树莓派 3B+ 刷 OpenWrt 并安装 OpenClash

前言

心血来潮打开了尘封已久的 switch,发现软件更新实在太慢,上网找了几种常用的加速方法,各有优劣,但最终都被 pass:

  • 更改 DNS 服务器,缺点是网速提升有限,大概在 34 Mbps 左右,大概提升 1 ~ 2 Mbps 左右 ,相对 switch 几百 M 几个 G 的游戏来说,依然是龟速。唯一的好处是不用借助其他设备。
  • 买加速器。对于喜欢折腾的人来说,花钱永远是最后的选择,况且我自己有梯子,干嘛花这个冤枉钱。
  • 把电脑上的代理通过局域网分享给 switch,然而发现网速的提升依然不高,虽然后来发现是 USB 无线网卡的问题,但不管怎样,电脑一直保持开机状态,就是为了给 swtich 做代理,总感觉不太优雅。

我心想要是能在路由器上跑代理就好了,不过现在的路由器不支持装插件,而且是公用的,不太适合去折腾。这时候突然想起了我还有个同样在吃灰的树莓派,如果能把这台树莓派变成一台软路由,再在这个软路由上跑代理,岂不美哉?于是上网搜索 “如何在树莓派上装软路由”,不出所料,搜出了一堆教程。一番学习后,最后选择了 OpenWrt 这款软路由固件,一是因为它插件比较多,有更多可玩性,二是用户量大,教程多,遇到问题容易找到解决方案。

话不多说,开干。

如果你的设备也是树莓派 3B+ ,且不想折腾的话,我这里准备了一个开箱即用的 OpenWrt 镜像,自带 OpenClash,分区扩容到了 1G,路由器管理密码和 WiFi 密码都是 12345678,WiFi 名为 OpenWrt,路由器地址为 192.168.110.1。烧录运行后,只需要改下密码和 OpenClash 节点信息就行了。 https://cloud.189.cn/t/3iqiYfYRnA3e(访问码:ba8p)

安装 OpenWrt

准备工具

  • 1G 以上 micro SD 卡,树莓派 3B+,网线
  • 镜像烧录工具 balenaEtcher

下载镜像

首先是去 OpenWRT 官网找自己的设备对应的固件,去到官网下载页

点击 Table of Hardware,进入到硬件列表页面:

在输入框里输入关键字筛选,然后在列表中找到自己的型号。我的板子型号是 3B+,因此选择下载 3B+ 对应的固件。一共有四种固件可供选择,分别是 release 和 snapshot 版本的完整镜像及其升级包。由于我是全新安装,因此选择完整镜像就行了,这里我选择的是 release 版本的完整镜像 Factory image。注意,如果你选择 snapshot 版本的镜像,可能会遇到一些坑,因为 snapshot 固件的软件仓库没有进行版本隔离,软件仓库中的软件永远是适配最新版固件的,因此后面你安装软件的时候,可能会出现兼容性问题。当然,你可以手动更换到固定版本的软件仓库来解决这个问题,如何更换后面会提到。

烧录镜像

下载好镜像后解压得到 openwrt-23.05.0-bcm27xx-bcm2710-rpi-3-ext4-factory.img,然后使用 balenaEtcher 镜像烧录工具,把固件烧录到我们的存储卡中,存储卡不用很大,1G 足够了:

烧录完成之后,把 SD 卡插入树莓派,通上电,就可以开始配置了。

配置 OpenWrt

  1. 登录路由器管理后台

    OpenWrt 无线网卡默认是未启用状态,因此没法通过 WiFi 连接并登录路由器管理界面。我们把树莓派通过网线连接到电脑,然后去电脑的设置里查看有线网络的网关 IP,一般都是 192.168.1.1,在浏览器中输入这个 IP 就可以看到 OpenWrt 的管理界面了:

  2. 修改密码,添加 SSH 公钥

    我们还没有设置过密码,直接点击 Login 就行。登录之后会提示你设置路由器后台密码,点击 Go to password configuration...。你还可以添加电脑的 SSH 公钥,方便后续 SSH 登录。

  3. 研究一下初始配置

    去到 Network -> Interface 界面,可以看到只有一个 lan 接口:

    点击编辑先研究下配置:

    可以看到这个接口 IP 地址是手动设置的,接口对应的设备是 br-lan 网桥,在这个接口上跑了一个 DHCP 服务器。点击 Dismiss ,切换到 Devices 选项卡,研究下 br-lan 网桥的配置。可以看到 br-lan上附加了一个 eth0,eth0 正是我们的有线网卡。这就是为什么电脑连接树莓派后,不需要任何配置就能获取 IP 和网关,访问路由器后台。

    然而现在也只能访问路由器后台,没法联网。为了能联网,我们需要完成以下配置:

    • 创建 wan 接口,并让其作为 DCHP 客户端去连接上层路由器;
    • 修改现在的 lan 接口,让其底层的设备关联的是无线网卡而非现在的有线网卡;
    • 激活无线网卡,开启无线网络,让局域网的无线设备能够连接进来;

    以上是配置思路,接下来说下具体方法。

  4. 创建 wan 接口。

    在 Network -> Interface 页面,点击 Add new interface...

