Software access point (简体中文)

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翻译状态：本文是 Software_access_point 的翻译。上次翻译日期：2021-01-27。如果英文版本有所更改，则您可以帮助同步翻译。

软接入点（也称为虚拟路由器或虚拟Wi-Fi）使计算机能够将其无线接口转换为Wi-Fi热点，无需使用独立无线路由器。

要求

无线网卡必须支持AP模式

无线设备必须兼容 nl80211标准，并且支持 AP 工作模式。可通过 iw list 命令来验证, 该命令输出信息的 Supported interface modes 段落中要有 AP 模式: 

$ iw list
Wiphy phy1
...
	Supported interface modes:
		 * IBSS
		 * managed
		 * AP
		 * AP/VLAN
		 * WDS
		 * monitor
		 * mesh point
...

单个Wi-Fi设备同时作为无线客户端和AP

软热点的创建和系统的网络连接方式(以太网,无线网等) 是独立的。许多无线设备甚至支持并存操作，即同时作为热点和无线“客户端“使用。通过这个功能可以为当前连接网络创建一个热点，就像“无线中继器”一样。iw list 命令的输出中会显示设备是否支持并行操作： 

$ iw list
Wiphy phy1
...
        valid interface combinations:
                 * #{ managed } <= 2048, #{ AP, mesh point } <= 8, #{ P2P-client, P2P-GO } <= 1,
                   total <= 2048, #channels <= 1, STA/AP BI must match
...

约束#channels <= 1说明创建的热点必须和无线客户端连接处于同一信道。参见下文 hostapd.conf 示例中 channel 的设置。

如果有线连接不可用, 使用这个功能时需要分别创建两个“虚拟网络接口（virtual interface）”。可以通过如下方式为wlan0 创建负责网络连接的 wlan0_sta 和负责热点的 wlan0_ap。两个虚拟网卡具有不同的MAC地址。 

# iw dev wlan0 interface add wlan0_sta type managed addr 12:34:56:78:ab:cd  
# iw dev wlan0 interface add wlan0_ap  type managed addr 12:34:56:78:ab:ce

可以用 macchanger 创建随机 MAC 地址。

配置

接入点的设置包含两个主要部分:

  • 设置Wi-Fi链路层，这样无线客户端可以与电脑的“软件接入点”建立连接，从而同电脑进行通信。
  • 配置电脑上的网络, 使电脑可以在 Internet 和无线客户端之间有效地转发IP包。

无线链路层

我们使用支持WPA2的hostapd建立Wi-Fi链路。

按实际需要调整hostapd配置文件中的内容。尤其是修改ssid和wpa_passphrase。详情请参考 hostapd Linux 手册. 

/etc/hostapd/hostapd.conf
interface=wlan0_ap
bridge=br0

# 要在 IEEE 802.11 管理框架中使用的 SSID（即热点名）
ssid=YourWiFiName
# 驱动接口类型（hostap/wired/none/nl80211/bsd）
driver=nl80211
# 国家或地区代码（ISO/IEC 3166-1）
country_code=US

# 工作模式 (a = IEEE 802.11a (5 GHz), b = IEEE 802.11b (2.4 GHz)
hw_mode=g
# 使用信道
channel=7
# 允许最大连接数
max_num_sta=5

# Bit 字段：bit0 = WPA, bit1 = WPA2
wpa=2
# Bit 字段：1=wpa, 2=wep, 3=both
auth_algs=1

# 加密协议；禁用不安全的 TKIP
wpa_pairwise=CCMP
# 加密算法
wpa_key_mgmt=WPA-PSK
wpa_passphrase=Somepassphrase

# hostapd日志设置
logger_stdout=-1
logger_stdout_level=2

# 802.11n设备请取消注释并修改以下部分
## 启用802.11n支持
#ieee80211n=1
## QoS 支持
#wmm_enabled=1
## 请使用“iw list”查看设备信息并相应地修改 ht_capab
#ht_capab=[HT40+][SHORT-GI-40][TX-STBC][RX-STBC1][DSSS_CCK-40]
提示： 使用UTF-8字符的SSID可以正常显示国际化的字符。配置文件中设置utf8_ssid=1可以启用这个功能。但是一些客户端可能无法正确识别编码（例如wpa_supplicant和windows 7）。

启动 hostapd 前，请确认无线网络接口已经正确启动（bring up），否则 hostapd 会启动失败，并显示错误信息：“无法配置驱动程序模式”（英文提示为“could not configure driver mode”）。

如果需要自动启动hostapd，Enable hostapd.service.

