OpenWrt - nowe życie starszego sprzętu

[#1]

OpenWrt to alternatywne oprogramowanie dla routerów. Nie każde urządzenie jest wspierane, jednak lista kompatybilnych modeli jest bardzo długa i stale się powiększa.

Wyszukiwarka dostępnych wersji oprogramowania znajduje się pod adresem:
https://firmware-selector.openwrt.org

Dostępny jest również polski fork OpenWrt, zawierający dodatkowe pakiety i modyfikacje:
https://dl.eko.one.pl/firmware/.

Osobiście polecam oprogramowanie z eko.one, ponieważ domyślnie zawiera język polski oraz szeroki zestaw sterowników do modemów, dzięki czemu nie ma potrzeby ich dodatkowej instalacji po wgraniu systemu.

W zdecydowanej większości routerów, szczególnie modeli firmy TP-Link, OpenWrt wgrywa się bezpośrednio z poziomu panelu administracyjnego. Istnieją jednak urządzenia, w których instalacja wymaga dostępu do konsoli szeregowej i odbywa się za pomocą interfejsu UART.

W tym poradniku opiszę właśnie taki sposób instalacji na przykładzie routera ZTE MF286R.

Krok 1: Przygotowanie do fizycznego połączenia z routerem

Aby wgrać nowe oprogramowanie, często konieczne jest bezpośrednie podłączenie komputera do wewnętrznych komponentów routera. Poniższe punkty wyjaśniają, jak się do tego przygotować.

1. Otwarcie obudowy

   • Należy ostrożnie otworzyć plastikową obudowę routera, aby uzyskać dostęp do jego wewnętrznej płytki elektronicznej (płyty głównej).

2. Zlokalizowanie punktów połączeniowych (pinów UART)

   • Na płycie głównej trzeba znaleźć specjalne punkty połączeniowe, nazywane pinami UART. Są to małe, metalowe styki.
   • Służą one do bezpośredniej komunikacji między komputerem a routerem na bardzo niskim poziomie. Jest to niezbędne do wgrania nowego oprogramowania, zwłaszcza w sytuacjach awaryjnych.

3. Znalezienie instrukcji dla Twojego modelu routera

   • Lokalizacja i opis tych pinów różnią się w zależności od modelu routera. Nie można zgadywać ich położenia.
   • Niezbędne informacje znajdziesz na oficjalnej stronie projektu OpenWrt:
     • https://openwrt.org

Co znaleźć na stronie OpenWrt?

Na podanej stronie wyszukaj stronę dedykowaną Twojemu konkretnemu modelowi routera. Znajdziesz tam zazwyczaj:

• Zdjęcia płyty głównej z wyraźnie zaznaczonymi pinami UART.
• Opis wyprowadzeń, który wyjaśnia, który pin za co odpowiada (np. nadawanie, odbiór, masa).
• Dodatkowe wskazówki dotyczące procesu instalacji lub ewentualnego przywracania routera do stanu fabrycznego, jeśli coś pójdzie nie tak.

Podsumowując

Pierwszy krok polega na fizycznym otwarciu routera i znalezieniu na jego płycie głównej odpowiednich punktów styku (pinów UART), korzystając z dokładnych instrukcji i zdjęć dostępnych na stronie OpenWrt dla Twojego modelu urządzenia.

Krok 2: Prawidłowe połączenie pinów

Po zlokalizowaniu pinów na płycie głównej routera, należy je połączyć z komputerem. Robi się to za pomocą specjalnego urządzenia, zwanego konwerterem USB-UART, który działa jak tłumacz między routerem a komputerem.

Prawidłowe połączenie pinów jest kluczowe. Należy zastosować zasadę "łączenia na krzyż".

Schemat połączeń

Wyobraź sobie, że piny do nadawania i odbierania danych to "usta" i "uszy" urządzeń. Aby mogły się komunikować, "usta" jednego urządzenia muszą być połączone z "uchem" drugiego.

• Pin TX (Transmit / Nadawanie) routera należy połączyć z pinem RX (Receive / Odbiór) konwertera.
  • Router "mówi" do konwertera.
• Pin RX (Receive / Odbiór) routera należy połączyć z pinem TX (Transmit / Nadawanie) konwertera.
  • Router "słucha" tego, co "mówi" konwerter.
• Pin GND (Ground / Masa) routera należy połączyć z pinem GND (Ground / Masa) konwertera.
  • To wspólny punkt odniesienia dla sygnału, niezbędny do stabilnej komunikacji.

