OpenWrt 介绍与快速入门教程

一、OpenWrt 简介

OpenWrt 是一个高度模块化、高度自动化的嵌入式 Linux 操作系统，最初是为路由器和其他嵌入式设备设计的开源项目。自 2004 年 1 月项目启动以来，OpenWrt 已经发展成为功能强大且灵活的嵌入式 Linux 发行版。

1.1 发展历程

• ​2004年1月​：项目正式启动，基于 Linksys 提供的 GPL 源码及 uclibc 中的 buildroot 项目
• ​2005年​：推出第一个实验性版本 "White Russian"，完全舍弃了 Linksys 的 GPL 源码
• ​2005年底​：发布 White Russian 1.0 版本
• ​2013年​：Attitude Adjustment 版本更新 Linux 3.3 内核并支持 IPv6
• ​2014年​：Barrier Breaker 版本升级 Linux 3.10 内核并支持文件系统快照
• ​2025年2月​：发布 24.10 版本，改进 Wi-Fi 6 并初步支持 Wi-Fi 7

1.2 项目起源

OpenWrt 项目的诞生源于对当时路由器固件的不满。当 Linksys 释放 WRT54G/GS 的源码后，虽然出现了许多增强功能的固件，但这些固件大多基于 Linksys 源码的少量修改，存在两个主要问题：

1. 难以集合各版本固件的长处
2. 这些版本距离 Linux 正式发行版越来越远

OpenWrt 选择了一条不同的道路：从零开始，逐步添加各种软件，使其接近 Linksys 固件的功能，同时保持文件系统可写，开发者无需每次修改后重新编译，使系统更像一个小型的 Linux 电脑系统。

二、系统特点

2.1 核心优势

1. ​​高度模块化设计​​

   • 系统组件可自由添加或移除
   • 通过包管理系统实现功能扩展
   • 开发者无需重新编译整个固件即可定制功能

2. ​​可写文件系统​​

   • 与大多数只读文件系统的路由器固件不同
   • 允许用户直接修改系统文件和配置
   • 支持持久化自定义设置

3. ​​强大的软件包生态系统​​

   • 提供 3000 多种预编译软件包
   • 数量持续增长中
   • 涵盖从基础工具到高级应用的各个方面

4. ​​先进的 Linux 内核支持​​

   • 使用比大多数路由器固件更新的 Linux 内核
   • 截至 2025 年，最新版本已支持 Linux 3.10+ 内核特性

5. ​​跨平台支持​​

   • 支持 ARM、X86、PowerPC 和 MIPS 等多种处理器架构
   • 适用于路由器、工控设备、电话、小型机器人、智能家居、VOIP 设备等多种场景

2.2 主要功能

1. ​​网络功能​​

   • 强大的路由和防火墙功能
   • 支持多种 VPN 协议
   • 无线网络管理和优化
   • 流量整形和 QoS 控制
   • 多 WAN 口负载均衡和故障转移

2. ​​扩展功能​​

   • SSH 服务器和隧道功能
   • BitTorrent 客户端支持
   • 服务器软件运行环境（Web 服务器、数据库等）
   • 网络流量分析和监控
   • 客人网络创建和管理

3. ​​管理界面​​

   • LuCI Web 图形管理界面
   • 命令行界面（SSH 访问）
   • 丰富的配置选项和监控工具

三、技术架构

3.1 系统架构

OpenWrt 采用了与大多数传统路由器固件不同的架构设计：

1. ​​可写根文件系统​​

   • 使用 JFFS2、UBI 或 ext4 等可写文件系统
   • 允许系统更新和用户修改持久化保存

2. ​​包管理系统​​

   • 基于 opkg 的软件包管理系统
   • 类似于 Debian 的 APT 系统
   • 支持在线更新和依赖关系管理

3. ​​模块化设计​​

   • 系统功能通过独立软件包实现
   • 用户可根据需要选择安装特定功能
   • 避免了传统固件"一刀切"的设计缺陷

3.2 开发环境

1. ​​交叉编译工具链​​

   • 支持多种处理器架构的交叉编译
   • 提供完整的工具链和构建系统

2. ​​Buildroot 系统​​

   • 基于 buildroot 的构建系统
   • 简化了嵌入式 Linux 系统的构建过程

3. ​​SDK 支持​​

   • 提供软件开发工具包（SDK）
   • 简化了自定义应用程序的开发过程

四、安装与配置

4.1 适用设备

OpenWrt 可安装在各种硬件设备上，最常见的是：

1. ​​家用路由器​​

   • 支持多种品牌和型号的路由器
   • 包括 TP-Link、Linksys、Netgear 等品牌的多款设备

2. ​​开发板​​

   • 如树莓派（Raspberry Pi）
   • 其他嵌入式开发板

3. ​​工控设备​​

   • 各种嵌入式系统和工业控制设备

4.2 安装方法（以树莓派为例）

4.2.1 准备工作

1. ​​硬件需求​​

   • 树莓派（推荐 Raspberry Pi 4 或更高版本）
   • microSD 卡（建议 16GB 或更大）
   • 网线
   • 可选：USB 无线网卡