警告： 不同地区允许作为接入点的无线信道是不同的。由于无线设备的固件设计，你应当设置正确的地区来使用合法的信道。 不要选择非本地区域，这可能会非法扰乱网络通讯, 在信号覆盖范围内影响你和他人设备的无线功能！区域信道参见Wireless network configuration#Respecting the regulatory domain.
注意： 如果你有一个基于RTL8192CU芯片组的网卡, 请从AUR中安装hostapd-rtl871xdrvAUR并在hostapd.conf 文件中将driver=nl80211 替换为 driver=rtl871xdrv。

网络配置

有两种基本的实现方法：

  1. 网桥: 在电脑上搭一个网桥，无线客户端就可以像电脑一样访问同一个网络接口和同一个子网。
  2. NAT: 通过 IP 转发/伪装和 DHCP 服务，无线客户端会专门使用一个子网, 数据进出这个子网是被网络地址转换的(NAT-ted) —— 就像是连接在你数字用户回路(DSL)或铜轴线(Cabel)调制解调器上的一个普通的无线路由器一样。

使用网桥方式会更加简单, 但它要求无线客户端所需要的任何服务（例如 DHCP）在你电脑的外部接口上是可用的。因此如果你使用拨号连接（如,通过PPPoE或3G调制解调器）或你在使用铜轴线调制解调器，它会通过DHCP提供一个固定的IP地址, 在这种状态下桥接将不能正常工作。

使用NAT方式会更加灵活, NAT把Wi-Fi客户端和你的电脑清晰地分离开来并且对外界完全透明。 对于任何种类的网络连接它都适用，而且（如果必要的话）你可以使用iptables的方式来控制进出策略。

当然，将两者结合物也是可能的，比方说：某个拥有一个静态IP的网桥既包含以太网设备又有无线设备，同时提供DHCP服务，又能够配置NAT将数据转发到另外一个连接了 WAN 的网络设备。

网桥设置

创建一个网桥并把网络接口 (如 eth0) 加入其中 。不要将无线网络接口（如wlan0）添加到网桥；hostapd 会自行添加无线设备。 详情请参阅 Network bridge。

提示： 如果已经有网桥（例如，虚拟机使用的）则可以复用使用该网桥。

NAT设置

详细内容请参考Internet sharing，在其中连接 LAN 的设备是 net0。这里我们通常指的是无线设备，比如说 wlan0。

工具

linux-wifi-hotspot

linux-wifi-hotspotAUR软件包中的脚本可以创建桥接或NAT方式的接入点。它综合使用hostapd，dnsmasq和iptables使得接入点运作良好。该软件可以通过命令行或图形界面使用。创建一个简单的NAT方式的接入点可以执行： 

# create_ap wlan0 eth0 MyAccessPoint MyPassPhrase

或者可以根据需求修改/etc/create_ap.conf配置文件，并指定使用该配置。 

# create_ap --config /etc/create_ap.conf

或者使用图形界面，运行： 

# wihotspot

enable并start create_ap.service会使用/etc/create_ap.conf中指定的配置在启动时运行脚本。 详细信息，参见linux-wifi-hotspot的GitHub页面。

注意： 在桥接模式下，“create_ap” 可能在启动时与当前网络配置冲突。在这种情况下，请勿配置以太网接口的IP地址，也不要配置DHCP和statip IP，以便于绑定到网桥。

RADIUS

可以参阅 这篇博客 的说明来运行WPA2企业级加密的 FreeRADIUS 服务。

常见问题与解答

无线局域网很慢

一般情况下可以尝试以下情况：

  • hw_mode中配置的工作模式不合理会限制路由性能。检查并设置一个更合适的工作模式。
  • 设置的channel拥挤或信号噪声较强也会影响无线网络质量，尤其是在人口稠密区域。尝试切换到其他频道或者使用其他频率。
  • 低熵值也会造成性能下降。考虑安装 haveged 试试。

受到NetworkManager干扰

如果网络设备被NetworkManager管理，hostapd可能无法正常工作。 可通过MAC屏蔽设备: 

/etc/NetworkManager/NetworkManager.conf
[keyfile]
unmanaged-devices=mac:<hwaddr>

或通过接口名称屏蔽： 

/etc/NetworkManager/NetworkManager.conf
[keyfile]
unmanaged-devices=interface-name:<ifname>

无法在 5Ghz 频段启用热点模式

对某些国家码，例如 00（全球），所有 5Ghz 中可使用的频段都被设置了 no-ir (no-initiating-radiation) 标记，hostapd 无法使用它们。需要安装 crda，并设置国家码，使 hostapd 可以使用你的国家所允许的频段。

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