导言
跟着物联网和互联网的交融，网络的掩盖规模越来越 广，人们关于网络衔接的需求也越来越高，对路由器的功用 要求也越来越多。现在家用型路由器功用较单一，一般不具 有多WAN口和谐功用，且功用较低，不合适在公共场合使 用。本项目以OpenWrt体系为根底，经过装备和增加运用程 序，使该路由器能够在公共场所供给网络衔接以及本地音视 频服务。体系既能够运用以太网或许Wi-Fi进行网络衔接， 也能够运用3G/4G移动网络进行衔接。
1 OpenWrt体系介绍
OpenWrt是一种依据Linux内核的路由器操作体系，和 咱们往常运用的Ubuntu等发行版体系相似。它专门针对路 由器，里边有很多在路由器上运用的软件，例如网络监督、 动态DNS、路由、VLAN等。OpenWrt不是一个单一、静态 的固件，而是供给了一个可增加软件包的可写的文件体系。 运用户能够自在挑选运用程序和装备，而不用受设备供给商 的约束，而且能够运用一些合适某方面运用的软件包来定制 你的设备。现在网络上大概有3500个左右的OPKG包，用户 能够依据需求挑选装置，极大当地便了运用。该体系的优点 是，用户能够经过装备文件进行网络办理，便利对路由器 进 行 配 置 和 办理 。 系 统 还 提 供 了 一 个 简 单 的 We b 界 面 ， 使 用 L u a 语 言 实 现 ， 能 够 便利地对界面进行从头定制，而且能够经过cgi接口与体系进行交互。本文依据OpenWrt体系规划一种支撑异构网络的多媒体 路由体系，为了进步体系的功用及可扩展性，体系规划中摒 弃了路由器常用的ARM处理器，改用X86处理器作为硬件平 台，以进步路由器
的处理功用和扩展性。该体系能够在蜂窝 网络、Wi-Fi及以太网之间进行主动切换，而且能够供给音 视频多媒体服务。
2 体系硬件功用结构
本项目硬件部分选用Conga-TCA/N2800作为中心操控 板。该操控板契合COM Express Compact(95x95mm),Type6 规范，CPU是Intel® Atom™ N2800，并装备1 GBy te DDR31066MHz内存，板卡支撑PCI Express、SATA、USB、I2C、 LPC等总线接口，具有体积小、扩展性强等特色。硬件整体 结构如图1所示。
2.1 以太网接口BCM5696介绍
以太网接口选用博通的BCM5696，合作BCM5464芯片 能够供给12个10/100/1000-Mbps有线以太网接口，而且能 够经过级联扩展以太网接口数量。芯片内部集成先进的QoS 服 务 ， 具 有 高 度 灵敏 的 包 过 滤 、 速 率 限 制 、 标 记 、 监 控 等 功 能 。 同 时 芯 片 支 持 双 V L A N 标 记 (IEEE 802.1Q)以及 VLAN转化等高档功
图1 体系硬件结构图
图2 BCM5696模块
图3 U8300/1运用流程
图4 体系软件根本结构图
图5 网络地址分配
图6 web作业结构
能，为上层运用供给了很大的便利性和灵敏性。芯片的典型运用框图如图2所示。
2.2 蜂窝网络接口模块
为了能够经过3G/4G移动蜂窝网络衔接互联网，硬件 体系扩展了依据Mini PCI-E 接口的U8300和U8301模块，分 别用于接入选用TDD-LTE/FDD-LTE/TD-SCDMA、TDD- LTE/FDD-LTE/TD-SCDMA网络制式的移动蜂窝网络。在 LTE-FDD网络环境下，该模块理论上能够供给100Mbps的上 行速率和50Mbps的下行速率。模块支撑PPP-stack和TCP/IP- stack，而且供给USB和UART接口。U8300/1模
块的运用流程 如图3所示。
3 体系软件功用结构
路由器软件体系的规划首要包括OpenWrt体系装备编 译、设备驱动程序移植、网络环境装备、运用程序编写、多 媒体开发软件移植、LuCI界面开发等，下面临其间部分工 作进行简略介绍。
3.1 OpenWrt体系装备编译
OpenWrt的移植编译功用现已比较完善，能够较好地支 持x86渠道。编译过程中能够主动下载源代码以及对应渠道 的补丁代码。在运用x86默许的装备之外，需求依据体系环 境针对性地增加或许移除相应的模块。首要有a.挑选eglibc作 为C言语库；b.增加usb-serial模块以支撑U8300和U8301模块 接口；c.增加iwlagn模块，供给Wi-Fi支撑；d.增加ppp和ppoe 拨号功用。
3.2 网络装备及地址办理
本体系支撑以太网、Wi-Fi、4G网络接入互联网，需求 手动进行网络装备。其间首要包括U8300/1、I210、Wireless- N1030的网络装备。
规划中多个WAN口的网络地址分配如图5所示，需求 分外留意的是，当Wi-Fi作业在桥接方法时，要确保Wi-Fi的 WAN IP和LAN IP地址不在同一网段内。除掉部分保存IP地 址，其他 IP从192.168.1.10到192.168.1.240能够自在分配给局域网的设备，IP地址装备能够在/etc/con句g/dhcp文件中进行更改，例如：
con句g dhcp 'lan' option interface 'lan'
option start '10' //开始IP地址，即192.168.1.
