OpenWrt 설치 및 사용기 (WNVR-001 공유기)

 

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집에서 잘 쓰고 있던 공유기가 갑자기 고장이 나 공유기를 교체해야 하는 상황이 되었다. 휴대폰 사용을 줄여보자 라는 의도로 공유기 구매를 미루고, 정 무선랜을 써야 하겠다면 노트북의 핫스팟 기능을 이용하여 무선랜 환경을 만들어 사용하고 있었다.

 

그러다가 노트북을 들고 다니기가 너무 귀찮아지기도 하고, 데스크톱을 사용해야 할 일이 점점 많아져서 결국 공유기를 한 대 맞추기로 하였다. 인터넷 속도는 느려도 상관이 없어서 가격이 저렴한 위주로 찾아보기로 하였다.

 

그러다 WNVR-001이라는 공유기를 찾게 되었고, 공유기의 특징은 다음과 같았다.

 

• 100 Mbps 지원 (무선 랜으로 802.11 bgn 지원)
• 카메라 녹화 및 데이터 전송을 위한 USB 포트 지원
• 2013년 12월에 출시됨으로 추정 (전파 적합성 평가일 기준)

 

더 이상 개발이 되지 않는 공유기라서 그런지 USB 포트를 지원함에도 불구하고, 아주 저렴한 가격대를 형성하고 있었다. 비록 출시된 지 오래된 공유기라서 차라리 다른 공유기를 찾아보는 게 낫지 않을까 싶긴 했다. 그래도 저렴한 가격에 리뷰라도 한 번 찾아볼까 싶어서 인터넷을 뒤져보았다.

 

예상대로 이 공유기에 관한 글은 가뭄에 콩 나듯, 내가 원하는 사용기를 찾을 수는 없었다. 사용하는 사람이 많이 없는 기기였다. 비록 사용기는 많이 부족했다. 그런데 그 부족한 사용기 중에는 이 공유기의 활용도를 극대화할 수 있는 글이 있었다. 그 방법은 OpenWrt를 설치하는 방법이었다.

 

OpenWrt는 리눅스 커널을 이용한 오픈소스 공유기 펌웨어 프로젝트의 이름이었는데, 공유기에 리눅스를 올려려서 활용도가 높일 수 있었다. 리눅스 커널 아래에서 내가 원하는 리눅스 패키지를 설치하여 공유기에 스피커를 설치하거나 FTP 서버를 열 수 있는 기능을 사용할 수 있었다. 그리고 무엇보다도 큰 장점은 이미 보안 업데이트가 끊긴 제품도 최신 보안 업데이트를 받을 수 있다는 장점이 있었다.

 

OpenWrt 로고

 

운이 좋게도, 이 공유기는 OpenWRT를 실행하기에 적합한 8MB의 NOR 플래시 메모리와 RT3052 칩셋을 탑재하고 있기는 하지만, OpenWRT를 올리기 위한 노력이 많이 필요했다. 웹으로 펌웨어를 올릴 수 있다면 좋겠지만, 이 기기는 웹을 통한 펌웨어를 업데이트할 수가 없었다. 이 때문에 아래와 같은 노력들이 필요했다.

 

1. 웹상으로 펌웨어를 직접 업로드 하는 방식이 아니라, UART 통신(TTL 방식)을 이용해야 했다.
2. 위의 UART 통신을 하기 위한 접속 핀을 만들어야 하며, 접속 핀을 만들기 위해서 기기 본체를 뜯은 다음, 접속 핀을 임의로 만들어서 납땜을 하는 과정을 거쳐야 한다.
3. UART 통신을 하기 위해서는 3.3V의 입/출력을 지원하는 UART 접속기가 있어야 했다.^[각주:1]

 

보통의 OpenWRT를 지원하는 공유기는 웹상으로 플래싱이 가능하지만, 이 공유기는 그런 선택을 할 수 없다는 것이 참 쉬웠다. 하지만, OpenWRT를 이렇게 저렴하게 사용해볼 수 있는 것도 나름 재미있겠다 싶어서 한 번 도전해보기로 했다.

