当Linux遇上802.11b ——WLAN AP替代方案测试

编辑: 来源: 日期:2008-02-04 我要投稿 家园

　　刘超
　　----当802.11b无线网应用越来越广泛，和传统以太网络的连接和融合就成了大家所关心的话题。而在与有线以太网络互联的过程中，扮演重要角色的就是Access Point（AP）。普通的AP工作在HostAP模式，作为一个以太网桥接器使用（见图1）。和传统的有线以太网桥接器不同的是，AP会将有线端和无线端的报文进行相互转发，同时也能够连接多个无线节点。用户所能感觉到的就是比有线以太网稍微大一些的延迟，而以前在有线以太网络上的所有应用也可以原封不动地保留下来。
　　　

　　图1 无线网络于有线网络连接
　　系统配置
　　
　　----在WLAN中，AP所完成的最重要的3个功能就是：和无线节点通讯、桥接所有的无线节点、桥接无线网络和有线网络。因此要构建一个完整的WLAN，实现无线网络和有线网络的连接和融合，AP是必不可少的，而在WLAN设备中，AP的价格无疑是比较高的。
　　
　　----那么我们除了AP以外，还有没有其他方式可以实现AP的功能，取代AP呢？那就是开放源代码社区了。事实上，开放源代码社区很早就开始关注无线通讯这一领域，不管是在对网络功能的支持，还是硬件设备驱动的发展，都已经进入了实用阶段，其中发展特别迅速的操作系统——GNU/Linux，就提供了包括对以太网桥接在内的很多强大的网络功能。这样一来，也就给我们自己动手搭建一个系统实现AP的基本功能创造了条件。
　　
　　----其实，现在市面上出售的802.11b产品，不管是网卡还是AP，芯片厂商大都使用相同的核心无线芯片组，只是AP在此基础上还增加了一些嵌入式微控制系统，让整个芯片组工作在普通的Station模式或HostAP模式，通过在相同的芯片组上提供不同的固件实现不同的功能，基于Prism2 802.11b（带有HFA3841/HFA3841 MAC处理器）芯片组的解决方案就是非常典型的例子。
　　
　　----不过现在能够在GNU/Linux下顺利工作的HostAP模式驱动还很少，而Prism2正是最佳的选择，因为通过直接对Prism2的寄存器进行操作，可以在不对固件进行任何操作的情况下就进入HostAP模式。而且可以和原来作为网关/出口的GNU/Linux系统集成到一起，非常方便地进行管理。
　　
　　----要搭建一个Linux AP，我们需要哪些东西呢？
　　
　　
　　一、硬件部分
　　
　　一台能够运行GNU/Linux的计算机（笔记本电脑或台式机）。如果只是用来做AP，一些闲置已久的老Pentium台式电脑就可以满足需求。
　　一个以太网适配器用来连接有线网络。多数常见的以太网网卡能在GNU/Linux下工作得很好。
　　一个基于Prism2芯片组的PCI/PCMCIA的无线网卡。（经过我们确认能够在Prism2 HostAP模式下工作得很好的适配器型号有Compaq WL100/WL200、D-Link DWL-650、Linksys WPC11和Samsung SWL2000 N/P）。
　　----我们选用的测试平台的硬件配置见表1。
　　　

　　二、软件部分
　　
　　一个能够正常运行的的2.4.x核心的Linux系统，glibc应该在2.2版本以上。
　　GNU C/C++编译器 gcc 2.95以上，对应的开发工具。
　　PCMCIA-CS卡驱动服务 3.1.33（PCMCIA接口的适配器才用得到）。
　　Prism2 HostAP模式驱动 2002-04-05。
　　linux kernel source源码。
　　桥接工具bridge-utils 和能同时使用桥接和Iptables的补丁。
　　----我们选用的测试平台的软件系统见表2。
　　
　　系统搭建及测试
　　
　　----在准备好所有软硬件设备后，我们就开始搭建系统了。
　　
　　第一步：准备系统核心
　　
　　----由于标准发行的GNU/Linux内核源码中，桥接功能和netfiliter是不能一起正常工作的。因此为了要在其同一台计算机上同时运行桥接功能和IPtables，需要对核心源码进行修补，相关补丁可以从http://bridge.sourceforge.net 上下载。
　　
　　首先我们用make config来配置GNU/Linux核心的源码。在配置核心的时候，我们用PCMCIA CardServic的方式来驱动PCMCIA，同时添加有线以太网卡等其他设备的驱动和文件系统模块。
　　
　　----配置完成后，用Make dep;make bzImage来产生核心的二进制镜像。同时用make modules;make modules_install来产生和安装核心模块，至此系统内核已经基本准备就绪。
　　
　　第二步：安装Prism2的HostAP驱动程序
　　
　　----在同一个目录内解开PCMCIA-CS 3.1.33和Prism2 HostAP的驱动程序包，并将Prism2驱动程序目录下的drivers中所有文件复制到PCMCIA-CS的目录中。这样会在PCMCIA-CS中多出一个Prism.mk，且会在编译PCMCIA-CS的时候一同编译Prism2的驱动程序。
　　
　　----然后，我们需要在PCMCIA-CS的目录中用make config进行配置，选择从核心源码读取配置，其他都用默认选项即可。接下来我们用Make all：make install来编译/安装PCMCIA-CS模块。
　　
　　----随后用第一步中编译好的核心镜像启动系统。lilo的用户应该先把/usr/src/linux/arch/i386/boot/bzImage复制到lilo能读取的地方（前1024个柱面的位置），并在你的lilo配置文件中加入对应的配置命令行，看起来像是这样：
　　
　　----image=/boot/bzImage
　　----label=wlan_kernel
　　----root=/dev/sda1
　　----read-only
　　----然后执行lilo，重写引导纪录，启动系统。
　　
　　----在启动过程中我们可以看到，系统已经找到了PCMCIA转接设备和无线网卡。如果这个时候有无线节点在附近，而且所指定的AP essid为ANY时，就可以找到这个AP了。不过这个时候我们还只是连接到AP而已，我们还需要构建一个桥接设备，把无线和有线网络桥接到一起。
　　
　　第三步：构建桥接功能
　　
　　----解开bridge-utils.tar.gz，这时可以用ifconfig-a来查看你的所有网络接口，现在至少有3个接口：lo——本地loopback设备；eth0——第一个以太网卡；wlan0——无线网卡。你需要用ifconfig < 设备 > 0.0.0.0 来改变除了lo以外所有网络接口的工作方式，以迫使系统进入杂乱模式，可以接收所有数据包。然后执行brctl addbr br0来添加一个名字为br0的桥接设备，再用“brctl addif br0 eth0”和“brctl addif br0 wlan0”把无线端和有线端的接口分别加入到桥接里面去。接着用ifconfig br0 0.0.0.0 up让桥接设备生效。这样一个具有最基本功能的AP就能工作了，只需要稍等一会，让桥接设备学习到2个网络端的MAC地址，无线端和有线端就能互相访问了。
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