Forvandl Din Raspberry Pi til en Kraftfuld LTE-Router

Har du nogensinde forestillet dig, at en computer på størrelse med et kreditkort kunne blive hjertet i dit mobile netværk? Raspberry Pi, den lille, alsidige single-board computer, har revolutioneret den måde, vi tænker på personlig computing og hjemmeautomatisering. Fra enkle programmer til komplekse vejrstationer og smarte hjemmeenheder – mulighederne er uendelige, begrænset kun af din fantasi. I denne artikel vil vi udforske en af de mest spændende anvendelser: at omdanne din Raspberry Pi til en fuldgyldig router med mobil LTE-forbindelse ved hjælp af det kraftfulde OpenWRT-projekt.

Forståelse af OpenWRT og LTE: Grundlaget for dit mobile netværk

Før vi dykker ned i opsætningen, er det vigtigt at forstå de to nøglekomponenter, der gør dette projekt muligt: OpenWRT og LTE.

Hvad er OpenWRT?

OpenWRT er et open source-projekt baseret på Linux, designet specifikt til indlejrede enheder som routere. Det har eksisteret i mere end 15 år og har opbygget et stort og aktivt fællesskab. Selvom det kan bruges på mange måder, er dets primære formål at fungere som et avanceret operativsystem for netværksenheder. OpenWRT giver dig et fuldt skrivbart filsystem med pakkehåndtering, hvilket betyder, at du har total kontrol. Fordi det er open source, kan du inspicere og endda ændre koden, hvilket giver en uovertruffen grad af tilpasning og fleksibilitet, som du sjældent finder i kommercielle routere. Hvis du ønsker mere kontrol over dit netværk, er OpenWRT det system, du skal vælge.

Hvad er LTE?

Long-Term Evolution (LTE) er en standard for trådløs bredbåndskommunikation, der bygger på GSM/EDGE og UMTS/HSPA-teknologierne. Det er den teknologi, der typisk omtales som 4G, og den leverer hurtig mobil dataoverførsel. Et LTE-modem, som vi vil bruge i dette projekt, er en USB-enhed, der kan tilføje 3G- eller 4G (LTE) mobilforbindelse til din Raspberry Pi-computer. Dette giver din Pi mulighed for at oprette forbindelse til internettet via mobilnetværket, hvilket er ideelt for mobile routerløsninger eller som backup-internetforbindelse.

Hvorfor bygge din egen LTE-router med Raspberry Pi?

At bygge din egen router med en Raspberry Pi og et LTE-modem giver dig enestående kontrol og fleksibilitet, som standard routere sjældent kan matche:

• Fuld kontrol: Du bestemmer selv, hvilke funktioner din router skal have, og hvordan den skal fungere. Ingen skjulte begrænsninger fra producenten.
• Tilpasning: OpenWRT's pakkehåndtering giver dig adgang til et væld af software, så du kan skræddersy routeren præcis til dine behov – uanset om det er VPN, avanceret firewall eller gæstenetværk.
• Portabilitet: Din Raspberry Pi-baserede router kan være utroligt portabel, især hvis den drives af et batteri, hvilket gør den ideel til rejser, camping eller steder uden fastnetforbindelse.
• Læring: Projektet er en fantastisk måde at lære om netværk, Linux og indlejrede systemer på.

Det skal du bruge: Forudsætninger for dit projekt

For at komme i gang med at bygge din egen LTE-router, skal du bruge følgende komponenter:

• En Raspberry Pi (en nyere model anbefales for bedre ydeevne og WiFi-funktioner) med strømkabel.
• En computer, helst med Linux installeret, da det gør processen med at forberede SD-kortet lettere. Windows og macOS kan dog også bruges.
• Et microSD-kort med mindst 16 GB lagerplads.
• Et Ethernet-kabel.
• Et LTE-modem (USB-enhed). I denne guide bruges et Teltonika TRM240 som eksempel, men mange andre USB-modemmer understøttes af OpenWRT.
• Et SIM-kort med aktiv mobildataabonnement.

