使用wpa_supplicant连接无线网络

一直以来,我们都会使用发行版默认使用的网络配置工具来设置网络,例如Ubuntu默认使用 netplan网络配置 ,而RedHat或者其他发行版默认使用 NetworkManager 。总之,工具五花八门,特别是设置企业级无线网络WPA2,命令参数更是复杂多变。

然而,实际上不同的网络配置工具在配置无线网络时,最终生成的配置文件和使用的工具其实都是 wpa_supplicant ,所以我们也可以手工编辑 wpa_supplicant 配置文件或者使用 wpa_supplicant 命令来构建初始配置并进行进一步定制。

激活无线网卡

  • 首先我们需要确保无线网卡是激活的,使用工具 rfkill

    sudo apt install rfkill
    
  • 检查无线网卡状态:

    rfkill list
    

如果看到无线网卡状态是 Soft blocked 则表明软件关闭了无线网卡:

0: phy0: Wireless LAN
        Soft blocked: yes
        Hard blocked: no

则使用以下命令启用无线(unblock):

rfkill unblock wifi
  • 如果使用桌面版本Ubuntu,默认是启用了NetworkManager,则会和手工设置 wpa_supplicant 冲突,所以需要停止NetworkManager:

    sudo systemctl stop NetworkManager
    sudo systemctl disable NetworkManager
    
  • 如果使用服务器版本Ubuntu,默认是启用了netplan,也会和手工设置 wpa_supplicant 冲突

确定无线网卡

  • 使用 iwconfig 找出无线网卡名字:

    iwconfig
    

通常无线网卡名字是 wlan0 ,但是也可能看到常见的 wlp3s0

  • 如果无线网卡接口是down状态,可以使用 ifconfig 命令启用:

    sudo ifconfig wlp3s0 up
    
  • 然后扫描周边无线网络:

    sudo iwlist wlp3s0 scan | grep ESSID
    

使用wpa_supplicant连接无线

  • 安装 wpa_supplicant

    sudo apt install wpasupplicant
    
  • 创建初始配置:

    wpa_passphrase your-ESSID your-passphrase | sudo tee /etc/wpa_supplicant.conf
    
  • 使用以下命令连接无线:

    sudo wpa_supplicant -c /etc/wpa_supplicant.conf -i wlp3s0
    

注意,这时是前台运行 wpa_supplicant ,当连接建立以后,请另外开一个终端窗口,执行 iwconfig 命令检查无线是否连接正常,应该看到 wlps3s0 连接到指定的AP。

  • 按下 CTRL+C 终止前台运行的 wpa_supplicant 进程,然后加上 -B 参数让它后台运行:

    sudo wpa_supplicant -B -c /etc/wpa_supplicant.conf -i wlp3s0
    
  • 当完成无线连接之后,我们需要获取DHCP地址,所以我们还要运行 dhclient

    sudo dhclient wlp3s0
    

如果一切正常,使用 ifconfig wlp3s0 将看到无线网卡获得IP地址并能够正常上网。

802.1x和EAP

IEEE8021X是用于有线网络的认证,对应的无线网络认证是WPA-EAP,所以在配置 wpa_supplicant-wired.conf 使用如下配置:

ctrl_interface=/run/wpa_supplicant
ap_scan=0
network={
  key_mgmt=IEEE8021X
  eap=PEAP
  identity="user_name"
  password="user_password"
  phase2="autheap=MSCHAPV2"
}

而无线网络则替换 IEEE8021XWPA-EAP 并且移除 ap_scan=0 :

wpa_supplicant/wpa_supplicant-office.conf
 1ctrl_interface=/var/run/wpa_supplicant
 2# 配置Country Code支持5G Hz无线连接
 3country=CN
 4# ap_scan支持扫描隐藏的SSID
 5ap_scan=1
 6network={
 7  ssid="SSID-OFFICE"
 8  key_mgmt=WPA-EAP
 9  eap=PEAP
10  phase1="peaplabel=0"
11  phase2="auth=MSCHAPV2"
12  identity="user_name"
13  password="user_password"
14}

简单的wpa_supplicant脚本

  • 一个非常简单的wpa_supplicant脚本,结合前面配置文件启动并连接无线:

wpa_supplicant/start_wifi
1sudo ifconfig wlp3s0 down
2sleep 1
3sudo ifconfig wlp3s0 up
4sudo wpa_supplicant -c /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant-office.conf -i wlp3s0 &
5sleep 5
6sudo dhcpcd wlp3s0

