Openwrt中ppp拨号总结

前段时间做完一个是视频数据传输终端，使用4G模块拨号，接上摄像头，当一个路由器来传输视频信号；以及本身会带一些远程管理功能；当然这不是本文的重点；在此仅重点介绍4G拨号相关的内容，因为从开发到上线到量产过程中，拨号稳定性一直是一个考验；

设备使用的是openwrt系统，Ulong9300 LTE模块，MiniPcie接口，其实就是usb；

首先介绍几个相关的工具：

comgt：主要是发送AT指令以及读取结果，非常轻量级，一个.c文件，支持多种语法，可以自行编写配置脚本

pppd：3g ppp 协议拨号工具，使用配置文件配置拨号参数：如APN，用户名，断线检测周期等等

usbserial： usb转tty驱动

option： usb转tty驱动

Ndis： LTE拨号专有驱动，与usbserial虚拟成串口不同，ndis虚拟成网口，可以获得更高的速率

下面根据使用流程一个一个做相关详细介绍：

驱动：如果使用usbserial驱动，Linux Kernel自带，无需配置，直接install即可；Option驱动同样；

使用ndis驱动，需要LTE模块厂家提供相关的驱动包，以及应用层拨号程序

pppd参数：主要是APN和Dialnumber，用户名和密码一般不需要；APN及Dialnumber 可以咨询运营商，每个运营商固定的，不过地区不同也可能存在差别，尤其是现在IOT的M2M卡，专用卡等等。

可以通过SIM卡ICCID来判断运营商类别，然后设定相关的APN和Dialnumber。参考comgt脚本如下：

:cimiwaitquiet 1 0.2send "AT+CIMI^m"waitfor 3 "46000" "46002" "46007" "46001" "46006" "46003" "46005" "46011"if % = -1 goto errif % = 0 goto cmnetif % = 1 goto cmnetif % = 2 goto cmnetif % = 3 goto net3gif % = 4 goto net3gif % = 5 goto ctlteif % = 6 goto ctlteif % = 7 goto ctlte# defaultgoto webset
:errexit 1
:cmnetsend "AT+CGDCONT=1,\"IP\",\"CMNET\"^m"print "CMNET\n"goto waitret
:net3gsend "AT+CGDCONT=1,\"IP\",\"3GNET\"^m"print "3GNET\n"goto waitret
:ctltesend "AT+CGDCONT=1,\"IP\",\"CTLTE\"^m"print "CTLTE\n"
:waitret

openwrt拨号机制：

hotplug，探测到lte usb拔插，系统通过hotplug自动调用pppd
pppd设定配置，由procd进程来管理，自动启动

pppd主要拨号脚本为3g.sh，参考内容为：

#!/bin/sh[ -n "$INCLUDE_ONLY" ] || {NOT_INCLUDED=1INCLUDE_ONLY=1. ../netifd-proto.sh. ./ppp.shinit_proto "$@"
}proto_3g_init_config() {no_device=1available=1ppp_generic_init_configproto_config_add_string "device:device"proto_config_add_string "apn"proto_config_add_string "service"proto_config_add_string "pincode"proto_config_add_string "dialnumber"proto_config_add_string "username"proto_config_add_string "password"proto_config_add_string "at_port"proto_config_add_string "private_dial"
}proto_3g_setup() {local interface="$1"local chatcfg
。。。发送一些AT指令，如查询SIM卡，信号质量，注册的网络等等，反正目的是为了查询保证拨号的条件 。。。
ppp_generic_setup "$interface" \noaccomp \${username:+user "$username" password "$password"} \nopcomp \novj \nobsdcomp \noauth \lock \modem \crtscts \115200 "$device"return 0
}proto_3g_teardown() {proto_kill_command "$interface"
}[ -z "NOT_INCLUDED" ] || add_protocol 3g

拨号成功后调用脚本ppp-up

#!/bin/sh
PPP_IPPARAM="$6". /lib/netifd/netifd-proto.shecho -n > /tmp/dialcount
touch /tmp/dialokproto_init_update "$IFNAME" 1 1
proto_set_keep 1
[ -n "$PPP_IPPARAM" ] && {[ -n "$IPLOCAL" ] && proto_add_ipv4_address "$IPLOCAL" 32 "" "${IPREMOTE:-2.2.2.2}"[ -n "$IPREMOTE" ] && proto_add_ipv4_route 0.0.0.0 0 "$IPREMOTE"[ -n "$LLLOCAL" ] && proto_add_ipv6_address "$LLLOCAL" 128[ -n "$DNS1" ] && proto_add_dns_server "$DNS1"[ -n "$DNS2" -a "$DNS1" != "$DNS2" ] && proto_add_dns_server "$DNS2"
}
proto_send_update "$PPP_IPPARAM"[ -d /etc/ppp/ip-up.d ] && {for SCRIPT in /etc/ppp/ip-up.d/*do[ -x "$SCRIPT" ] && "$SCRIPT" "$@"done
}if [ -n "$AUTOIPV6" ]; thenjson_initjson_add_string name "${PPP_IPPARAM}_6"json_add_string ifname "@$PPP_IPPARAM"json_add_string proto "dhcpv6"json_close_objectubus call network add_dynamic "$(json_dump)"
fi

主要是设定主路由表并通知相关模块；可以自行创建dialok等文件表示拨号成功，不需要再特别去查询；这样简单方便；当然失败时需要自行删除文件。

拨号由成功到失败时运行脚本ppp-down

#!/bin/sh
PPP_IPPARAM="$6". /lib/netifd/netifd-proto.shrm -f /tmp/dialok
echo "$(date)- ppp down ###" >> /tmp/at_failed_retproto_init_update "$IFNAME" 0
proto_send_update "$PPP_IPPARAM"[ -d /etc/ppp/ip-down.d ] && {for SCRIPT in /etc/ppp/ip-down.d/*do[ -x "$SCRIPT" ] && "$SCRIPT" "$@"done
}