Trin-for-trin guide til opsætning

Nu er vi klar til at dykke ned i den praktiske del af opsætningen. Følg disse trin omhyggeligt for at få din Raspberry Pi LTE-router op at køre.

1. Installation af OpenWRT på microSD-kortet

Det første skridt er at hente og installere OpenWRT-firmwaren på dit microSD-kort. Gå til OpenWRT's officielle hjemmeside og download den seneste Raspberry Pi-kompatible udgivelse. Du vil typisk se fire billedfiler: to med ext4 og to med squashfs filsystemer. ext4-filsystemet anbefales ofte for fleksibilitet. Du kan downloade enten 'factory' eller 'sysupgrade' billedet – begge fungerer fint for en frisk installation.

Når billedfilen er downloadet, skal du udpakke den og installere den på SD-kortet. Dette gøres typisk med et værktøj som Balena Etcher. Processen kan tage lidt tid, så vær tålmodig. Når det er færdigt, vil der være to partitioner på dit microSD-kort: en til bootloaderen og en anden til selve OpenWRT-systemet.

2. Første opstart af dit nye system

For at starte dit nye system skal du indsætte microSD-kortet i din Raspberry Pi, forbinde Pi'en til din eksisterende router (eller en switch) med et Ethernet-kabel og tilslutte strømmen. Raspberry Pi'en bør nu starte op.

Hvis du er vant til at arbejde med Raspberry Pi, er du måske vant til at tilgå den via SSH eller ved at tilslutte en skærm og et tastatur. Med OpenWRT fungerer det dog lidt anderledes. Du interagerer primært med softwaren via en webbrowser. Derfor skal du kunne tilgå din Pi over dit lokale netværk.

Som standard bruger OpenWRT på Raspberry Pi IP-adressen: 192.168.1.1. Den computer, du bruger til at konfigurere Pi'en, skal være på det samme sub-net som Pi'en. Hvis dit netværk ikke bruger 192.168.1.x-adresser, eller hvis du er usikker, kan du midlertidigt indstille din computers IP-adresse manuelt til f.eks. 192.168.1.15 med en netmaske på 255.255.255.0. Åbn derefter en webbrowser og naviger til 192.168.1.1. Dette åbner en autentificeringsside, hvor du kan logge ind på din Pi. Der kræves endnu intet kodeord, så klik blot på 'Login'-knappen for at fortsætte.

3. Konfiguration af netværksforbindelsen (Ethernet eller WiFi)

Din Raspberry Pi har kun én Ethernet-port, i modsætning til de fleste standardroutere, der har separate porte til WAN (internettet) og LAN (lokalt netværk). Du har to hovedmuligheder for at give din Pi internetadgang, før LTE-modemmet er fuldt konfigureret:

1. Brug din Ethernet-port til netværksforbindelse.
2. Brug WiFi til netværksforbindelse (hvis din Pi har indbygget WiFi).

Valgmulighed A: Brug af Ethernet-porten

Hvis du vælger at bruge Ethernet, skal du navigere til Network → Interfaces i OpenWRT-webgrænsefladen. På konfigurationssiden skal du trykke på den blå 'Edit'-knap, der er forbundet med 'LAN'-grænsefladen.

Et pop-up-vindue vises. Her skal du indtaste en IP-adresse, der matcher sub-nettet på den router, din Raspberry Pi skal forbindes til. Skift netmasken, hvis nødvendigt, og indtast IP-adressen på den router, din Raspberry Pi vil oprette forbindelse til. Gem denne konfiguration, og tilslut derefter din Pi til din hovedrouter via Ethernet. Du kan nu nå din Raspberry Pi med den nye IP-adresse. Husk at indstille et kodeord for din OpenWRT-router, før du tager den i brug i et produktionsmiljø!