Pin na routerze	Łączymy z	Pinem na konwerterze
TX	-->	RX
RX	-->	TX
GND	-->	GND

Bardzo ważna uwaga dotycząca zasilania (pin VCC)

• Nie należy podłączać pinu oznaczonego jako VCC!
• Pin VCC dostarcza zasilanie. Router jest już zasilany przez swój własny zasilacz. Podłączenie dodatkowego źródła zasilania z konwertera może spowodować zwarcie i trwale uszkodzić router.
• Jedynym wyjątkiem jest sytuacja, gdy w dokumentacji Twojego konkretnego modelu routera (na stronie OpenWrt) znajduje się wyraźne polecenie, aby podłączyć ten pin. Są to jednak bardzo rzadkie przypadki.

Podsumowując

Krok drugi polega na połączeniu pinów routera i konwertera według schematu: TX z RX, RX z TX oraz GND z GND. Należy bezwzględnie unikać podłączania pinu zasilania VCC.

3. 

Krok 3: Podłączenie konwertera do komputera i identyfikacja portu

Teraz, gdy konwerter jest połączony z routerem, należy go podłączyć do komputera, aby umożliwić komunikację.

1. Podłączenie fizyczne

   • Podłącz konwerter UART do wolnego portu USB w Twoim komputerze.
   • System operacyjny (np. Windows) powinien automatycznie wykryć nowe urządzenie. Czasami może być konieczna chwila na zainstalowanie sterowników.

2. Czym jest port COM?

   • Gdy komputer wykryje konwerter, przypisze mu specjalny kanał komunikacyjny, zwany portem COM.
   • Można go sobie wyobrazić jako unikalny numer "drzwi", przez które programy na komputerze będą "rozmawiać" z routerem.
   • Aby nawiązać połączenie, musisz znać ten numer.

3. Jak sprawdzić numer portu COM (w systemie Windows)?

   • Numer ten jest inny na każdym komputerze i dla każdego podłączenia. Podany w przykładzie COM9 jest tylko ilustracją. Musisz znaleźć swój własny.
   • Aby to zrobić, otwórz Menedżer urządzeń:
     • Kliknij prawym przyciskiem myszy na menu Start i wybierz "Menedżer urządzeń".
     • Alternatywnie, wciśnij klawisz Windows + R, wpisz devmgmt.msc i naciśnij Enter.
   • W oknie Menedżera urządzeń znajdź i rozwiń kategorię o nazwie "Porty (COM i LPT)".
   • Na liście zobaczysz swój konwerter, często opisany jako "USB Serial Port", "USB-SERIAL CH340" lub podobnie.
   • W nawiasie obok nazwy urządzenia będzie podany jego numer portu COM. Na przykład: USB Serial Port (COM4).

   (Uwaga: To jest tylko obraz poglądowy. Wygląd i nazwa mogą się różnić w Twoim systemie).

4. Zapisz numer

   • Zanotuj lub zapamiętaj ten numer (np. COM4). Będzie on niezbędny w następnym kroku do skonfigurowania programu, za pomocą którego połączysz się z routerem.

Podsumowując

Podłącz konwerter do portu USB w komputerze. Następnie, w Menedżerze urządzeń, znajdź sekcję "Porty (COM i LPT)", odszukaj swój konwerter i zapisz przypisany mu numer portu COM. Pamiętaj, że numer COM9 z oryginalnego tekstu to tylko przykład.

Krok 4: Nawiązanie połączenia za pomocą programu terminalowego

Aby "rozmawiać" z routerem przez port COM, potrzebujesz specjalnego programu na komputerze, zwanego emulatorem terminala. Działa on jak okno czatu, w którym będziesz wpisywać polecenia i odczytywać komunikaty wysyłane przez router.

Najpopularniejszym i darmowym programem tego typu jest PuTTY.

Jak skonfigurować PuTTY?

1. Uruchom program PuTTY.

2. W głównym oknie programu musisz skonfigurować ustawienia połączenia. Oto kluczowe parametry, które należy ustawić:

   • Typ połączenia (Connection type): Zaznacz opcję Serial.
   • Port szeregowy (Serial line): W tym polu wpisz numer portu COM, który znalazłeś w poprzednim kroku (np. COM4).
     • Ważne: Pamiętaj, że numer COM9 z oryginalnej instrukcji to tylko przykład. Musisz tu wpisać numer właściwy dla Twojego komputera.
   • Prędkość (Speed): To bardzo ważny parametr, określający szybkość komunikacji.
     • Musisz wpisać tu odpowiednią wartość (tzw. baud rate), która jest specyficzna dla Twojego modelu routera.
     • Tę informację znajdziesz w dokumentacji na stronie OpenWrt dla Twojego urządzenia, zazwyczaj obok opisu pinów UART. Najczęściej spotykaną wartością jest 115200, ale zawsze należy to zweryfikować.

