original in cn 王旭 (Wang Xu)
王旭目前是中国北京邮电大学的博士研究生,研究方向是无线通信技术。王旭在1999年,他还是一名本科生的时候喜欢上了 Linux,除了 Linux,他还对 TeX、C/C++ 和 Perl 等感兴趣。
当前,WLAN (IEEE 802.11b/a/g) 设备越来越廉价,越来越多的组织为公众和雇 员提供了无线局域网的接入。目前几乎所有的笔记本电脑都内置了无线网卡,较老 的一些也可以使用 PCMCIA 的无线网卡,即便是台式计算机也常常配备有板载的或是 USB 的无线网卡。另一方面,无线局域网的接入点(AP)也遍布了校园、写字楼、饭 店、住宅等各处。无线局域网方便了网络部署,并使所谓的移动计算或游牧计算成 为了可能,这几乎是我们的工作和生活方式的又一次革命。
自然地,对 Linux 来说,支持访问无线局域网的必要性是毋庸置疑的。本文后 面的部分将如下组织:首先考虑无线网卡的驱动问题,之后探讨访问使用认证机制的 网络,然后简要介绍一些无线局域网设置的工具,最后给一点简单结论。
一旦在计算机中安装好了无线局域网卡,首先要做的就是安装驱动来让网卡工 作。无线网卡实现了IEEE 802.11系列协议中的一种或多种的物理层(PHY)和媒质 访问控制子层(MAC)的功能,而驱动是用来控制无线网卡,向上提供与以太网一致 的接口并提供其他一些无线局域网特定的管理接口的。
对于不同厂商的不同网卡,还没有一种统一的方法可以驱动所有的网卡。不过 大部分网卡可以通过以下三种方式驱动:
注意:即使你是用后两种方法,也必须确保内核配置中启动了无线局域网支持:
gnawux@APTITUDE:~$ grep CONFIG_NET_RADIO /boot/config-`uname -r` CONFIG_NET_RADIO=y如果没有无线局域网支持,你应该重新配置、编译内核来启动"Wireless LAN (non-hamradio) Drivers and Wireless Extensions".
Linux 内核中包含了很多已经足够成熟的、没有许可证问题的无线网卡的驱动 程序。无线网卡在内核中的支持列表自然是和内核版本有关的了,因此,在安装驱动 之前看看新的内核是不是对你的网卡有更好的支持无疑是明智的。 本节中,作者将以 Intersil Prism 系列芯片(ISL38xx)的网卡为例。关于这个驱动 支持的网卡的完整列表可以参考http://prism54.org[2]。
要支持Prism网卡,首先需要新的 2.6 内核,并再配置中的无线局域网支持部 分允许 "Intersil Prism GT/Duette/Indigo PCI/Cardbus"。配置后编译、安装内 核。
如果你仔细阅读了内核中该模块的帮助文本可能会发现,你需要首先从项目网站 [2]获取 firmware才能驱动网卡。 即使把模块编译到内核之中仍需要下载固件的原因在于firmware中包含了非 GPL 兼容许可证代码,无法与内核一起发布。下载firmware并放到"/usr/lib/hotplug/firmware/" 之后,重新启动计算机,这时你可以发现新的无线网卡提供了又一个以太网接口。
和许多其他新硬件一样,很多新型号的无线网卡没有厂商提供的兼容 GPL 的 驱动程序,或者由开放源代码社区开发的驱动程序仍然不成熟、无法进入内核。 这样,这些驱动程序就以单独的模块的形式出现,而这些驱动中的一部分将来某 一天可能就会进入到内核之中了。
这些驱动中的一个著名代表就是ipw2100 [3],它是 Intel Pro/Wireless 2100 的驱动程序,而这块无线网卡就是著名的 Intel 迅驰® 移动计算技术的一部分。本节中就以 ipw2100 驱动的安装为例。
首先,你需要从项目网站http://ipw2100.sourceforge.net下 载驱动的源代码包和firmware。确定了内核足够新并且已经支持了模块、hotplug firmware 和无线网卡之后,解压源代码包:
APTITUDE:/usr/src# tar -zxvf ipw2100-1.0.1.tgz进入源代码目录编译、安装:
APTITUDE:/usr/src/ipw2100-1.0.1# make APTITUDE:/usr/src/ipw2100-1.0.1# make install安装完模块之后,它会提示你需要安装firmware:
Don't forget to copy firmware to /usr/lib/hotplug/firmware/ and have the hotplug tools in place.按照提示所说,把firmware解压缩到该目录之后,可以使用如下命令启动 ipw2100模块了:
APTITUDE:/usr/src/ipw2100-1.0.1# modprobe ipw2100启动模块的时候可以使用参数来指定一些设置。比如可以用ifname参数来指定网络 接口的名称:
APTITUDE:/usr/src/ipw2100-1.0.1# modprobe ipw2100 ifname=wlan0这样,新的接口就叫wlan0了。对于其他的参数,读者可以阅读源码包里的说明文档。
十分不幸,有些网卡根本就没有驱动或是由于种种原因驱动根本无法工作。没关 系,这并不代表我们不能使用这些网卡了。至少我们还有NDIS wrapper [3].
