配置树莓派Pi3为WiFi路由器

1 树莓派的系统安装

　　树莓派系统安装过程如下：
　　(1)下载官方新版Raspbian系统（https://www.raspberrypi.org/downloads ），解压得到img格式的系统镜像；
　　(2) 　将SD卡插入电脑，使用SDFormatter软件格式化SD卡，如图20.2所示。格式化完成后，开启Win32DiskImager软件，将步骤(1)中下载的系统镜像烧录到SD卡中，如图20.3所示。“Image File”选择解压后的img系统镜像文件，“Device”选择SD卡，然后点击“Write”按钮开始烧录系统，期间出现对话框选择是。出现“Write Successful”提示框时，说明成功系统烧录成功。

图20.2 格式化SD卡

图20.3 Win32DiskImager界面

　　(3) 　将烧录好的SD卡插入树莓派，并连接键盘、鼠标，用HDMI转GVA线连接显示器和树莓派。接上电源线，开启电源。系统启动成功后直接进入系统桌面，如图20.4所示；

图20.4 树莓派的系统桌面

　　(4)　 单击左上角树莓派标志，选择“Preferences”中的Raspberry Pi Configuration。在打开的界面中单击System下的Expand Filesystem，并确定。其使刚写入SD卡中的系统能识别隐藏的SD卡空间，增大系统的存储空间，如图20.5所示。

图20.5 扩展系统存储空间

　　到目前为止，树莓派系统已安装完成。（需注意，Raspbian系统中采用apt-get install下载并安装软件，如果软件源不能用，请参考注意事项与资源。）

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2 配置无线网卡

　　第3代树莓派自带无线网卡，利用命令：ifconfig，查看系统网卡信息，如图20.6，其中wlan0即为无线网卡，下面将对该网卡进行配置。

图20.6 系统网卡信息

　　首先需要让dhcpcd不再管理wlan0，以免冲突，执行命令：sudo vim /etc/dhcpcd.conf，在文件开头增加：denyinterfaces wlan0。
　　接下来设置wlan0为静态IP，在终端中执行命令：sudo nano /etc/network/interfaces，打开网络配置文件，将wlan0相关的内容修改如下：

allow-hotplug wlan0#iface wlan0 inet manual#wpa-conf /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.confiface wlan0 inet staticaddress 192.168.100.1netmask 255.255.255.0network 192.168.100.0broadcast 192.168.100.255

　　最后，重启dhcpcd服务和无线网卡wlan0，分别执行以下命令后通过ifconfig就可以看到wlan0的IP已经设置好了。

sudo service dhcpcd restartsudo ifdown wlan0sudo ifup wlan0

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3 安装与配置hostapd

　　正确配置了无线网卡后，接下来安装hostapd。在终端中执行命令：sudo apt-get install hostapd，就可启动安装，安装期间会提示是否继续，输入“Y”并按回车继续安装。安装过程如图20.7所示。

图20.7 hostapd安装界面

　　安装完hostapd后，接下来需对其进行配置。打开终端并执行命令：sudo nano /etc/hostapd/hostapd.conf，新建hostapd的配置文件，添加如下内容：

interface=wlan0driver=nl80211ssid=RaspberryPihw_mode=gchannel=6ieee80211n=1wmm_enabled=1ht_capab=[HT40][SHORT-GI-20][DSSS_CCK-40]macaddr_acl=0auth_algs=1ignore_broadcast_ssid=0wpa=2wpa_key_mgmt=WPA-PSKwpa_passphrase=raspberrywifirsn_pairwise=CCMP