    填入下图所示配置,然后点击 Create interface

    Device 选择 br-lan 网桥也行,但网桥上只附加了一个 eth0,就没有使用的必要了,直接用 eth0 就行,br-lan 后面可以直接删了。

    在新弹出的窗口中,点击 Save

  5. 开启无线网络,创建无线局域网。

    点击 lan 接口的 Edit 按钮,修改其配置:

    如下图所示,将 Device 改成 Wireless Network: Master "OpenWrt" (lan),Device 展示的名称和选项列表中的名称不一样,这个不用管。IPv4 address 改成 192.168.110.1。然后点击 Save 保存。

    如果你上级路由器的网段不是 192.168.1.0/24,这里 IPv4 address 其实可以不改,我这里之所以改成 192.168.110.1 是避免上级路由器网段冲突。如果你的上级路由器网段刚好也是这个,你可以去买彩票了 😃。

    然后我们去到 Network -> Wireless ,点击 Edit 按钮配置一下无线网络:

    如下图所示,把 Channel 改成 44(最开始我用的是 auto,发现 switch 死活连不上,最后按照网上的方法改成 44 就好了),加密方式我选择的是 WPA-PSK/WPA2-PSK Mixed Mode,兼容性好一点。 Key 自己看着填就行。最后点击 Save

    不要在这个配置页面点击 EnableEnable 不仅会开启无线网络,还是把之前所有的更改自动应用了,这可能会导致无法再连接上路由器。

    退出配置后,回到上级界面,点击 Enable

    这一步会不仅会激活无线网卡并开启其无线 AP 功能,还有将之前所有的配置都应用。页面上会显示 Applying configuration changes 的 90s 倒计时,你需要在 90s 之内连接到 OpenWrt ,否则配置就会回滚。

    找到名为 OpenWrt 的无线网络,连接成功以后页面会自动刷新,配置应用成功。现在可以断开树莓派和电脑的连接,把树莓派连到路由器的 lan 口上。不出意外的话,就能愉快地上网了。

安装 OpenClash

软路由配置好了,接下来可以装代理软件了,我选择的是 OpenClash,原因也是一样,可玩性还行,并且有一定的用户量。就是配置稍微麻烦点。

更换 OpenWrt 软件源

在搭 OpenClash 之前我们需要更换一下 OpenWrt 的软件源,否则软件包的下载可能会很慢。去到 System -> Software,点击 Configure opkg...,如下图所示:


然后把下面的文本复制到红框中,取代官方的源,点击 Save。我这里用的是清华的源,速度还可以。

确认一下版本和 CPU 架构是否能和你的设备对上,否则需要修改

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src/gz openwrt_core https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/openwrt/releases/23.05.0/targets/bcm27xx/bcm2710/packages
src/gz openwrt_base https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/openwrt/releases/23.05.0/packages/aarch64_cortex-a53/base
src/gz openwrt_luci https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/openwrt/releases/23.05.0/packages/aarch64_cortex-a53/luci
src/gz openwrt_packages https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/openwrt/releases/23.05.0/packages/aarch64_cortex-a53/packages
src/gz openwrt_routing https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/openwrt/releases/23.05.0/packages/aarch64_cortex-a53/routing
src/gz openwrt_telephony https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/openwrt/releases/23.05.0/packages/aarch64_cortex-a53/telephony

安装 OpenClash

因为 OpenWrt 软件仓库里并没有提供 OpenClash,我们需要去 OpenClash Github Release 页下载最新的 ipk 包:

然后按照 Release 页的说明,先通过 ssh 登录软路由(密码是你一开始设置的路由器管理密码):

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➜  ssh root@192.168.1.1

再执行 opkg update 命令以获取最新的软件包列表:

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root@OpenWrt:~# opkg update

接着安装 OpenClash 依赖,根据所使用的防火墙,选择不同的依赖,我用的是 nftables:

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root@OpenWrt:~# opkg install coreutils-nohup bash dnsmasq-full curl ca-certificates ipset ip-full libcap libcap-bin ruby ruby-yaml kmod-tun kmod-inet-diag unzip kmod-nft-tproxy luci-compat luci luci-base

不出意外的话,两三分钟的时间就装好了,你可以先去撒泡尿,喝口水。

依赖安装好后,就可以安装 OpenClash 了。去到 System -> Software,点击 Upload Package...