 

문제점과 해결

 

tftp 통신을 이용하기 때문에 다리 역할을 할 공유기도 필요하지만, 다행히 공유기는 쉽게 빌릴 수 있었다. 하지만 이 외에 문제가 되는 부분이 많이 있었다.

 

1. 납땜을 할 인두와 납이 없다.
2. 기판에 납땜할 접속 핀이 없다.
3. 3.3V의 입출력을 지원하는 UART 접속기가 없다.
4. 만일의 일에 대비할 순정 펌웨어 파일을 받을 수가 없었다.

 

하지만, 이번에는 인터넷으로 비싸게 물건을 한 번 저렴하게 OpenWRT를 한 번 사용해보겠다는 생각 하나만으로 주변 사람들에게 자문을 구해서 납땜을 하기 위한 도구들을 빌렸다.

 

그리고 두 번째 문제인 접속할 핀은 원래 핀 헤더라는 접속 단자 제작을 위한 도구가 있지만, 핀헤더는 살까? 하다가 예전에 아두이노에 부착하는 부품에 붙어 있는 것을 재활용해보면 어떨까?라는 생각이 들었고 부품 기판을 살펴보니 납땜기를 이용한 분리가 충분히 가능해 보였다. 이렇게 두 번째 문제를 해결했다

 

아두이노에 사용했던 부품

 

그리고 세 번째 문제점인 UART 접속기는, 알리 익스프레스에서 저렴하게 구할 수 있다는 말이 있었는데 배송기간이 어떻게 될지 몰라서, 접속기 구매 대신에 다르게 이용하는 방법을 찾아보기로 하였다.

 

라즈베리파이 로고

 

그러다 떠오른 방법은 라즈베리파이의 GPIO 핀을 이용한 방법이었다. 라즈베리파이의 GPIO 포트 중에는 UART 통신을 위한 핀도 있지 않을까 싶어서 인터넷을 찾아본 결과 내가 생각했던 대로 UART 핀이 있었고, 그 핀들은 GPIO의 8번과 10번에 배당되어 3.3V를 입, 출력으로 사용할 수 있었다. 이로서 UART 접속기를 살 필요가 없어졌다.

 

그리고 마지막 문제점인 순정 펌웨어를 받을 방법이 없다는 문제점은 인터넷을 열심히 찾아본 결과, 만약에 UART 통신을 이용하여 쉘에 접속할 수만 있다면 쉘을 이용하여 플래시 메모리를 백업할 수 있다는 말을 찾았다. 다만, 백업하는 방법은 찾았는데, 복원하는 방법은 찾기가 힘들었다. OpenWrt 사이트에는 쉘의 dd를 이용하여 백업할 수 있다는 말을 본 것 같은데... 리눅스에 관한 지식이 부족해서 그런지 이해를 하기 힘들었다.

 

결국 복원을 하는 완전한 방법은 못 찾고, 백업만이라도 잘해두자라는 생각으로 가능하면 펌웨어를 백업만 하고, 복구는 나중에 더 찾아보고 생각하는 것으로 정하기로 했다.

 

최종적으로 이 작업을 하기 위해서 필요한 것은 다음과 같았다.

 

1. WNVR-001 공유기
2. OpenWrt 이미지 파일을 전송하기 위한 PC와 다리 역할을 할 공유기
3. 라즈베리파이
4. 점퍼선 여러 개
5. 작업의 편리를 위한 브레드보드
6. 납땜을 위한 인두기와 납
7. 공유기 뚜껑을 열 드라이버

 

기본적인 준비는 끝났고, 다음은 배송을 기다리고, 공유기의 뚜껑을 따서 납땜과 UART 통신을 할 차례가 되었다.

 

UART 통신 준비

공유기 납땜

 

우선 공유기 뒤판의 나사 2개를 풀어서 공유기의 뚜껑을 분리했다. 뚜껑이 생각보다 꽉 끼여져 있고, 공유기의 아랫면 모서리가 비스듬하게 만들어져 있어서 생각보다 여는 게 힘들었다.