Valgmulighed B: Brug af WiFi

Hvis du ønsker at forbinde din Raspberry Pi til internettet via WiFi, skal du navigere til Network → Wireless. I den trådløse menu skal du trykke på den blå 'Scan'-knap for at finde dit hjemmenetværk. I pop-up-vinduet skal du finde dit WiFi-netværk og oprette forbindelse til det. Glem ikke at 'Save and Apply' konfigurationen. I Network → Interfaces sektionen skulle du nu se en ny grænseflade, der repræsenterer din WiFi-forbindelse. Igen, husk at indstille et kodeord for din OpenWRT-router for at sikre den!

4. Installation af nødvendige pakker for modem support

Som standard har OpenWRT ikke alle de pakker, der er nødvendige for at understøtte LTE-modemmer. OpenWRT tilbyder en pakkehåndtering, der gør det nemt at installere yderligere software. Naviger til System → Software og opdater din pakkehåndtering ved at trykke på knappen 'Update lists…'.

Du vil se en lang liste over pakker. Du skal installere følgende, som er essentielle for USB-modem support:

• usb-modeswitch
• kmod-mii
• kmod-usb-net
• kmod-usb-wdm
• kmod-usb-serial
• kmod-usb-serial-option
• kmod-usb-serial-wwan (hvis det ikke allerede er installeret)

Derudover skal du downloade ModemManager-pakken, som ofte er en separat fil, og installere den ved at trykke på knappen 'Upload Package…' i pop-up-vinduet. Efter installationen af alle pakker, skal du genstarte din Raspberry Pi for at pakkerne kan træde i kraft.

5. Opsætning af den mobile grænseflade (LTE-modem)

Når alle pakker er installeret og din Pi er genstartet, er du klar til at opsætte den mobile grænseflade. Før du tilslutter modemmet til Raspberry Pi, anbefales det at læse modemmets instruktioner for eventuel specifik opsætning. Tilslut derefter dit mobile modem til Raspberry Pi og vent et øjeblik, indtil modemmet er startet op.

Naviger til Network → Interface. Nederst på siden skal du trykke på knappen 'Add new interface…'. I pop-up-vinduet skal du give din grænseflade et navn (f.eks. 'mobile') og vælge 'ModemManager' fra rullelisten.

Tryk på knappen 'Create Interface'. Du skulle nu se et nyt pop-up-vindue. Dette er hovedvinduet for konfiguration af grænsefladen. I dette vindue skal du vælge dit modem fra listen og indtaste eventuelle andre oplysninger såsom et Access Point Name (APN) eller en PIN-kode for dit SIM-kort. Hvis der ikke vises modem-enheder på listen, kan du prøve at genstarte din Raspberry Pi eller installere kmod-usb-net-qmi-wwan-pakken.

Når du er færdig med at konfigurere din grænseflade, skal du trykke på 'Save' og derefter 'Save and Apply'. Giv systemet lidt tid til at træde i kraft. Hvis alt gik som planlagt, skulle du nu se en ny 'mobile'-grænseflade med en aktiv forbindelse.

6. Kontroller din internetforbindelse

For at kontrollere, om din internetforbindelse over den nye mobile grænseflade fungerer, kan du bruge SSH til at oprette forbindelse til din Raspberry Pi's shell. I terminalen indtaster du:

ssh [email protected]

Den standard IP-adresse er 192.168.1.1; hvis du ændrede den tidligere, skal du bruge den IP-adresse til at oprette forbindelse. Når du er forbundet, skal du udføre denne kommando i terminalen for at pinge Google via din mobile grænseflade:

ping -I ppp0 google.com

Hvis alt fungerer, skulle du modtage pings tilbage fra Googles servere. ppp0 er det standard interface-navn for den mobile grænseflade, du oprettede. Du kan kontrollere dine aktive grænseflader ved at bruge kommandoen ifconfig.

