Access Point na Raspberry Pi

Punkt dostępowy (z ang. Access Point) pozwala na uruchomienie na urządzeniu wyposażonym w kartę bezprzewodową takich usług jak hotspot czy serwer plików/drukarek z wykorzystaniem WiFi lub na połączenie bezprzewodowe dwóch komputerów. W poniższym artykule pokazane jest jak uruchomić AP na Raspberry Pi z użyciem popularnej karty sieciowej USB TP-Link TL-WN722N.

Poniższą konfigurację można równie dobrze zastosować na zwykłym komputerze z systemem Debian, Ubuntu lub Red Hat, Fedora czy CentOS.

Sprzęt

Do testów wykorzystałem kartę sieciową TP-Link TL-WN722N na USB, która może pracować w trybie Master (Access Point). Zawiera ona w sobie chipset Atheros dzięki czemu nie będziemy mieć problemów ze sterownikami. W Raspbianie wykorzystujemy do tego sterownik ath9k. Jest to wolny sterownik, który został stworzony po tym jak zamknięto projekt MadWifi.

Po włożeniu do portu USB, karta zostaje poprawnie wykryta (Bus 001 Device 107: ID 0cf3:9271 Atheros Communications, Inc. AR9271 802.11n i jest gotowa do pracy.

root@raspberrypi:~# iwconfig
lo        no wireless extensions.

wlan0     IEEE 802.11bgn  ESSID:off/any
          Mode:Managed  Access Point: Not-Associated   Tx-Power=20 dBm
          Retry  long limit:7   RTS thr:off   Fragment thr:off
          Encryption key:off
          Power Management:off

eth0      no wireless extensions.

Ręczna próba włączenia trybu Master kończy się błędem, ale nie należy się tym przejmować.

root@raspberrypi:~# iwconfig wlan0 mode master
Error for wireless request "Set Mode" (8B06) :
    SET failed on device wlan0 ; Invalid argument.

Konfiguracja

Na samym początku musimy zainstalować odpowiednie oprogramowanie, które pozwoli nam na stworzenie sieci WiFi. Posłuży nam do tego hostapd oraz dnsmasq. Instalujemy wymagane pakiety:

apt-get install hostapd dnsmasq

Konfiguracja hostapd

Zaczynamy od edycji pliku /etc/hostapd/hostapd.conf. Otwieramy go ulubionym edytorem tekstu i dopisujemy w nim zawartość:

# Tutaj podajemy interfejs naszej karty WiFi
interface=wlan0

# Sterownik (nie zmieniamy)
driver=nl80211

# SSID sieci, jej kanał oraz Operation mode (a = IEEE 802.11a, b = IEEE 802.11b, g = IEEE 802.11g)
ssid=OSWorld
channel=7
hw_mode=g

# 0 = Open System Authentication
# 1 = Shared Key Authentication
auth_algs=1

# Ustawienia szyfrowania sieci
wpa=3
wpa_passphrase=OSWorld123
wpa_key_mgmt=WPA-PSK
wpa_pairwise=TKIP CCMP
rsn_pairwise=CCMP

# 0 = accept unless in deny list
# 1 = deny unless in accept list
# 2 = use external RADIUS server (accept/deny lists are searched first)
macaddr_acl=0

# 0 - rozgłaszanie SSID
# 1 - ukrysie SSID
ignore_broadcast_ssid=0

Konfiguracja dnsmasq

Program dnsmasq zawiera w sobie serwer DHCP oraz DNS. Ma on bardzo małe wymagania systemowe dzięki czemu idealnie nadaje się do uruchomienia na routerze czy Raspberry Pi. Konfiguracja zapisana jest w pliku: /etc/dnsmasq.conf.