 

뚜껑을 연 뒤 해야 할 일은 UART 통신을 위한 핀을 달아주는 것이었다. UART 통신 핀은 공유기 정면을 기준으로 오른쪽 중간에 네모나게 되어 있는 4개의 구멍 중 테두리가 쳐진 첫 번째 가장 왼쪽 구멍을 제외하고 나머지 구멍에 핀을 달아주어야 했다. 멀티미터로 전압을 측정하였을 때, 인터넷에 적힌 사실과 동일하게 가장 왼쪽이 Vcc, 두 번째가 Tx, 세 번째가 Rx, 네 번째가 GND 였다.^[각주:2]

 

2, 3 번째 핀은 성공을 했으나... 4번째 핀은 어째서인지 뚫리지를 않았다.

 

왼쪽에서 2, 3번째 구멍은 인두를 조금만 가져다 대니 막혀 있던 납이 녹아서 구멍이 뚫렸는데 이상하게 UART에서 접지로 사용하는 4번째 구멍은 인두로 아무리 해도 납이 녹지 않았다. 접지를 안 하고 사용하면 어떻게 될까?라는 생각에 라즈베리 키트 작업을 먼저 하고 연결을 하였더니 시리얼 통신 프로그램에서는 글자가 모두 깨져서 출력이 되는 일이 일어났다.

 

결국 GND도 납땜 작업을 해야만 했으며, 좀 더 하기 쉽게 하기 위해 동선을 사용하기로 했다. 기판 뒷면에서 접지 부분에 피복이 많이 벗겨진 동선을 길게 놓은 뒤에 납으로 굳히기로 하였다.

 

점퍼 선 옆에 나와 있는 빨간색 선이 접지 선이다.

 

어찌하다가 뭐 어쨌든 되긴 하는 것 같으니 일단은 라즈베리 파이 부분으로 넘어가기로 했다.

 

라즈베리 파이 설정

 

라즈베리 파이 모델 2 이하에서는 Raspberry Pi Configuration의 Interfaces 탭에서 Serial 포트를 켜고 Serial Console을 끔으로써 GPIO의 UART를 사용할 수 있다. 하지만 모델 3 이상에서는 기본값으로 Serial 포트를 사용할 수 없게 되어 있으므로 별도의 작업이 필요했으며, 내가 사용한 방법은 다음과 같았다.^{[각주:3][각주:4]}

 

1. 라즈베리 파이의 터미널 창에서 sudo nano /boot/config.txt 를 입력하여 config.txt 파일을 연다.

 

2. config.txt의 맨 아랫줄에 아래의 문구를 추가한다. 첫 번째 줄은 UART를 사용하기 위한 용도이고, 두 번째 줄은 GPIO의 UART 핀이 블루투스와 동일하게 사용되어서 블루투스를 끄기 위한 옵션이다.^[각주:5]

 

 enable_uart=1
 dtoverlay=pi3-disable-bt

 

3. 라즈베리 파이를 재부팅한다.

 

4. 라즈베리 파이가 재부팅되면, 다시 터미널을 열어서 sudo systemctl disable hciuart를 입력하여 칩 간의 블루투스 사용을 중지한다. 

 

5. Raspberry Pi Configuration의 Interfaces 탭에서 Serial 포트를 켜고 Serial Console을 끈다.

 

Raspberry Pi Configuration 화면

 

6. 시리얼 통신 프로그램을 켠 다음 /dev/serial0/으로 시리얼 정보를 받는다. 나의 경우에는 putty로 작업을 하였다.

 

라즈베리 파이와 공유기 간의 통신 연결 및 백업

 

라즈베리 파이 GPIO의 6 번핀 (라즈베리 파이 GND)을 공유기의 4번째(공유기 GND)에 연결한다.