大部分用于桌面计算机或是笔记本的无线网卡都会支持Windows 2000/XP®, 而这些驱动都是遵循 NDIS 标准接口的。这样我们就应该可以包装一下这些拥有统一 接口的驱动,使它们能为 Linux 工作了。这就是 Ndiswrapper 项目的由来。
本节中,我们将使用 ndiswrapper 驱动一块 Net Gear 121 网卡。首先我们 应该先从项目网站http://ndiswrapper.sourceforge.net 下载驱动,并准备好 Windows®下的驱动程序。nidswrapper 包括一个内核模 块和一些工具。首先我们应该编译、安装它们:
APTITUDE:/usr/src/ndiswrapper-0.11# make install之后,加载 Windows® 的驱动程序:
APTITUDE:/usr/src/ndiswrapper-0.11# ndiswrapper -i ../wg121/WG121V200/ndis5/netwg121.inf这个inf文件就是for Windows® 的 NDIS 驱动,安装之后,应该可以看到:
APTITUDE:/usr/src/ndiswrapper-0.11# ndiswrapper -l Installed ndis drivers: netwg121 driver present
好了!安装过程完成了。
如果在一些公共场合访问无线局域网,出于安全考虑,一些组织提供的无线网 络接入是需要进行认证的。目前可用的无线局域网认证方式包括 IEEE 802.1x (EAP) 为基础的一系列认证方法和 IEEE 802.11i,前者目前比较成熟、也非常常见。
有很多中基于 EAP 的认证方法,包括 EAP-MD5,EAP-TLS, EAP-TTLS, EAP-SIM, LEAP 等等。对于 Linux 用户,访问使用这些基于 802.1x 的认证方式的网络, 可以使用 Open1x project [4] 提供的工具 xsupplicant,本节中使用 Cisco 提出的 LEAP 作为例子。 注意:认证协议的支持不仅由xsupplicant决定,也由网卡决定,也就是说,即使 正确安装配置了 xsupplicant,如果驱动有问题也不一定可以访问网络。
首先先从项目网http://open1x.sourceforge.net 站下载xsupplicant并安装,之后修改位于 /etc/xsupplicant/xsupplicant.conf 的配置文件的内容,这里有一个LEAP的例子:
#example of /etc/xsupplicant/xsupplicant.conf #for LEAP protocol network_list = all #the list of networks to access default_netname = default #the default access network first_auth_command = <BEGIN_COMMAND>dhclient %i<END_COMMAND> #The command before authention, which usually for get some info from #network logfile = /var/log/xsupplicant.log #log file myssid #here is your network id, may be listed in the network list { type = wireless ssid = <BEGIN_SSID>myssid<END_SSID> allow_types = all identity = <BEGIN_ID>aptitude<END_ID> eap-leap { username = <BEGIN_UNAME>aptitude<END_UNAME> password = <BEGIN_PASS>passwd<END_PASS> }#setup for leap }LEAP 是一个非常简单的认证方法,对于其他方法还有很多其他设置,关于这些 设置,请参考 xsupplicant 的例子和文档。
如你所知,无线局域网网卡提供了一个与以太网一致的接口,你可以把它就当 成是另一个以太网接口。而另一方面,因为使用了无线介质,一个无线网卡拥有 比以太网更多的特性。有一组工具就是用来配置无线网卡、获取无线网卡工作状态 的,wireless tools 的相关内容可以从http://www.hpl.hp.com/personal/Jean_Tourrilhes/Linux/Tools.html [5] 得到,这是由 Jean Tourrilhes 贡献的。
最常用的工具是 iwconfig,它的用法类似 ifconfig。没有接口名称 之外的参数的 iwconfig 命令可以得到网卡的工作状态:
gnawux@APTITUDE:~$ /sbin/iwconfig wlan0 wlan0 unassociated ESSID:off/any Nickname:"ipw2100" Mode:Managed Channel=0 Access Point: 00:00:00:00:00:00 Bit Rate=0 kb/s Tx-Power:off Retry:on RTS thr:off Fragment thr:off Power Management:off Link Quality:0 Signal level:0 Noise level:0 Rx invalid nwid:0 Rx invalid crypt:0 Rx invalid frag:0 Tx excessive retries:0 Invalid misc:0 Missed beacon:0使用“mode”参数,你可以更改无线网卡的工作模式