Tabela ustawień w PuTTY

Ustawienie w PuTTY	Wartość do wpisania	Skąd wziąć informację?
Connection type	Serial	Stała wartość dla tego typu połączenia.
Serial line	Twój numer portu COM (np. COM4)	Z Menedżera urządzeń w systemie Windows (Krok 3).
Speed	Wartość dla Twojego routera (np. 115200)	Ze strony OpenWrt, z dokumentacji Twojego modelu.

Uwaga: Pozostałe ustawienia, takie jak "Data bits" (8), "Stop bits" (1) i "Parity" (None), zazwyczaj mają poprawne wartości domyślne. Warto jednak sprawdzić, czy dokumentacja na stronie OpenWrt nie zaleca innych.

3. Otwórz połączenie
   • Po wprowadzeniu powyższych ustawień kliknij przycisk "Open" (Otwórz).
   • Na ekranie pojawi się czarne, puste okno. To jest terminal, który nasłuchuje na komunikaty z routera. Na razie pozostanie pusty, aż do momentu włączenia zasilania routera w kolejnym kroku.

Podsumowując

W tym kroku należy uruchomić program PuTTY, skonfigurować go do pracy w trybie Serial, podać swój numer portu COM oraz prawidłową prędkość (znalezioną na stronie OpenWrt), a następnie otworzyć sesję połączenia.

Krok 5: Weryfikacja modelu routera na podstawie logów startowych

Teraz, gdy wszystko jest przygotowane i połączone, nadszedł czas, aby dowiedzieć się, z jakim dokładnie urządzeniem mamy do czynienia. Ten krok jest niezwykle ważny, aby uniknąć instalacji niewłaściwego oprogramowania.

Dlaczego ten krok jest tak ważny?

• Nazwa modelu na obudowie routera (np. "Model XYZ") może być myląca.
• Producenci często wypuszczają na rynek różne wersje (warianty) tego samego modelu, które różnią się wewnętrznymi komponentami (np. procesorem, ilością pamięci).
• Wgranie oprogramowania przeznaczonego dla innego wariantu może spowodować, że router przestanie działać na stałe (proces ten nazywany jest "ucegleniem" urządzenia).

Dlatego musimy potwierdzić dokładny wariant sprzętowy, odczytując informacje bezpośrednio z samego urządzenia podczas jego uruchamiania.

Jak to zrobić?

1. Włącz zasilanie routera.

   • Podłącz zasilacz do routera i włącz go.

2. Obserwuj okno PuTTY.

   • W momencie włączenia routera, czarne okno terminala (PuTTY), które otworzyłeś w poprzednim kroku, natychmiast zacznie wypełniać się tekstem.
   • Są to tzw. logi startowe – szczegółowy zapis wszystkiego, co router robi podczas uruchamiania. Można je porównać do listy kontrolnej, którą urządzenie wykonuje i raportuje krok po kroku.

3. Znajdź kluczową informację.

   • W tym gąszczu tekstu musisz znaleźć linię, która jednoznacznie identyfikuje Twoje urządzenie. Często jest to nazwa modelu połączona z oznaczeniem wersji lub wariantu.
   • W oryginalnej instrukcji podano przykład:

1. • [ 22.120000] cfg init, /home/scl/ci/workspace/Soft4_MF286R1_TMOPL_CPE/...

   • W powyższym przykładzie kluczową informacją jest fragment MF286R1. Oznacza to, że jest to model MF286 w wariancie "R1". Reszta linii to informacje deweloperskie, które można zignorować.

2. Zapisz dokładny model.

   • Zanotuj znaleziony identyfikator. Będzie on niezbędny do pobrania prawidłowego pliku z oprogramowaniem OpenWrt.

Podsumowując

Włącz router i obserwuj tekst pojawiający się w oknie PuTTY. Przejrzyj go uważnie, aby znaleźć dokładny identyfikator modelu i jego wariantu (np. MF286R1). Ta informacja jest kluczowa, aby upewnić się, że pobierzesz i zainstalujesz oprogramowanie przeznaczone dla dokładnie Twojej wersji sprzętowej.

6. Wyłączamy router, pozostawiając włączoną konsolę UART.

7. Łączymy kablem LAN router z komputerem.