라즈베리 파이 GPIO의 8 번핀 (라즈베리 파이 Tx)을 공유기의 왼쪽에서 3번째 (공유기 Rx),

라즈베리 파이 GPIO의 10번 핀 (라즈베리 파이 Rx)을 공유기의 왼쪽에서 2번째 (공유기 Tx),

 

연결을 완료하고 공유기를 켜면 터미널 프로그램에 U-Boot 및 쉘이 작동되는 것을 볼 수 있다. ID/PW 둘 다 admin으로 입력 한 뒤에, 쉘에 접속하여 cat /dev/mtd0과 USB를 이용하여 시스템 전체를 백업하였다. USB를 사용하는 방법은 https://jeongyd.tistory.com/47를 참조하여 작업하였다.

 

참고로 cat /proc/mtd로 본 파티션 구조는 다음과 같았다.

 

dev:    size   erasesize  name
mtd0: 00800000 00010000 "ALL"
mtd1: 00030000 00010000 "Bootloader"
mtd2: 00010000 00010000 "Config"
mtd3: 00010000 00010000 "Factory"
mtd4: 007b0000 00010000 "Kernel"

파티션 구조

 

이제 남은 것은 공유기에 내부 네트워크 주소를 192.168.1.* 대역으로 바꾸고 TFTP 설정을 하는 일이 남았다.

 

연결이 잘 된 사진. 공유기 부팅 모습이 조금 잘렸다

 

공유기 펌웨어 다운로드 및 TFTP 서버 열기

공유기 내부 네트워크 주소 변경

OpenWrt 펌웨어를 올리기 위해서는 내부 네트워크 IP 주소가 192.168.1.1로 맞추어야 한다는 말이 있었다. 내부 네트워크 IP 주소를 변경해 준다.

 

아이피타임 공유기에서는 공유기 관리자 페이지의 고급 설정의 네트워크 항목 아래의 LAN 설정 페이지에서 변경할 수 있었다. 192.168.0.1에서 192.168.1.1로 바꾸어 준다.

 

그리고 WNVR-001 공유기의 WAN 포트를 브리지 공유기의 포트에 꽂아준다.

 

LAN 설정 페이지

 

TFTP 서버 열기 (PumpKIN 사용)과 공유기 펌웨어 다운로드

1. 공유기 펌웨어 업로드를 위한 TFTP 서버를 열기 위해서 PumpKIN이라는 TFTP 서버 프로그램을 받는다. PumpKIN 파일은 kin.klever.net/pumpkin 페이지의 우측 Download 페이지에서 받을 수 있었다. 

 

2. WNVR - 001과 호환되는 공유기의 OpenWrt 펌웨어를 받는다. 호환 모델명은 Dlink사의 DIR-620의 a1버전 공유기이며 동일한 이 공유기와 CPU를 사용한다. 펌웨어는 USB가 사용 가능하다는 버전인 18.06.1 버전을 받기로 하였다.^[각주:6] 

 

18.06.1 펌웨어는 OpenWrt 사이트에서 받을 수 있었으며 사이트 주소는 다음과 같았다.

 

https://downloads.openwrt.org/releases/18.06.1/targets/ramips/rt305x/

 

위 페이지에서 dir-620-a1-squashfs-sysupgrade.bin 파일을 받았으며, 파일명은 openwrt-18.06.1-ramips-rt305x-dir-620-a1-squashfs-sysupgrade.bin 이였다.

 

3. 받은 bin 파일은 PumpKIN이 설치된 폴더에 넣고, 받은 파일명을 간단하게 바꿔준다. 예를 들면 a.bin 이라던가...  파일 명을 바꾼 뒤에 PumpKIN을 켠다.

 

PumpKIN을 켠 모습

 

이제 OpenWrt 펌웨어를 설치할 일만 남았다.

 

OpenWrt 설치

1. 우선 라즈베리파이의 시리얼 통신 창을 연 상태에서 WNVR-001 공유기를 끈 다음 다시 켠다. 그러면 WNVR-001의 부트로더 U-Boot이 실행되는 것을 볼 수 있는데, 이때 키보드의 숫자 2를 재빨리 눌려서 2번 메뉴 'Load system code then write to Flash via TFTP'를 실행한다.