W pliku tym edytujemy dwie linie (interface oraz dhcp-range) i ustawiamy na odpowiadające nam wartości:

interface=wlan0
dhcp-range=192.168.1.2,192.168.1.50,12h

Konfiguracja iptables

Musimy również skonfigurować firewalla systemowego, aby przekazywał ruch z karty WiFi do Internetu. Dla przykładu możemy stworzyć plik /etc/init.d/firewall o zawartości:

#!/bin/bash

echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward

iptables -F
iptables -X
iptables -t nat -X
iptables -t nat -F

iptables -P INPUT ACCEPT
iptables -P FORWARD ACCEPT
iptables -P OUTPUT ACCEPT
iptables -A INPUT -i lo -j ACCEPT
iptables -A FORWARD -o lo -j ACCEPT

iptables -t nat -A POSTROUTING -s 192.168.0.0/24 -j MASQUERADE
iptables -t nat -A POSTROUTING -s 192.168.1.0/24 -j MASQUERADE

iptables-save

Możemy również ip4_forward ustawić w pliku /etc/sysctl.conf:

# Uncomment the next line to enable packet forwarding for IPv4
net.ipv4.ip_forward=1

a następnie wydać polecenie sysctl -p /etc/sysctl.conf.

Uruchamiamy Access Pointa

Na samym początku musimy dodać adres IP dla karty wlan0. Wydajemy polecenie:

ifconfig wlan0 192.168.1.1 netmask 255.255.255.0

Aby adres IP był nadawany automatycznie należy do pliku /etc/network/interfaces dopisać lub zmodyfikować ustawienia interfejsu wlan0.

allow-hotplug wlan0
auto wlan0
iface wlan0 inet static
        address 192.168.1.1
        broadcast 192.168.1.255

Restartujemy dnsmasq, aby zaczytał nową konfigurację (/etc/init.d/dnsmasq restart) i uruchamiamy hostapd (hostapd -d /etc/hostapd/hostapd.conf). Na konsoli powinniśmy zobaczyć: (pełen listing)

root@raspberrypi:~# hostapd -d /etc/hostapd/hostapd.conf
[...]
Using interface wlan0 with hwaddr b0:48:7a:93:c7:81 and ssid 'OSWorld'
Deriving WPA PSK based on passphrase
SSID - hexdump_ascii(len=7):
     4f 53 57 6f 72 6c 64                              OSWorld
PSK (ASCII passphrase) - hexdump_ascii(len=10): [REMOVED]
PSK (from passphrase) - hexdump(len=32): [REMOVED]
random: Got 20/20 bytes from /dev/random
GMK - hexdump(len=32): [REMOVED]
Key Counter - hexdump(len=32): [REMOVED]
WPA: Delay group state machine start until Beacon frames have been configured
VLAN: vlan_set_name_type(name_type=2)
nl80211: Set beacon (beacon_set=0)
[...]
RTM_NEWLINK, IFLA_IFNAME: Interface 'wlan0' added
nl80211: if_removed already cleared - ignore event
VLAN: vlan_newlink(wlan0)

Jak można zauważyć, karta przełączyła się w tryb Master a sieć WiFi jest dostępna dla użytkowników.

root@raspberrypi:~# iwconfig wlan0
wlan0     IEEE 802.11bgn  Mode:Master  Frequency:2.442 GHz  Tx-Power=20 dBm
          Retry  long limit:7   RTS thr:off   Fragment thr:off
          Power Management:off

Pozostaje nam uruchomienie, skryptu który skonfiguruje nam firewalla i udostępni Internet klientom na WiFi. Wydajemy polecenia:

root@raspberrypi:~# chmod +x /etc/init.d/firewall
root@raspberrypi:~# /etc/init.d/firewall

Adresy IP przydzielone przez dnsmasq możemy podejrzeć w pliku:

root@raspberrypi:~# cat /var/lib/misc/dnsmasq.leases
1349726714 68:5d:43:21:05:6b 192.168.1.40 Callisto-7520 01:68:5d:43:21:05:6b
1349718894 4c:80:93:02:bc:14 192.168.1.9 Vostro 01:4c:80:93:02:bc:14
1349719268 4c:80:93:02:63:81 192.168.1.20 Asgard 01:4c:80:93:02:63:81

Teraz możemy uruchomić tylko naszą wyobraźnię i wykorzystać Raspberry Pi do pracy jako domowy router z funkcją WiFi.