7. Opsætning af firewall for sikkerhed og routing

For at få den mobile grænseflade til at fungere korrekt og dirigere trafik fra dit lokale netværk (LAN) gennem den, skal du konfigurere din Firewall. Naviger til Network → Firewall. Nederst på siden skulle du se en sektion kaldet 'Zones'.

Enkel firewall-konfiguration: Juster WAN-zonen

Den enkleste måde at konfigurere firewallen på er at justere 'wan'-zonen. Tryk på 'Edit'-knappen og i 'Covered networks'-muligheden skal du vælge din 'mobile'-grænseflade. Gem og anvend din konfiguration. Hvis du ikke længere ønsker at bruge WiFi til internetforbindelse, kan du fjerne 'wwan' fra 'Covered networks' eller deaktivere WiFi-forbindelsen helt.

Avanceret firewall-konfiguration: Opret individuelle zoner

Hvis du ønsker at opsætte individuelle zoner for hver grænseflade, kan du blot oprette en ny zone og tildele de nødvendige grænseflader. For eksempel kan du oprette en 'mobile'-zone, der dækker den mobile grænseflade, og som bruges til at videresende LAN-grænsefladetrafik gennem den. Tryk på 'Add'-knappen, navngiv din zone, markér 'Masquerading'-afkrydsningsfeltet, vælg 'Covered Networks' (din 'mobile'-grænseflade) og vælg, hvilke zoner der kan videresende deres trafik (f.eks. 'lan'). Gem og anvend ændringerne. Du har nu en ny, dedikeret zone for din mobile forbindelse.

8. Konfiguration af et trådløst adgangspunkt (AP)

Det sidste skridt er at konfigurere et trådløst netværk (Access Point), som dine enheder kan oprette forbindelse til for at få internetadgang via din nye Raspberry Pi-router. Naviger til Network → Wireless. Du vil se en WiFi-enhedsgrænseflade, et deaktiveret adgangspunkt ved navn 'OpenWRT' og muligvis en forbindelse, der bruges til at oprette forbindelse til internettet via WiFi (hvis du ikke deaktiverede eller slettede den tidligere).

På den deaktiverede grænseflade (typisk den, der hedder 'OpenWRT' eller 'radio0'), tryk på 'Edit'-knappen og aktiver derefter grænsefladen ('Enable interface'). Hvis du ønsker det, kan du ændre netværksnavnet (ESSID) til noget mere genkendeligt. Du kan også vælge, hvilket netværk det skal være forbundet med; som standard vil det være forbundet med 'lan'-grænsefladen, hvilket er korrekt for en routerfunktion.

For at tilføje et kodeord til dette adgangspunkt skal du vælge fanen 'Wireless Security'. Her skal du vælge krypteringstypen 'WPA2-PSK' (anbefales for sikkerhed) og indtaste et stærkt kodeord i feltet 'Key'. Gem og anvend derefter konfigurationen. Hvis konfigurationen blev indstillet korrekt, skulle du, når du scanner efter tilgængelige adgangspunkter med din enhed, nu se et nyt adgangspunkt med det navn, du tildelte, og du kan oprette forbindelse til det med dit kodeord.

Yderligere pakker og tilpasninger

OpenWRT's styrke ligger i dets udvidelighed. Du kan downloade yderligere pakker til din router via webgrænsefladen ved at gå til System → Software. Her kan du installere pakker fra listen eller uploade dem fra internettet. Hvis du ikke ser nogen pakker på listen, skal du trykke på 'Update lists…'-knappen. Du kan også tilføje andre repositories, der indeholder pakker, der er gode at bruge med OpenWRT. Bemærk, at pakker og deres webgrænseflader installeres separat; pakker, der starter med præfikset luci-, er typisk webgrænsefladepakker.

Sammenligning: Standard Router vs. Raspberry Pi OpenWRT Router

For at give et bedre perspektiv på, hvad du opnår ved at bygge din egen router, lad os sammenligne den med en standard kommerciel router:

Ofte Stillede Spørgsmål

Hvorfor vælge OpenWRT frem for et standard Linux OS på Raspberry Pi?