 

U-Boot 1.1.3 (Aug 22 2013 - 18:34:26)

...

Please choose the operation: 

   1: Load system code to SDRAM via TFTP. 

   2: Load system code then write to Flash via TFTP. 

   3: Boot system code via Flash (default).

   4: Entr boot command line interface.

   7: Load Boot Loader code then write to Flash via Serial. 

   9: Load Boot Loader code then write to Flash via TFTP. 

   a: Load JCG firmware then write to Flash via TFTP. 
   
You choosed 2

U-Boot에서 2번을 골랐을 경우 나타나는 화면

 

2. Warning!! Erase Linux in Flash then burn new one. Are you sure?(Y/N) 이 나오면 Y를 입력한다. 그 뒤에 따라 나오는 Input device IP (192.168.1.123)는 192.168.1.123 그대로, Input server IP (192.168.1.100)는 TFTP가 열린 서버 컴퓨터의 IP를 입력해준다. 그 뒤에 OpenWrt 펌웨어 파일명을 적어준다.

 

2: System Load Linux Kernel then write to Flash via TFTP. 

 Warning!! Erase Linux in Flash then burn new one. Are you sure?(Y/N)

 Please Input new ones /or Ctrl-C to discard

	Input device IP (192.168.1.123) ==:192.168.1.123

	Input server IP (192.168.1.100) ==:192.168.1.2

	Input Linux Kernel filename () ==:a.bin


 netboot_common, argc= 3 

파일명 다운로드 준비가 된 경우

 

3. PC의 PumpKIN을 보면 펌웨어 파일 업로드 응답을 기다리고 있다는 말이 있는데, [Grant Access]를 눌려서 다운로드를 승인한다.

 

PumpKIN 예시 사진

 

4. 공유기의 다운로드가 시작되며, 펌웨어 읽기/쓰기 작업이 시작된다.

 

Loading: *Got ARP REPLY, set server/gtwy eth addr

Got it

...

Bytes transferred = 3670191 (3800af hex)

NetBootFileXferSize= 003800af

Erase linux kernel block !!

From 0xBF050000 To 0xBF3DFFFF


 b_end =BFFFFFFF

Erase Flash from 0xbf050000 to 0xbf3dffff in Bank # 1 


 erase sector  = 5 

sect = 5,s_last = 61,erase poll = 515276

 

5. 작업이 모두 끝나면 아무 키를 누른 후 엔터를 눌려본다. OpenWrt 로고가 나오면 업데이트에 성공한 것이다.

 

[   29.802456] br-lan: port 1(eth0.1) entered blocking state
[   29.813415] br-lan: port 1(eth0.1) entered forwarding state
[   29.825006] IPv6: ADDRCONF(NETDEV_UP): br-lan: link is not ready
[   30.549705] IPv6: ADDRCONF(NETDEV_CHANGE): br-lan: link becomes ready
[   65.716252] done.
[   65.720266] jffs2: notice: (1061) jffs2_build_xattr_subsystem: complete building xattr subsystem, 0 of xdatum (0 unchecked, 0 orphan) and 0 of xref (0 dead, 0 orphan) found.
[   67.059022] overlayfs: upper fs does not support tmpfile.
[  127.830493] random: crng init done
 ?


BusyBox v1.28.3 () built-in shell (ash)

  _______                     ________        __
 |       |.-----.-----.-----.|  |  |  |.----.|  |_
 |   -   ||  _  |  -__|     ||  |  |  ||   _||   _|
 |_______||   __|_____|__|__||________||__|  |____|
          |__| W I R E L E S S   F R E E D O M
 -----------------------------------------------------
 OpenWrt 18.06.1, r7258-5eb055306f
 -----------------------------------------------------
=== WARNING! =====================================
There is no root password defined on this device!
Use the "passwd" command to set up a new password
in order to prevent unauthorized SSH logins.
--------------------------------------------------

OpenWrt 설치에 성공한 모습

 

6. UART 통신 창에 passwd를 입력하여 root 암호를 바꿔준다.

 

7. WNVR-001 공유기의 1번 포트에 PC를 접속하고, 192.168.1.1에 접속하여 OpenWrt 웹 관리자 화면인 LuCI가 잘 동작하는지 확인한다. 사용자 이름은 root 암호는 방금 passwd로 설정한 암호를 입력하여 접속하면 된다.

