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Open wrtでwired likeなwifinwを作ってみた。
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- 2. 自己紹介 •m-masataka （水越大貴） •所属 NTTSIC • 元々分散処理 •無線LAN関係のOSSを触る • OpenWRT • Hostapd
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- 4. 動機 • 無線LANの管理は難しい 認証設定 APの管理 接続端末の制限 SSID設定 チャネル割り当て 初期設定 電波状況 ユーザ端末 利用状況 環境変化への対応 一元的に、かつ、動的に無 線周りの設定変更がしたい。
- 5. ケース１ • 電波干渉の影響で、通信できないユーザを一時的に他の アンテナへ退避させたい。 Wi-Fi APWi-Fi AP 干渉源 通信障害発生
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- 7. やりたいこと Wi-Fi コントローラ Wi-Fi APWi-FiAP アンテナ情報 端末情報 電波状況 ： ： 情報収集 •Wi-Fiコントローラから、Wi-Fiアクセスポイントのアンテナ 周りの情報収集＆設定変更ができるようにします。
- 8. やりたいこと Wi-Fi コントローラ Wi-Fi APWi-FiAP アンテナ情報 端末情報 電波状況 ： ： 情報収集 •Wi-Fiコントローラから、Wi-Fiアクセスポイントのアンテナ 周りの情報収集＆設定変更ができるようにします。 •これをOSSで作ります。
- 9. OpenWRTとは •組み込みデバイス向けのLinux Distribution • 特にルータやアクセスポイントといった機器に対して多く対応 •コンシューマ向けの無線LANルータのファームウェアを置き換えることが 可能 •特徴 • 複数のチップセットに対応 • 拡張性が高い（コンパイル作業が簡単） • ファイルサイズが軽量 ash uClibc BusyBox Lua opkg
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- 11. なぜOpenWRT？ •OpenWRT • ルータ向け •LEDE • LinuxEmbedded Development Environment • 組込みシステムのためのLinux Distr • 組込みシステムの開発環境を提供 → Buildroot を使ってmakeするだけでアプリ もkernel moduleも開発できる。
- 12. やりたいこと Wi-Fi コントローラ Wi-Fi APWi-FiAP アンテナ情報 端末情報 電波状況 ： ： 情報収集 •Wi-Fiコントローラから、Wi-Fiアクセスポイントのアンテナ 周りの情報収集＆設定変更ができるようにします。 •これをOSSで作ります。
- 13. 無線ルータ OpenWRT 無線機能の構成 Kernel Space User Space wireless driver Wirelesschipset hostapd Wireless Driverの設定、無線LANセキュリティ機能 (WPA,WPA2)の実装を行うアクセスポイントデーモン。 パケットの処理。 無線⇔有線の変換が行われる。ビーコン制御、MPDU等 のpacket aggregation rateのコントロール. mac80211 cfg80211
- 14. OpenWRTをAPIで操作 •Ubus • OpenWRTの軽量メッセンジャー ubus Other service Other service Wireless component Ubus cliHttpd-mod-ubus Wi-Fi コントローラ HTTP(S) 設定変更反映
- 15. OpenWRTをAPIで操作 •Ubus • 使い方 # ubuslist dhcp hostapd.wlan0 hostapd.wlan1 log network network.device network.interface.wan : : # ubus list -v network.interface.wan 'network.interface.wan' @44d8b6fa "up":{} "down":{} "status":{} "prepare":{} "dump":{} : : 登録されているサービスを表示 Ubusで取得&設定可能な情報を表示
- 16. OpenWRTをAPIで操作 •Ubus • 使い方 # ubuscall network.interface.wan down { “network.interface”: { “action”: “ifdown”, “interface” : “wan”}} Ubus経由での命令 ※インターフェースダウン
- 17. 全体構成 • コントローラ ⇔ubus ⇔ hostapd ⇔ Wireless Driver ⇔ チップセットの 流れで、無線物理層の情報収集・設定変更を行うことができます。 ubus wireless driver hostapd Wi-Fi コントローラ HTTP(S) HTTP(S)
- 18. 全体構成 • コントローラ ⇔ubus ⇔ hostapd ⇔ Wireless Driver ⇔ チップセットの 流れで、無線LANの情報収集・設定変更を行うことができます。 ubus wireless driver hostapd Wi-Fi コントローラ HTTP(S) HTTP(S)Versionによってはubus連携の機能が無いので 、今回はubus パッチ済のHostapdをMakeします。
- 19. 環境構築 • 足りないアプリケーションのビルド TL-WDR4300 N750 WirelessDual Band Gigabit Router Wireless : Atheros AR9340 SoC: AR9344(MIPS) RAM : 128MiB Flash size : 8192KiB
- 20. 環境構築 • 足りないアプリケーションのビルド TL-WDR4300 N750 WirelessDual Band Gigabit Router Wireless : Atheros AR9340 SoC: AR9344(MIPS) RAM : 128MiB Flash size : 8192KiB 組み込みシステムの開発 コンパイラを動かすには、メモリが足りない。 OpenWRT Buildrootを使ってクロスコンパイル
- 21. OpenWRT buildroot • Buildtoolのダウンロード https://downloads.openwrt.org/chaos_calmer/15.05.1/ar71xx/generic/ • OpenWRT上で動くほとんどのアプリケーションは上記の操作で作成 することが可能です。 • 今回は、自分でカスタマイズしたアプリケーションなど、上記操作で 入手できないものを作成します。 # ./scripts/feeds update -a # ./scripts/feeds install –a # make menuconfig # make
- 22. OpenWRT buildroot クロスコンパイル •Hostapd ver2.6の入手 • クロスコンパイルに使用するディレクトリの設定 • コンパイラを指定して、hostapdのmake • Build_toolの中にtoolchainが入っているので、その配下のコンパイラを指定 してコンパイルすることで、OpenWRT環境で動くアプリケーションが作成でき る。 # git clone git://w1.fi/srv/git/hostap.git # export STAGING_DIR=~/staging_dir/toolchain-mips_34kc_gcc-4.8- linaro_uClibc-0.9.33.2 # export CC=~/staging_dir/toolchain-mips_34kc_gcc-4.8-linaro_uClibc- 0.9.33.2/bin/mips-openwrt-linux-gcc # cd hostapd/hostapd/ # make
- 23. OpenWRT build toolクロスコンパイル • 依存ライブラリが無いと怒られる。 • 同じコンパイラを使用して、ライブラリ生成。 • 再コンパイル ループ
- 24. OpenWRT build toolクロスコンパイル • 依存ライブラリが無いと怒られる。 • 同じコンパイラを使用して、ライブラリ生成。 • 再コンパイル ループ OpenWRTでは、殆どのライブラリが予め用意されています
- 25. デモ • TP-Linkの無線LANルータをOpenWRT化 TL-WDR4300 N750 WirelessDual Band Gigabit Router Wireless : Atheros AR9340 SoC: AR9344(MIPS) RAM : 128MiB Flash size : 8192KiB
- 26. まとめ • OpenWRTを使ってコントローラブルな無線LAN環境を作りま した。 • 安い（OSS+家庭用ルータ） •機能追加が簡単（OpenWRT Buildroot) • 今後やってみたいこと • 無線LANのQoSコントロール • SDNコントローラとの連携
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