OpenWRT er optimeret til router- og netværksformål. Det er letvægts, har et dedikeret web-interface (LuCI) til netværkskonfiguration og en robust pakkehåndtering til netværksrelaterede applikationer. Standard Linux-distributioner som Raspberry Pi OS kan også bruges, men kræver ofte mere manuel konfiguration og har et større 'fodaftryk'.

Kan jeg bruge et hvilket som helst LTE-modem?

OpenWRT understøtter et stort antal mobile modemmer, især USB-modeller. ModemManager er et universelt værktøj, der hjælper med at administrere mange forskellige modemmer. Det er dog altid en god idé at tjekke OpenWRT's hardwarekompatibilitetsliste eller søge efter dit specifikke modem online for at bekræfte kompatibilitet.

Hvad er APN, og hvor finder jeg det?

APN står for Access Point Name. Det er en indstilling, der fortæller din mobiludbyder, hvordan dit modem skal oprette forbindelse til internettet. Du kan typisk finde APN-indstillingen på din mobiludbyders hjemmeside, i deres support-FAQ eller ved at kontakte deres kundeservice. For mange udbydere er APN'et simpelthen 'internet', men det kan variere.

Er det sikkert at bruge min Raspberry Pi som router?

Ja, det kan være meget sikkert, forudsat at du følger best practices. Det er kritisk vigtigt at indstille et stærkt kodeord for din OpenWRT-router (som nævnt i trin 3), og at konfigurere din firewall korrekt (trin 7). OpenWRT er open source og modtager regelmæssige sikkerhedsopdateringer, hvilket gør det til en robust platform.

Virker Raspberry Pi modemmer på almindelig Linux?

Ja, de fleste moderne USB LTE-modemmer kan fungere direkte på en almindelig Linux-distribution (som den, du måske har på din Raspberry Pi uden OpenWRT). Mange moderne USB-modemmer inkluderer en 'router' indeni og opfører sig som et simuleret Ethernet-port (f.eks. eth1 eller usb0) efter initialisering. Gamle modemmer brugte ofte en seriel grænseflade med værktøjer som wvdial, men i dag er det mere almindeligt, at de præsenterer sig som et netværkskort.

Du kan ofte få dem til at virke ved at konfigurere filen /etc/network/interfaces (på Debian/Ubuntu-baserede systemer som Raspberry Pi OS) med linjer som:

allow-hotplug usb0 auto usb0 iface usb0 inet dhcp allow-hotplug eth1 auto eth1 iface eth1 inet dhcp

Disse linjer sikrer, at systemet overvåger disse grænsefladenavne og initialiserer dem til at køre som en internetgrænseflade ved hjælp af DHCP, hvis de er tilsluttet. Efter en genstart med modemmet tilsluttet, kan du køre ifconfig for at se, om modemmet er konfigureret som en falsk Ethernet-port (f.eks. eth1) og har fået en IP-adresse. Modemmets indbyggede router kører typisk en firewall, der blokerer internetadgang udefra, men al trafik indefra videresendes korrekt.

Afsluttende tanker

At bygge en router fra en Raspberry Pi er et givende projekt, der giver dig enestående kontrol over dit netværk. Den største ulempe ved Raspberry Pi er, at den typisk kun har én Ethernet-port. Dette kan dog let løses ved at tilføje flere porte med en USB-til-Ethernet-adapter, som du derefter kan konfigurere i OpenWRT's webgrænseflade.

Med OpenWRT og et kompatibelt ModemManager kan du konfigurere den mobile grænseflade for et bredt udvalg af mobile modemmer, hvilket giver dig en fleksibel og kraftfuld mobil internetløsning. Har du brugt din Raspberry Pi som router? Del dine erfaringer i kommentarerne!

Hvis du vil læse andre artikler, der ligner Forvandl Din Raspberry Pi til en Kraftfuld LTE-Router, kan du besøge kategorien Teknologi.