🥇Raspberry Pi + Fedora (aarch64) = Wi-Fi Hotspot (eller hallonrouter i blå hatt)

I artikeln Raspberry Pi + CentOS = Wi-Fi Hotspot (eller en hallonrouter i röd hatt) Jag berättade om hur man förvandlar "malin" till en trådlös åtkomstpunkt med hjälp av operativsystemet CentOS. Genom att bygga min hemrouter efter denna ritning tillfredsställde jag min skapande ego och kände en lugn över en kritiskt viktig del av min mysiga infrastruktur. Men känslan av ofullständighet och min inre perfektionism gav mig ingen ro: "en ofullkomlig lösning har ingen rätt att existera". Tanken på att "ideal bör och kan uppnås" övergav mig aldrig.

En dag snubblade jag över en diskussion på ett temaforum om bitdjupet på existerande operativsystem för "malin" (aarch64 vs armhfp): vilka 64-bitars OS kan egentligen installeras och fungera på Raspberry version 3++?

Min favorit CentOS för ARM-arkitekturen från "Userland" hade inte bråttom att uppgradera till den senaste versionens kärna och bli 64-bitars. Och EPEL-repositoriet, som på något sätt inkluderats utan digital signatur, var en mardröm i min oroliga sömn...

Som en anhängare av RPM-baserade distributioner blev jag överraskad över att det i diskussionerna om OS för "malin" helt hade glömts bort Fedora! Och detta trots att dess utgåva
från version 28 officiellt stödjer Raspberry Pi 3B+ i 64-bitarsformat!

I denna artikel kommer jag att berätta om hur man installerar Fedora (aarch64) till Raspberry Pi 3 Model B+ på i en extremt minimal version. Jag kommer kort att nämna de specifika egenskaperna hos Wi-Fi åtkomstpunkten som kom fram efter den praktiska användningen av min tidigare konfiguration på CentOS 7.

0. Vad som behövs

Samma sak som nämns i den tidigare artikeln:

Raspberry Pi 3 Model B+;
microSD >= 4GB (i framtiden kan man "flytta" systemet till ett 2GB lagringsmedium);
Arbetsstation med Linux och microSD-kortläsare;
Kabelanslutning mellan "malin" och arbetsstationen med Linux (i detta fall behövs ingen extra skärm eller tangentbord för konfiguration), internetåtkomst för båda enheterna;
Avancerad kompetens i Linux (veta och inte vara rädd: parted, dd och mkfs).

I likhet med en iterativ LFS-byggnation av ett eget Linux, kommer en distributionsbild av Fedora att användas, och därefter skapas ett minimalt system (utan "kompilering från källkod").

1. Installation av den ursprungliga distributionen

Koordinaterna för råsystemavbildningen på nätet:
https://…/fedora-secondary/releases/…/Spins/aarch64/images/Fedora-Minimal-…xz

Efter att han har registrerats på microSD och innan användning krävs följande:

Utöka "roten" för filsystemet (tredje partitionen, ext4)

parted /dev/mmcblk0 resizepart 3 100%
e2fsck -f /dev/mmcblk0p3; resize2fs /dev/mmcblk0p3; e2fsck -f /dev/mmcblk0p3
for i in 1 2 3; do mkdir -p /mnt/$i; mount /dev/mmcblk0p$i /mnt/$i; done

Stäng av SELinux

echo 'SELINUX=disabled' > /mnt/3/etc/selinux/config

Ta bort installationsguiden:

find /mnt/3/etc/systemd/ -iname initial-setup.service -delete

Tillåt åtkomst via ssh:

mkdir -p /mnt/3/root/.ssh
cp -fv ~/ .ssh/id_rsa.pub /mnt/3/root/.ssh/authorized_keys
sed -i 's/#PermitRootLogin.* /PermitRootLogin yes/g' /mnt/3/etc/ssh/sshd_config

Nu kan du starta "malinen" från microSD och ansluta till den via nätverket.

Kallstart tar ungefär en och en halv minut. Systemets specifikationer efter start:

rpm -qa | wc -l
444

2. Bygga ett minimalt system

Tyvärr är "den minimala distributionen" från utvecklarna långt ifrån den mest resurskrävande. Systemavbildningen kan göras ännu mindre.