option limit '230' //最多分配的IP地址数，即地址规模从
10到240体系规划的意图是优先确保体系的连通性。多WAN口 的平衡挑选首要经过路由规矩完成，本规划在mwan3的基 础上进行改善，使体系能够从多个WAN口中挑选一个网络 状况较好的WAN口作为衔接外网的接口。装备文件坐落/ etc/config/mwan3，经过该文件装备网络端口的优先级及控 制规矩。整体的操控思路是：1. 发动一个后台进程Internet_ monitor监控各个WAN口的状况；2.
进程Internet_switch依据 用户定制的切换规矩更改体系所运用的WAN口。
3.3 装置流媒体服务器
为了能向局域网内的网络用户供给本地音视频服务， 系 统 移 植 了 u S h a re 作 为 本 地 多 媒 体 服 务 器 。 u S Ha re 是 由 Geexbox开发的一个开源项目，它依据UPnP(Universal Plug and Play) A/V & DL AN协议结构，完成了相应的多媒体服 务器功用，能够向支撑UPnP的设备供给多媒体服务，而且 运用libupnp内置的http server向用户供给多媒体信息服务。 比较于其它多媒体服务器例如FUPPES、 MediaTomb以及 MiniDLAN等，uShare具有易于移植以及装备简略等特色。 现在uShare能够支撑大多数多媒体格局文件，如表1所示。
图7 多媒体文件装备
图8 网络状况办理
现在现已有依据OpenWrt的OPKG包，因而软件的装置 特别便利，针对渠道进行装备之后即可运用。装备文件为/ etc/con句g/ushare，能够参照下面的方法进行装备，首要修正 媒体文件地点目录，即content_directories对应的选项，其他 参数坚持默许值。
con句g 'ushare'
option 'servername' 'OpenWrt'option 'enabled' '1'
option 'content_directories' '/
mnt/sda1/vedio, /mnt/sda1/audio' option 'disable_telnet' '1' option 'disable_webif '
'0'
3.4 LuCI界面开发
OpenWrt中运用uhttp作为web服务器，完成客户端web页面装备功用。关于request恳求选用cgi处理方法，所用的cgi程序是
LuCI，作业结构如图6所示。Client端和server端选用cgi方法交互，在uhttpd服务器的 cgi方法中，fork出一个子进程，子
进程运用execl替换为LuCI 进程空间，经过设置环境变量的方法，传递一些固定格局的 数据（如PATH_INFO）给LuCI。别的一些非固定格局的数据（post-data）由父进程经过一个w_pipe写给LuCI的stdin， LuCI的回来数据写在stdout上，由父进程经过一个r_pipe读取。
项目针对体系需求运用Lua言语对界面进行从头编写， 便利对体系进行装备和办理以及检查网络状况，装备多媒体 信息等。体系Web页面作用如图7和图8所示。
4 结束语
咱们分别对网络衔接及媒体服务功用进行测验。将该 体系置于不同的网络环境中进行网络衔接
测验，成果如表2 所示。
多媒体服务功用测验经过本地电脑装置ushare软件进行 测验，测验成果显现，在运用有线网络或许Wi-Fi衔接状况 下播映720P高清视频比较流通。本项目依据OpenWrt操作体系规划完成了能够在多WAN口之间主动切换，而且具有多媒体服务的高功用路由体系。 该体系具有丰厚的总线接口，能够自在扩展总线设备，从 而习惯不同的体系要求。咱们经过PCI总线扩展Alta ARINC MPCIE-A429
模块，用于检测飞机飞翔状况然后操控路由的 开关等动作。扩展后的路由器在测验环境中作业杰出，具有 实用价值。经过增加其他总线模块，也能够将体系运用于火 车、轿车以及小型商场等范畴。