连接隐藏的无线网络

有些无线网络SSID并不广播,所以需要在 /etc/wpa_supplicant.conf 配置中添加:

scan_ssid=1

5G Hz无线网络国家代码

如果使用了5G Hz无线AP,一定要在配置中添加 country=CN 或者对应国家Code,否则会导致 wpa_supplicant 运行时错误连接 bssid=00:00:00:00:00:00 的AP,日志显示类似:

Nov 05 16:18:51 pi-worker2 wpa_supplicant[1932]: wlan0: CTRL-EVENT-ASSOC-REJECT bssid=00:00:00:00:00:00 status_code=16
Nov 05 16:10:27 pi-worker2 wpa_supplicant[1849]: wlan0: Trying to associate with SSID 'SSID-OFFICE'
Nov 05 16:10:30 pi-worker2 wpa_supplicant[1849]: wlan0: CTRL-EVENT-ASSOC-REJECT bssid=00:00:00:00:00:00 status_code=16
Nov 05 16:10:30 pi-worker2 wpa_supplicant[1849]: wlan0: CTRL-EVENT-SSID-TEMP-DISABLED id=0 ssid="SSID-OFFICE" auth_failures=1 duration=23 reason=CONN_FAILED

这是因为5GHz是一个受控频率,需要根据不同国家进行调整country code,否则无法连接。

注解

我曾经在 树莓派Ubuntu网络设置 反复折腾了一周时间 排查wpa_supplicant无法连接5GHz无线问题

如果使用 netplan网络配置 配置管理 systemd-networkd ,则同样设置 REGDOMAIN=CN

启动时自动运行

为了能在操作系统启动时自动连接无线网络,我们需要编辑 wpa_supplicant.service 配置:

sudo cp /lib/systemd/system/wpa_supplicant.service /etc/systemd/system/wpa_supplicant.service

然后编辑 /etc/systemd/system/wpa_supplicant.service ,将以下配置:

ExecStart=/sbin/wpa_supplicant -u -s -O /run/wpa_supplicant

修改成:

ExecStart=/sbin/wpa_supplicant -u -s -c /etc/wpa_supplicant.conf -i wlp3s0

如果在 wpa_supplicant.service 配置中有如下内容:

Alias=dbus-fi.w1.wpa_supplicant1.service

则注释掉(添加 # ):

#Alias=dbus-fi.w1.wpa_supplicant1.service

现在我们可以激活 wpa_supplicant.service

sudo systemctl enable wpa_supplicant.service

我们也需要启动 dhclient 来获得IP,所以创建 /etc/systemd/system/dhclient.service 内容如下:

[Unit]
Description= DHCP Client
Before=network.target

[Service]
Type=simple
ExecStart=/sbin/dhclient wlp3s0 -v
ExecStop=/sbin/dhclient wlp3s0 -r

[Install]
WantedBy=multi-user.target

然后激活服务:

sudo systemctl enable dhclient.service

获得静态IP地址

DHCP客户端也可以向服务器请求分配固定的IP地址,编辑 /etc/dhcp/dhclient.conf 添加以下行内容:

interface "wlp3s0" {
     send dhcp-requested-address 192.168.0.122;
}

然后重启dhclient服务:

sudo systemctl restart dhclient

使用主机名访问Ubuntu服务

实际上不需要分配静态IP地址就能够对外提供服务。Ubuntu可以使用 mDNS (Multicast DNS) 来向局域网公告自己的主机名,这样客户端就可以通过主机名来访问这台服务器上的服务。这样主机名可以解析到IP地址,即使你的主机IP地址变化。

要使用mDNS,需要安装 avahi-daemon ,这时一个实现 mDNS/DNS-SD 的开源实现:

sudo apt install avahi-daemon

启动服务:

sudo systemctl start avahi-daemon

激活启动服务:

sudo systemctl enable avahi-daemon

avahi-daemon监听在UDP端口5353,所以防火墙需要打开这个端口。如果你使用UFW,则运行以下命令:

sudo ufw allow 5353/udp

现在你需要设置服务器的唯一主机名,使用 hostnamectl 命令:

sudo hostnamectl set-hostname ubuntubox

注意,此时新设置的 ubuntubox 还不能被其他局域网主机看到,我们需要重启 avahi-daemon

sudo systemclt restart avahi-daemon

检查 avahi-daemon 状态:

systemctl status avahi-daemon

注解

需要注意,mDNS主机名以 .local 结尾,所以上述设置主机名 ubuntubox 在mDNS中显示的名字是 ubuntubox.local

对于要使用avahi的客户端,需要安装 mDNS/DNS-SD 软件:

  • Linux需要安装 avahi-daemon

  • Windows需要激活 Bonjour 服务,也就是安装 Bonjour print service 或者直接安装 iTunes

  • macOS不需要安装任何软件,默认已经激活了Bonjour

参考