För detta behöver du köra ett skript på "malinen":

#!/bin/bash

. /etc/os-release
P=$(mktemp --directory $(pwd)/$ID-$VERSION_ID.XXX)

dnf --installroot=$P --releasever=$VERSION_ID --setopt=install_weak_deps=false 
--assumeyes install  
    bcm283x-firmware 
    dnf              
    grub2-efi-aa64   
    kernel           
    openssh-server   
    shim-aa64

for f in /boot/efi/EFI/fedora/grub.cfg 
         /boot/efi/EFI/fedora/grubenv  
         /boot/efi/rpi3-u-boot.bin     
         /etc/default/grub             
         /etc/fstab
do
  cp -fv $f $P$f
done

rm  -fv $P/dev/*
rm -rfv $P/var/cache/dnf

echo "--------------------------------------------------------------------------------"
du -hs $P

Efter att skriptet har körts kommer en underkatalog skapas i den aktuella katalogen ($P) med innehållet från roten av den nya minimala versionen av operativsystemet. Du kan stänga av "malinen" och återföra microSD till Linux-arbetsstationen.

3. Installation av minimalsystemet

Installationen innebär att kopiera filerna från den minimala "avbildningen" av operativsystemet (som erhållits i föregående steg) till en särskilt förberedd microSD i motsvarande kataloger.

En 2GB kort och två partitioner på den räcker:

/boot/efi — EFI+FAT32, startpartition, 100MB;
/ (roten) — EXT4, allt återstående utrymme.

Efter att ha förberett microSD och kopierat filerna till den, behöver du:

fixa operativsystemets start;
aktivera nätverket;
konfigurera ssh-åtkomst.

Att reparera starten innebär att byta UUID för partitionerna i filer:

microSD:/boot/efi/EFI/fedora/grub.cfg
microSD:/boot/efi/EFI/fedora/grubenv

och parametern saved_entry= i den senaste filen

I filen:

microSD:/etc/fstab

kan du hitta de gamla värdena, medan de aktuella (relevanta) finns i utskriften av kommandot:

blkid | grep mmcblk | sort

Efter att ha bytt, bör du även justera innehållet i fstab på microSD så att monteringspunkterna motsvarar de nya UUID:erna för partitionerna.

Nätverksfunktionalitet vid första starten av "malinen" kan uppnås med en liten "fusk" - skapa en länk (schematiskt):

ln -s /usr/lib/systemd/system/systemd-networkd.service 
microSD:/etc/systemd/system/multi-user.target.wants

och filen:

mkdir -p microSD:/etc/systemd/network
cat > microSD:/etc/systemd/network/dhcp.network << EOF
[Match]
Name=*
[Network]
DHCP=ipv4
EOF

Efter en lyckad start - ordna upp uppstarten systemd-networkd:

systemctl disable systemd-networkd
systemctl enable systemd-networkd

Tillgång till superanvändaren via ssh konfigureras på samma sätt som punkt 1.

När allt har gjorts noggrant och utan fel, kan microSD-kortet flyttas till "malinen" och du kan börja arbeta med ett 64-bitars OS i extra minimal version.

4. Den färdiga systemet

"Avbildningen" av det färdiga systemet, skapad enligt ovanstående instruktion, kan laddas ner via länken:
Fedora-Tiny-31-5.5.7-200.aarch64

Det kommer att vara ett arkiv som innehåller två filer: installationsskript och TGZ med OS-filer. Arkivet måste packas upp på en Linux-arbetsstation, sätt in microSD (2GB-kort räcker) och kör skriptet med parametern – enhetsnamnet:

.\install \/dev\/mmcblk0

Var försiktig!
Utan några varningar kommer enheten att formateras och operativsystemet installeras på den.

Efter att skriptet har körts utan fel kan kortet flyttas till "malinen" och användas: få IP via dhcp, lösenord – "1".

Systemet är rensat från alla ID och nycklar, vilket gör varje ny installation unik.

Jag säger det igen, systemet – minimalistiskt! Så tveka inte: DNF finns tillgängligt, för att det ska fungera måste vi "hitta" rätt /etc/resolv.conf.

Kallstart av "malinen" tar omkring 40 sekunder. Teknikspecifikationer för systemet efter laddning:

rpm -qa | wc -l
191

5. Wi-Fi

Jag ska stanna upp lite vid funktionerna för implementationen av Wi-Fi hotspot. För specifikationer kan du hänvisa till min tidigare artikeln.

EPEL behövs inte längre – alla paket finns i de officiella arkiven.

