在 Linux 下访问无线局域网

摘要:

本文中，作者叙述了驱动常见无线网卡的几种方法和其他一些相关话题，如访问使用基于802.1x认证机制的无线局域网的方法等。

概述

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。  

驱动无线网卡

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：

• 使用内核自带的网卡驱动程序,
• 为特定的网卡编译安装驱动模块,
• 使用 NDIS wrapper [1]利用面向 MS Windows®的驱动程序驱动网卡。

在下面的章节，笔者将用小例子逐一解释这些方法。

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".  

内核中支持的无线网卡

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。  

特定网卡的驱动模块

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# makeAPTITUDE:/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 thehotplug 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。  

驱动其他网卡

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 -lInstalled ndis drivers:netwg121        driver present

好了！安装过程完成了。  

认证

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 protocolnetwork_list = all#the list of networks to aclearcase/" target="_blank" >ccessdefault_netname = default#the default access networkfirst_auth_command = <BEGIN_COMMAND>dhclient %i<END_COMMAND>#The command before authention, which usually for get some info from#networklogfile = /var/log/xsupplicant.log#log filemyssid #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。  

一些有用的工具

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 wlan0wlan0     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 1APTITUDE:/home/gnawux# iwconfig wlan0wlan0     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 gnawuxAPTITUDE:/home/gnawux# iwconfig wlan0wlan0     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 scanningwlan0     Scan completed :          Cell 01 - Address: 00:0D:BD:6F:B4:48                    ESSID:""                    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

而使用 frequency 参数，我们可以得到频率列表：

gnawux@APTITUDE:~$ /sbin/iwlist wlan0 freqwlan0     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。  

结论

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！  

参考文献

1. NDIS wrapper project, http://ndiswrapper.sourceforge.net;
2. Prism54 project, http://prism54.org;
3. IPW2100 project, http://ipw2100.sourceforge.net;
4. Open1x project, http://open1x.sourceforge.net;
5. Jean Tourrilhes, wireless tools, http://www.hpl.hp.com/personal/Jean_Tourrilhes/Linux/Tools.html.

原文转自：http://www.ltesting.net