APTITUDE:/home/gnawux# iwconfig wlan0 mode 1 APTITUDE:/home/gnawux# iwconfig wlan0 wlan0 unassociated ESSID:off/any Nickname:"ipw2100" Mode:Ad-Hoc Channel=0 Cell: 00:00:00:00:00:00 Bit Rate=0 kb/s Tx-Power:off Retry:on RTS thr:off Fragment thr:off Encryption key:off Power Management:off Link Quality:0 Signal level:0 Noise level:0 Rx invalid nwid:0 Rx invalid crypt:0 Rx invalid frag:0 Tx excessive retries:0 Invalid misc:0 Missed beacon:0这里,我们把网卡的工作模式改成了 Ad Hoc 模式了。使用 essid 参数, 还可以改动网络的名称:
APTITUDE:/home/gnawux# iwconfig wlan0 essid gnawux APTITUDE:/home/gnawux# iwconfig wlan0 wlan0 IEEE 802.11b ESSID:"gnawux" Nickname:"ipw2100" Mode:Ad-Hoc Frequency:2.412 GHz Cell: 02:0C:F1:0F:11:2A Bit Rate=0 kb/s Tx-Power:off Retry:on RTS thr:off Fragment thr:off Encryption key:off Power Management:off Link Quality=60/100 Signal level=-83 dBm Rx invalid nwid:0 Rx invalid crypt:0 Rx invalid frag:0 Tx excessive retries:0 Invalid misc:0 Missed beacon:0你可能注意到了,现在我们的很多状态参数都有了有意义的值,这是因为我们有 了一个合法的 ESSID 了。对于其他参数,可以参考 iwconfig(8)。
另一个常用工具是 iwlist,这个工具可以用来列出可用资源。使用 scanning 参数,可以看到所有的 AP:
gnawux@APTITUDE:~$ /sbin/iwlist wlan0 scanning wlan0 Scan completed : Cell 01 - Address: 00:0D:BD:6F:B4:48 ESSID:"而使用 frequency 参数,我们可以得到频率列表:" Protocol:IEEE 802.11b Mode:Master Channel:6 Encryption key:on Bit Rate:11 Mb/s Extra: Rates (Mb/s): 1 2 5.5 11 Extra: Signal: -70 dBm Extra: Last beacon: 59ms ago Cell 02 - Address: 86:CF:C1:34:12:06 ESSID:"gnawux" Protocol:IEEE 802.11b Mode:Ad-Hoc Channel:11 Encryption key:off Bit Rate:11 Mb/s Extra: Rates (Mb/s): 1 2 5.5 11 Extra: Signal: -37 dBm Extra: Last beacon: 2ms ago
gnawux@APTITUDE:~$ /sbin/iwlist wlan0 freq wlan0 14 channels in total; available frequencies : Channel 01 : 2.412 GHz Channel 02 : 2.417 GHz Channel 03 : 2.422 GHz Channel 04 : 2.427 GHz Channel 05 : 2.432 GHz Channel 06 : 2.437 GHz Channel 07 : 2.442 GHz Channel 08 : 2.447 GHz Channel 09 : 2.452 GHz Channel 10 : 2.457 GHz Channel 11 : 2.462 GHz Channel 12 : 2.467 GHz Channel 13 : 2.472 GHz Channel 14 : 2.484 GHz Current Channel=1你同样可以通过 iwlist(8) 得到更多信息。
除了上面的两个,还有很多其他工具,包括 iwevent, iwgetid, iwpriv, iwspy, 用来获取网卡工作状态、对网卡进行管理。
本文作者介绍了无线网卡驱动的安装,进行认证的方法。并在文中简要介绍了一些 工具。
感谢开放源代码社区的贡献,我们现在不仅能使用 Linux 访问无线局域网,还能 享受它带来的乐趣!