Det skulle nog ha varit bättre att avstå från dnsmasq, eftersom Fedora, till skillnad från CentOS, har en tillräckligt modern systemd-networkd, där det finns normala inbyggda DHCP\/DNS-servrar. Men faktum är att RHEL8:s utvecklare har avböjt stöd för nätverksstacken med något annat än NM, vilket inte inger förtroende för projektets ljusa framtid (skurkar). Kort sagt, jag har inte testat.

Sedan kan aktuella drivrutiner för den inbyggda Wi-Fi-adaptern inte "stjälas" från Raspbian-distributionen, utan laddas direkt från github.

Så här ser filerna för Broadcom:s firmware ut på min "malin":

ls \/usr\/lib\/firmware\/brcm | grep 43455

 [612775] brcmfmac43455-sdio.bin
  [14828] brcmfmac43455-sdio.clm_blob
[symlink] brcmfmac43455-sdio.raspberrypi,3-model-b-plus.txt -> brcmfmac43455-sdio.txt
   [2099] brcmfmac43455-sdio.txt

Utan dem fungerar det inte med 5GHz\/AC.

Angående antalet och namnen på gränssnitten. Nu rekommenderar jag starkt att man utan särskilt behov inte använder "tjänster" från mjukvaruswitchar (bridge), som lägger en betydande belastning på nätverksstacken och hämmar rutingen. Om flera trådlösa adaptrar inte planeras att användas bör endast fysiska gränssnitt användas. Jag har två Wi-Fi, så jag kopplar bara ihop dem i en programvarubro (även om det går att klara sig utan detta genom att se på inställningen av hostapd).

Och jag älskar att döpa om gränssnitten.

För detta i Fedora behöver du skapa en symbolisk länk:

/etc/systemd/network/99-default.link -> /dev/null

och då kan man ge meningsfulla namn utan att gräva i udev, utan endast med hjälp av systemd-networkd.

Så här, till exempel, namnges nätverksadaptrarna i min router:

1: lo:  mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default qlen 1000

2: wan:  mtu 1500 qdisc fq_codel state UP group default qlen 1000

3: lan:  mtu 1500 qdisc noqueue state UP group default qlen 1000

4: int:  mtu 1500 qdisc fq_codel master lan state UP group default qlen 1000

5: ext:  mtu 1500 qdisc mq master lan state UP group default qlen 1000

int — inbyggd, ext — extern (USB) Wi-Fi-adaptrar, sammanfogade i en "bro" lan;
wan — Ethernet-adapter, som Internet är kopplat till.

Lägg märke till? fq_codel — är faktiskt en fantastisk sak. Tillsammans med ett nytt Linux-kärna gör de underverk i det trådlösa spektrumet: intensiv "torrent-nedladdning" leder inte till plötslig nedgradering av hastigheten för grannarna. Även det "trådlösa" hem-IP-TV:t klipper inte eller hackar när kanalen är belastad!

Tjänstefilen för demon har genomgått små förändringar hostapd.

Det ser nu ut så här (med inbyggd adapter som exempel):

[Unit]
Description=Hostapd IEEE 802.11 AP, IEEE 802.1X/WPA/WPA2/EAP/RADIUS Autentiserare
After=network.target
BindsTo=sys-subsystem-net-devices-int.device

[Service]
Type=forking
PIDFile=/run/hostapd-int.pid
#ExecStartPre=/usr/sbin/iw dev int set power_save off
ExecStart=/usr/sbin/hostapd /path/to/hostapd-int.conf -P /run/hostapd-int.pid -B

[Install]
RequiredBy=sys-subsystem-net-devices-int.device

Och den "magiska" hostapd-int.conf för arbete i 5GHz/AC:

ssid=rpi
wpa_passphrase=FedoRullezZ

# 5180 MHz  [36] (20.0 dBm)
# 5200 MHz  [40] (20.0 dBm)
# 5220 MHz  [44] (20.0 dBm)
# 5240 MHz  [48] (20.0 dBm)
# 5745 MHz [149] (20.0 dBm)
# 5765 MHz [153] (20.0 dBm)
# 5785 MHz [157] (20.0 dBm)
# 5805 MHz [161] (20.0 dBm)
# 5825 MHz [165] (20.0 dBm)

channel=36
#channel=149

# channel+6
# http://blog.fraggod.net/2017/04/27/wifi-hostapd-configuration-for-80211ac-networks.html

vht_oper_centr_freq_seg0_idx=42
#vht_oper_centr_freq_seg0_idx=155

country_code=US

interface=int
bridge=lan

driver=nl80211

auth_algs=1
wpa=2
wpa_key_mgmt=WPA-PSK
rsn_pairwise=CCMP

macaddr_acl=0

hw_mode=a
wmm_enabled=1

# N
ieee80211n=1
require_ht=1
ht_capab=[HT40+][SHORT-GI-40][SHORT-GI-20]

# AC
ieee80211ac=1
ieee80211d=0
ieee80211h=0
vht_oper_chwidth=1
require_vht=1
vht_capab=[SHORT-GI-80]

Lite "Photoshop", gjort med min "Ericsson A1018s":

(internetanslutning – 100 Mbit/s)
Och avslutningsvis en liten FAQ.