　　其中，interface=wlan0，指定网卡名称为wlan0；driver=nl80211，指使用nl80211驱动；ssid=RaspberryPi为热点名称，可根据实际情况修改；hw_mode=g，指网卡工作在802.11G模式；channel=6，指无线网卡选用6信道；wpa_passphrase=raspberrywifi为热点密码（8位以上），可根据实际情况修改。正确修改后，按下“Ctrl+X”关闭文件，输入”Y”并按回车键保存。最后输入命令sudo /usr/sbin/hostapd /etc/hostapd/hostapd.conf测试配置是否正确。若配置无误，则可搜索到配置的无线路由器信号(Ctrl+C退出测试)。
　　上述测试无问题后，修改hostapd的配置文件路径：输入sudo nano /etc/default/hostapd进入hostapd默认配置文件后找到#DAEMON_CONF= “”，去掉注释符号“#”并作如下修改：DAEMON_CONF= “/etc/hostapd/hostapd.conf”，最后退出并保存，如图20.8所示。

图20.8 修改hostapd配置文件

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4 安装与配置dnsmasq

　　接来下，将DNS服务架设在树莓派上。常用DNS查询将会缓存到树莓派上，能起到DNS查询加速、提升上网体验的作用。
　　首先，安装dnsmasq。打开终端，执行sudo apt-get install dnsmasq，进行安装并完成。
　　其次，配置dnsmasq。打开终端，执行sudo nano /etc/dnsmasq.conf，打开dnsmasq的配置文件，在其中添加以下内容：

interface=wlan0listen-address=192.168.100.1bind-interfaces server=114.114.114.114domain-neededbogus-privdhcp-range=192.168.100.50,192.168.100.150,12h

　　添加后的文件内容如图20.9所示。

图20.9 修改dnsmasq配置文件

　　其中，server为上级DNS服务器地址，即本地缓存未找到的域名将会发送给上级DNS服务器，然后本地再缓存结果；cache-size为缓存大小。正确修改后，Ctrl+X关闭文件，输入”Y”并按回车键保存。
　　完成上述配置后，紧接着需开启NAT功能。正式配置NAT功能前，需开启系统的IP转发功能，打开终端，执行命令：sudo nano /etc/sysctl.conf进入配置文件，如图20.10所示，去掉net.ipvip_forward=1前面的“#”号，开启IP转发功能。

图20.10 开启ipv4转发功能

　　开启IP转发功能后，紧接着配置iptables防火墙，打开终端，依次执行下列命令：

sudo iptables -t nat -A POSTROUTING -o eth0 -j MASQUERADEsudo iptables -A FORWARD -i eth0 -o wlan0 -m state --state RELATED, ESTABLISHED -j ACCEPTsudo iptables -A FORWARD -i wlan0 -o eth0 -j ACCEPT

　　至此，NAT功能已启动。执行以下命令，以保存iptables配置：

sudo sh -c "iptables-save > /etc/iptables.ipv4.nat"

　　然后需要将上述iptables的配置设置为开机自动加载，执行命令：sudo nano /etc/rc.local，进入文件后在exit 0上方添加内容：iptables-restore < /etc/iptables.ipvnat，修改后的文件如图20.11所示。

图20.11 设置iptables配置开机自动加载

　　最后，分别执行以下命令，启动hostapd和dnsmasq服务：

sudo service hostapd startsudo service dnsmasq start

　　至此，基于树莓派的无线AP已配置完成，执行命令：sudo reboot，重启树莓派，待重启完成后，便会出现一个可用的无线AP，其中AP名和密码都是在文件/etc/hostapd/hostapd.conf中所设定的。

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5 结果分析与讨论

　　连接树莓派路由器，查看无线配置信息，如图20.12。由其可知，ipv4地址为192.168.100.61，在设置的192.168.100.50-192.168.100.150之间，子网掩码和网关也与之前配置一致。

图20.12 无线配置信息

　　ping任意可以访问的网址，此处为ping www.nbu.edu.cn，结果如图20.13所示，网络已可用。

图20.13 ping命令执行结果

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6 注意事项与资源

　　Raspbian系统中采用apt-get方式下载与安装软件，而官方的软件源可能无法使用，因此需要读者修改系统的软件源，即修改文件/etc/apt/sources.list中的内容，如图20.14作者使用阿里云的软件源，读者也可自行选择其它的源。

图20.14 修改系统软件源