xargs opkg upgrade
新版本的openwrt(24.10)已经改用APK包管理器。
最终实现目标
- 1.IPv6 分配到每个设备;
- 2.NAT类型为NAT1(全锥形);
- 3.可控的流量记录与IP控制/QOS;
- 4.可靠的硬件加速;
- 5.多线多播/宽带提速;
- 6.PPPoE拨号,替代一部分光猫功能;
- 7.智能DNS配置与去广告;
- 8.VPN配置回家;
- 9.实现透明代理。
剩余专业路由功能可以由ROS替代,服务则跑在NAS系统上,避免ALL in Boom!