以上为一次拨号流程；那么如何保证24小时在线？就需要另外一套机制来保证；最简单的就是轮询了

openwrt 自带crond，PC上使用广泛的任务轮询调度模块，可以配置在几点几分周几，间隔多久运行什么程序，非常灵活；

本文设定每5分钟检测一次；检测脚本如下：

#!/bin/shresetmodule()
{echo Init > /tmp/sim-infoecho 0 > /tmp/sigecho 1 > /sys/class/leds/modrst/brightnessecho "$(date)-repower-4g-module" >> /tmp/repower-4g-moduleecho "$(date)-repower-4g-module" >> /tmp/at_failed_retsleep 5echo 0 > /sys/class/leds/modrst/brightness
}checkat()
{# other process has do at-cmdlocal num="$(ps |grep /etc/gcom |wc -l)"[ $num -gt 1 ] && return 1gcom -d "$1" -s /etc/gcom/checkpin.gcom > /tmp/sim-infonum="$(ps |grep /etc/gcom |wc -l)"[ $num -gt 1 ] && return 1gcom -d "$1" -s /etc/gcom/getstrength.gcom > /tmp/signum="$(ps |grep /etc/gcom |wc -l)"[ $num -gt 1 ] && return 1gcom -d "$1" -s /etc/gcom/check_status.gcom > /tmp/module_status_fileif cat /tmp/sim-info | grep -qi 'Ready'; then[ ! -e "/tmp/sim_ready" ] && touch /tmp/sim_ready# no dialing ; no 3g-ppp; sim-card okifconfig 3g-ppp | grep -qi 'inet addr:' || /sbin/ifup pppelif ifconfig 3g-ppp | grep -qi 'inet addr:'; then# no dialing; 3g-ppp ok' ; sim-card error;  detecting errorecho Ready > /tmp/sim-info[ ! -e "/tmp/sim_ready" ] && touch /tmp/sim_readyelselogger -t ltecheck "Check:SIM-error and ppp failed"echo "$(date)-SIM-error and ppp dial failed" >> /tmp/at_failed_retcat /tmp/module_status_file >> /tmp/at_failed_retrm -f /tmp/dialokfi
}rm -rf /tmp/gcom*
# ttyUSBx is not exist
[ ! -e "$1" ] && return 1
[ ! -e "/tmp/cfuncount" ] && echo -n > /tmp/cfuncount
[ ! -e "/tmp/dialcount" ] && echo -n > /tmp/dialcount
[ ! -e "/tmp/at_failed_ret" ] && echo -n > /tmp/at_failed_retnum="$(cat /tmp/at_failed_ret | wc -l)"
if [ $num -ge 800 ]; thenecho -n > /tmp/at_failed_ret
fiif [ -e "/tmp/dialok" ]; thencheckat "$1"echo -n > /tmp/dialcountecho -n > /tmp/cfuncount
elseifdown pppsleep 5num="$(cat /tmp/cfuncount | wc -l)"if [ $num -ge 3 ]; thenlogger -t ltecheck "cfuncount>3,to reset module"#cfun=0gcom -d "$1" -s /etc/gcom/clearcfun.gcomecho -n > /tmp/dialcountecho -n > /tmp/cfuncountresetmodulesleep 20ifup pppelsenum="$(cat /tmp/dialcount | wc -l)"if [ $num -ge 5 ]; thenlogger -t ltecheck "dialcount>5,to reset cfun"gcom -d "$1" -s /etc/gcom/clearcfun.gcomgcom -d "$1" -s /etc/gcom/setcfun.gcomecho "$(date)-cfun-reset" >> /tmp/cfuncountecho "$(date)-cfun-reset" >> /tmp/at_failed_retecho -n > /tmp/dialcountifup pppelselogger -t ltecheck "$(date) ppp redial"echo "$(date) ppp redial" >> /tmp/at_failed_retcat /tmp/module_status_file >> /tmp/at_failed_retifup pppfifi
fi

主要流程为：

首先检测dialok文件（由ppp-up创建）在不在，再继续查询AT，当然AT有可能查询失败，AT结果写入tmp文件

然后判断文件或文件内容，此处文件不一定可靠，因为是人为创建的，如果考虑的不全，文件该清除的时候没清楚，该创建的时候没创建的情况也是有的；因此文件不对时，再查询一次系统实际情况，如ifconfig等，然后比较，即可判断出实际情况；

关于resetmodule，为什么要reset模块，因此模块里面也是系统也有程序，也是人写的；而且网络环境非常复杂，尤其在中国，因此模块也有一定几率出错，表现情况就是：AT一直失败，拨号一直不成功等；此时，就需要reset模块；一般来说有两种方法，软复位：设置CFUN，所有模块通用；硬复位：通过控制模块复位脚，需要硬件预先设计；

复位之后，模块重启，openwrt会自动检测到模块接入，然后执行拨号流程，如果没有，那么crond轮询程序在超时后也会主动检测一次；

理论上，crond可以保证永远拨号；crond自身做的工作很少，其稳定性可以保证；

到此，基本介绍完毕；

后续可能的优化：不使用hotplug机制，不使用procd自动调用机制，纯粹依靠crond来轮询执行；虽然拨号过程慢一些，但稳定性更加的得到提升；

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