6. FAQ

6.1 Varför bygga en Wi-Fi-router på Raspberry?

Man skulle kunna svara enkelt med "det är intressant att prova och sådant".

Men egentligen, som jag ser det, är ämnet ganska allvarligt. I en tid av "blodiga" internetköp är det en rätt trist perspektiv att köpa en router i affären och bli fången av dess tillverkare. Många förstår redan att man inte kan sitta med en CVE eller en inbyggd bakdörr.

Självklart kan man migrera till WRT-firmware från entusiaster. Kanske finns det mer förtroende för dem, men om man inte vill vara beroende av dem heller, då är det bara - egen produkt. Idealiskt sett – en fullständig dator för att kunna realisera allt på den. När det kommer till routing, förstås.

Därför är valet av "hallon" en rent ekonomisk strategi: en riktig dator som dessutom är billig. Även om, det kanske också har sina "tvetydigheter" inne.

6.2 Men Raspberry är inte en "router": långsam och har en Ethernet-port!

Som en hemm Wi-Fi-router är "hallonen" mer än tillfredsställande för mig. Jag har redan berättat om hastigheten "trådlöst" ovan. Och med endast en Ethernet, tja, i en liknande produkt från Apple är det på ungefär samma sätt!

Och om man ska vara seriös, skulle man självklart vilja ha fler. Trots att alla mina enheter är anslutna trådlöst, krävs det ibland en kopparanslutning. För sådana tillfällen har jag förberett en "mobil hub":

en enhet – typ sådan här

6.3 Om detta är en router, så har inget sagts om "tuning" av TCP/IP, för det är viktigt!

Förutom konfiguration av nätverksstacken (tcp_fastopen, YeAH osv.), i denna och föregående artikel har andra aspekter, särskilt processen för att förbereda microSD för optimalt användande (även om installationsprogrammet försöker formatera minneskortet på ett listigt sätt), inte diskuterats. Förbättringsprocessen är oändlig, man måste bara veta när man ska stoppa.

6.4 Varför Fedora?

För att jag gillar det! Fedora är "mainstream" – systemet för nördar, för vilka denna artikel faktiskt är avsedd. Vid skrivande stund, kanske den enda OS som officiellt stöds för Raspberry i 64-bitarsversion av en stor grupp utvecklare (som jag inte kan vänta på att få) kärna 5.6).

6.5 Fungerar Bluetooth? Hur är det med video/ljud/GPIO?

Jag vet inte. Artikeln handlar om den minimala installationen av systemet och dess efterföljande användning som Wi-Fi-router.

6.6 Varför börjar alla artiklar om CentOS/Fedora/RedHat med att stänga av SELinux?

För att systemet är minimalt, det finns inte ens en brandvägg eller verktyg för att konfigurera den. Den som behöver kan installera allt som är nödvändigt.

6.7 Det går inte att använda systemet, man kan inte ändra lösenordet - det finns ingen passwd. Det går inte att pinga, det finns ingenting!

Det finns DNF. Eller denna installationsvariant är inte för dig - använd distributionen från utvecklarna.

6.8 Men var är SWAP? Jag kan inte leva utan det!

Verkligen? Tja, bra:

fallocate -l 1G /swap
chmod -v 0600 /swap
mkswap -f /swap
swapon -v /swap
grep "/swap" /etc/fstab || echo "/swap swap swap defaults 0 0" >> /etc/fstab

6.9 Jag skulle vilja ladda ner en färdig bild med en konfigurerad Wi-Fi-accesspunkt!

För att förbereda installatören "för alla" kommer det att krävas en viss mängd tid och ansträngning. Om (plötsligt!) någon verkligen tycker att detta är intressant och nödvändigt - skriv, så hittar vi på något.

Med detta avslutar jag.

Jag önskar alla säker surfning och maximal kontroll över infrastrukturen!

Källa: habr.com

Raspberry Pi + Fedora (aarch64) = Wi-Fi-hotspot (eller hallonrouter med blå hatt)