点击Browse... 选择之前下载的 ipk 包,点击 Upload,然后点击 Install

这个时候可能会失败:

看错误信息貌似是 dnsmasq-full 和已经安装的 dnsmasq 有冲突,看名字 dnsmasq-full 应该是比 dnsmasq 功能更全面的包,所以我们可以把 dnsmasq 卸载了。我们在 Installed 标签页筛出这个包来,点击 Remove。(直接在 ssh 里执行 opkg remove dnsmasq 也行)

再次安装 OpenClash ipk 包,不出意外的话就装好了。可能会弹出 XHR 错误,忽略它。重启路由器,会发现顶部菜单栏多出了一个 Service,OpenClash 入口就在这个菜单下。点击进到 OpenClash 页,这时候 OpenClash 会提示你安装内核,点击 Install 进行安装。然后会自动跳转到日志页展示内核的安装日志,我这里的日志显示是安装成功了,如果你安装失败了,就得手动下载内核放到指定目录,可以去网上搜一下,很简单。

编辑 OpenClash 配置

回到 OpenClash,切换到 Config Manage 选项卡,滑到下面的 Config File Edit 编辑你的配置。左边是编辑区,右边的是运行时配置预览区。如果你手里已经有配置文件,只需要把它粘贴到左边就行了:

这里附上一个我自用的模板,有两个留空的 SS 节点,替换一下就行:

https://cloud.189.cn/t/RnyYvymuQzYz(访问码:7iv6)

编辑完成后,点击下面的 Apply Settings ,这时候 OpenClash 会重启,重启完之后,不出意外的话,这时候再让你的 switch 连上 OpenWrt,下载速度应该快到飞起。当然,前提是你的线路本身足够快 : ) 。

现在 OpenWrt 和 OpenClash 都安装好了,双喜临门。OpenWrt 还有很多可以折腾的地方,可以换语言,换主题,装插件。这个我就不再细说了,大家可以去网上搜索教程。我反正是折腾了一圈,最后还用回了官方的主题。还是官方主题用起来顺手,特别是顶部菜单的设计,鼠标悬浮就能展开二级菜单,有些主题菜单在侧边栏,需要点击一级菜单才能展开二级菜单,要是来回切换一级菜单的话,就有点麻烦。

如果你还是想继续折腾,折腾之前不妨先接着往下看。

扩容和备份

扩容

不管你的 SD 卡有多大,烧完 OpenWrt 后,rootfs 分区也只剩下几十 M 的空间,折腾的时候极有可能会遇到磁盘空间不足的情况。因此我们先对 OpenWrt 做一下扩容,先把它扩到 1G。

当然,你也可以扩容到更大,但因为后面要对分区进行备份,分区太大备份要花较长时间,建议折腾完后再扩容到最大。

我用的分区工具是 Linux 平台的 Gparted,Windows 的傲梅分区助手应该也行。打开 Gparted,右上角选择 SD 卡,然后右键 rootfs 分区调出上下文菜单,点击 调整大小/移动

输入分区的新大小(也可以用上面的滑块来调整),然后点击 调整大小/移动,最后点击 提交。

OK,分区现在有 1G 了,你可以尽情去折腾了。

备份

折腾的过程中软路由可能会变砖,因此我们要养成一个好习惯,经常做下备份,留个检查点,不至于前功尽弃。其实 OpenWrt 自己就有备份的功能,但它备份的是 /etc 目录,假如某个软件的配置文件存在其他地方,恢复的时候就可能出现一些奇奇怪怪的问题。更稳妥的备份方法当然是把分区给备份下来,扩容后分区的总大小也只有 1G 左右,完整备份也不费事。我这里用来备份的工具是 Windows 平台的 Win32DiskImager,Mac 平台和 Linux 平台应该也有类似的工具,大家可以去找一下。

我们先创建一个名为 openwrt_backup.img 的空文件,然后打开 Win32DiskImager,映像文件选择我们刚创建的 openwrt_backup.img,设备选择 SD 卡对应的盘符,勾选 仅读取已分配分区,然后点击读取,接着 SD 卡中的内容就会读入到 openwrt_back.img 中了。备份过程中可能会出现 “剩余空间错误” 的弹窗,直接忽略。

恢复的方法和前面烧录镜像的方法一样。

其实 Win32DiskImager 也能实现烧录,步骤和上面一样,只是把 读取 改成 写入

结语

OK,分享到此结束。祝大家玩得开心!