2. ​​软件需求​​

   • 计算机（用于下载和写入镜像）
   • SD 卡读卡器
   • 网络连接

4.2.2 安装步骤

1. ​​下载 OpenWrt 镜像​​

   • 访问 OpenWrt 官方网站或镜像站点
   • 下载适用于树莓派的 OpenWrt 镜像文件

2. ​​写入镜像到 SD 卡​​

   • 使用 Etcher、Win32 Disk Imager 等工具
   • 将 OpenWrt 镜像写入 microSD 卡

3. ​​启动树莓派​​

   • 将 SD 卡插入树莓派
   • 连接网线和电源
   • 树莓派将自动启动 OpenWrt 系统

4. ​​初始配置​​

   • 通过网线连接的计算机访问 192.168.1.1
   • 设置管理员密码
   • 进行基本网络配置

4.3 基本配置

4.3.1 网络配置

1. ​​连接到互联网​​

   • 通过 LAN 口连接到现有路由器
   • 或配置 WAN 口直接连接到互联网

2. ​​创建无线网络​​

   • 配置 SSID 和密码
   • 选择适当的无线频段和模式
   • 设置安全选项（推荐 WPA2 或 WPA3）

4.3.2 系统更新

1. ​​更换软件源（推荐中科大源）​​

   src/gz openwrt_core http://mirrors.ustc.edu.cn/lede/releases/18.06.1/targets/brcm2708/bcm2709/packages
   src/gz openwrt_base http://mirrors.ustc.edu.cn/lede/releases/18.06.1/packages/arm_cortex-a7_neon-vfpv4/base
   src/gz openwrt_luci http://mirrors.ustc.edu.cn/lede/releases/18.06.1/packages/arm_cortex-a7_neon-vfpv4/luci
   src/gz openwrt_packages http://mirrors.ustc.edu.cn/lede/releases/18.06.1/packages/arm_cortex-a7_neon-vfpv4/packages
   src/gz openwrt_routing http://mirrors.ustc.edu.cn/lede/releases/18.06.1/packages/arm_cortex-a7_neon-vfpv4/routing
   src/gz openwrt_telephony http://mirrors.ustc.edu.cn/lede/releases/18.06.1/packages/arm_cortex-a7_neon-vfpv4/telephony

2. ​​更新软件包列表​​

   • 在系统菜单中选择"软件更新"
   • 点击"更新列表"

3. ​​安装软件包​​

   • 通过 LuCI 界面或命令行安装所需软件包

五、高级功能与应用

5.1 网络功能扩展

1. ​​VPN 服务​​

   • 安装和配置 OpenVPN 或 WireGuard
   • 设置站点到站点或客户端 VPN 连接

2. ​​流量管理​​

   • 配置 QoS（服务质量）规则
   • 设置带宽限制和优先级

3. ​​网络监控​​

   • 使用内置工具监控网络流量
   • 配置日志记录和警报

5.2 服务器功能

1. ​​Web 服务器​​

   • 安装 Lighttpd 或 Nginx
   • 配置网站和 Web 应用

2. ​​文件共享​​

   • 设置 Samba 或 FTP 服务器
   • 创建网络存储解决方案

3. ​​开发环境​​

   • 运行 Web 服务器和数据库
   • 创建物联网和嵌入式开发平台

5.3 特殊应用

1. ​​脱机下载​​

   • 配置 BT 客户端进行离线下载
   • 设置下载任务和存储管理

2. ​​智能家居中枢​​

   • 作为智能家居设备的控制中心
   • 集成各种智能家居协议和设备

3. ​​网络实验平台​​

   • 用于网络技术和协议的学习与实验
   • 创建复杂的网络拓扑和测试环境

六、维护与优化

6.1 系统维护

1. ​​定期更新​​

   • 保持系统和软件包最新
   • 修复安全漏洞和提升性能

2. ​​备份配置​​

   • 定期备份系统配置
   • 准备恢复方案以防故障

3. ​​监控系统状态​​

   • 检查系统资源和性能
   • 监控服务和应用程序状态

6.2 性能优化

1. ​​资源管理​​

   • 优化内存和 CPU 使用
   • 管理启动服务和后台进程

2. ​​网络优化​​

   • 调整无线网络参数
   • 优化路由和防火墙规则

3. ​​存储优化​​

   • 管理文件系统和存储空间
   • 优化日志和临时文件设置

七、常见问题与解决方案

7.1 常见问题

1. ​​安装和启动问题​​

   • 设备无法启动 OpenWrt
   • 启动过程中出现错误

2. ​​网络连接问题​​

   • 无法连接到互联网
   • 无线网络不稳定或无法连接

3. ​​软件包问题​​

   • 软件包安装失败
   • 依赖关系错误

4. ​​性能问题​​

   • 系统运行缓慢
   • 网络吞吐量低于预期

7.2 解决方案

1. ​​更新软件源​​

   • 使用可靠的镜像源（如中科大源）
   • 解决下载和安装问题

2. ​​检查硬件兼容性​​

   • 确认设备支持 OpenWrt
   • 检查驱动程序可用性

3. ​​查阅文档和社区资源​​

   • 访问 OpenWrt 官方文档
   • 参与社区论坛和讨论

4. ​​逐步排查问题​​

   • 从基本功能开始测试
   • 逐步添加复杂功能

八、总结

OpenWrt 作为一个功能强大且灵活的嵌入式 Linux 发行版，为路由器和嵌入式设备提供了无限的可能性。通过本教程，您应该已经了解了 OpenWrt 的基本概念、安装配置方法以及高级应用。

OpenWrt 的优势在于其模块化设计、可写文件系统和丰富的软件生态系统，使其不仅是一个路由器固件，更是一个完整的嵌入式 Linux 平台。无论是作为家庭网络的核心、开发平台，还是特殊应用的载体，OpenWrt 都能提供出色的性能和灵活性。

随着技术的不断发展，OpenWrt 继续演进，为嵌入式设备带来最新的网络技术和管理功能。探索 OpenWrt 的世界，您将发现一个充满可能性的嵌入式 Linux 生态系统。