 

LuCI에 접속한 화면

 

와이파이 켜기

 

OpenWrt는 보안 때문인지 설치 후에 기본적으로 와이파이가 꺼져있다.^[각주:7] 이를 활성화하기 위해서 LuCI에서 켜주어야 한다. 와이파이를 켜는 방법은 LuCI 상단 Network 메뉴에 있는 Wireless 항목에서 설정할 수 있으며, radio0의 오른쪽에 있는 Add 버튼을 눌려서 와이파이 AP를 추가할 수 있었다.

 

Wireless 항목의 모습

 

사용 후기

 

설치한 지 1주일이 지났는데, 생각보다 OpenWrt로 하는 게 별로 없다. 보통은 NAS처럼 토렌트 박스나, 개인 웹서버로 사용을 하는데 다 내가 사용하지를 않아서 그런지 환경이 막 좋아졌다고 말할 수는 없는 것 같다. 공유기를 사용하는 기기도 컴퓨터 1대, 스마트폰 1 ~ 2대 정도밖에 없어서 그런지 다른 공유기들과 비교를 하였을 때, 안정성도 잘 모르겠다.

 

하지만 보안 문제가 깔끔하게 해결된다는 점, 관리 사이트에 SSL을 적용하는 등 여러 가지 프로그램이나 설정과 같은 요소들을 마음대로 조정할 수 있다는 점은 정말 좋은 것 같다. 그리고 단순한 제조사의 펌웨어가 아닌 OpenWrt 커뮤니티가 만들어가는 펌웨어를 설치하고 사용해봤다는 점은 정말 마음에 든다.

 

나중에 혹여라도 사용하게 될 일이 생기면 좀 더 연구해봐야겠다.

 

[출처]

openwrt 로고 - https://openwrt.org/docs/guide-graphic-designer/openwrt-logo

raspberrypi 로고 - https://www.raspberrypi.org/trademark-rules/

Raspberry Pi Configuration 사진 - https://sdk.sphero.com/docs/getting_started/raspberry_pi/raspberry_pi_setup/

 

 

[본문 SVG 파일]

 

openwrtlogo.svg

0.02MB

 

RPi-Logo-Landscape-SCREEN.svg

0.02MB

 

 

 

1. 3.3V가 아닌 5.0V로 UART 접속기를 사용한다면 공유기의 회로를 태워버릴 수 있다는 무서운 말들이 인터넷에서 볼 수 있었다. [본문으로]
2. 작업 시 이미 먼저 작업을 하신 분의 작업 사진을 보고 하였으며, 많은 도움이 되었다. 내가 참고한 블로그의 주소는 다음과 같았다. https://blog.naver.com/zetengine7/221545794257, https://blog.naver.com/jwwsong/221807657161 [본문으로]
3. 라즈베리 파이 설정 작업 시 참고한 주소 1: http://lhdangerous.godohosting.com/wiki/index.php/라즈베리파이_시리얼_통신_설정_(setting_up_Raspberry_pi_serial_connection_via_GPIO) [본문으로]
4. 라즈베리 파이 설정 작업 시 참고한 주소 2:https://blog.naver.com/windi97/220913135183 [본문으로]
5. config.txt 내에서의 위치는 상관없으나 나중에 편리한 수정을 위해서 맨 아래로 하였다. [본문으로]
6. https://blog.naver.com/zetengine7/221547323709, http://blog.naver.com/zetengine7/221634125807 글과 댓글을 보고 참조하였다. [본문으로]
7. 참조: https://openwrt.org/reasons_to_use_openwrt#security [본문으로]