8. Ustawiamy kartę sieciową zgonie z poniższą grafiką. 

9. Do katalogu serwera tftpd64 wrzucamy plik "InitRams", u mnie to plik o nazwie: openwrt_initramfs_image.bin

Krok 10: Przygotowanie komputera do wysłania oprogramowania (serwer TFTP)

Teraz musimy przygotować komputer, aby mógł wysłać plik z nowym oprogramowaniem (firmware) bezpośrednio do routera. Do tego celu użyjemy specjalnego, prostego programu o nazwie serwer TFTP.

Można go sobie wyobrazić jako małą, tymczasową "usługę kurierską" na Twoim komputerze, która czeka, aż router poprosi o plik.

1. Konfiguracja serwera TFTP

• Uruchom program pełniący funkcję serwera TFTP (np. Tftpd64 lub podobny).
• W ustawieniach programu musisz wskazać, że ma on nasłuchiwać na połączenia przychodzące na adres 192.168.0.22.
  • Dlaczego ten konkretny adres? Router w specjalnym trybie serwisowym jest zaprogramowany tak, aby szukać pliku z oprogramowaniem na komputerze o dokładnie takim adresie IP.
  • Oznacza to, że Twoja karta sieciowa w komputerze (ta, która jest połączona kablem z routerem) musi mieć tymczasowo, ręcznie ustawiony ten adres IP. Serwer TFTP będzie wtedy działał pod tym adresem.

2. Izolacja połączenia sieciowego

To bardzo ważny krok, który zapobiega problemom z komunikacją.

• Wyłącz wszystkie inne połączenia sieciowe na Twoim komputerze.

  • Przede wszystkim wyłącz Wi-Fi.
  • Jeśli masz inne połączenia kablowe (np. do internetu), je również należy tymczasowo rozłączyć lub wyłączyć w ustawieniach systemowych.

• Dlaczego jest to konieczne?

  • Wyobraź sobie, że próbujesz prowadzić ważną rozmowę w hałaśliwym pokoju. Aby mieć pewność, że wszystko dobrze usłyszysz, zamykasz drzwi i okna. Tutaj robimy to samo.
  • Komputer, mając do dyspozycji kilka połączeń (np. Wi-Fi i kabel), może próbować wysłać dane "złą drogą". To spowoduje, że plik nie dotrze do routera.
  • Wyłączenie wszystkich innych połączeń tworzy jedną, czystą i bezpośrednią drogę komunikacji między komputerem a routerem, eliminując ryzyko pomyłki.

Podsumowując

W tym kroku należy wykonać dwie kluczowe czynności:

1. Uruchomić serwer TFTP i upewnić się, że komputer jest dostępny dla routera pod adresem 192.168.0.22.
2. Wyłączyć na komputerze wszystkie inne połączenia sieciowe (zwłaszcza Wi-Fi), aby zapewnić stabilny i bezbłędny transfer pliku.

11. Włączamy router. Po bardzo krótkiej chwili pojawi się komunikat „Hit any key to stop autoboot”. W tym momencie przerywamy proces startu (boot), aby zatrzymać U-Boot i uzyskać dostęp do trybu bootloadera.

12. Wpisujemy komendę, która wczyta obraz OpenWrt do pamięci RAM, aby możliwe było jego uruchomienie z poziomu bootloadera (U-Boot)

tftpboot 0x81000000 openwrt_initramfs_image.bin

13. Po pojawieniu się znaku zachęty wpisujemy kolejną komendę, która uruchamia system z pamięci RAM, czyli startujemy OpenWrt w trybie tymczasowym (bez zapisu do pamięci flash).

 bootm 0x81000000

14. Po dłuższej chwili router powinien uruchomić się z nowym systemem. Aby umożliwić dostęp do panelu administracyjnego, przywracamy ustawienia karty sieciowej do domyślnych (np. automatyczne pobieranie adresu IP przez DHCP).

15. Wchodzimy do panelu OpenWrt,  następnie do sekcji System -> Backup / Flash Firmware

16. W sekcji „Flash new firmware” wskazujemy plik z pełnym obrazem systemu OpenWrt.

17. Zaznaczamy Force upgrade, aby wymusić instalację.  

18. Po kilku minutach oprogramowanie powinno zostać wgrane, a router uruchomi się ponownie z nowym systemem zapisanym w pamięci stałej (flash).

19. Składamy obudowę, odłączamy kable UART i uruchamiamy router.

W drugiej części poradnika pokażę, jak skonfigurować interfejsy WAN, WWAN oraz Wi-Fi.

Gdybyście mieli pytania związane z tym artykułem i jego zawartością, to - śmiało! - możecie je zadać tutaj, wybierając etykietę własne urządzenie.