使用wpa_supplicant连接无线网络

一直以来，我们都会使用发行版默认使用的网络配置工具来设置网络，例如Ubuntu默认使用 netplan网络配置，而RedHat或者其他发行版默认使用 NetworkManager 。总之，工具五花八门，特别是设置企业级无线网络WPA2，命令参数更是复杂多变。

然而，实际上不同的网络配置工具在配置无线网络时，最终生成的配置文件和使用的工具其实都是 wpa_supplicant ，所以我们也可以手工编辑 wpa_supplicant 配置文件或者使用 wpa_supplicant 命令来构建初始配置并进行进一步定制。

激活无线网卡

首先我们需要确保无线网卡是激活的，使用工具 rfkill
```
sudo apt install rfkill
```
检查无线网卡状态:

使用 rfkill list 检查网卡设备是否被block

rfkill list

如果看到无线网卡状态是 Soft blocked 则表明软件关闭了无线网卡:

rfkill list 输出中有 blocked 状态设备则表明被关闭

0: phy0: Wireless LAN
        Soft blocked: yes
        Hard blocked: no

则使用以下命令启用无线(unblock):

对于软件关闭的无线设别可以通过 rfkill unblock 恢复

rfkill unblock wifi

如果使用桌面版本Ubuntu，默认是启用了NetworkManager，则会和手工设置 wpa_supplicant 冲突，所以需要停止NetworkManager:
```
sudo systemctl stop NetworkManager
sudo systemctl disable NetworkManager
```
如果使用服务器版本Ubuntu，默认是启用了netplan，也会和手工设置 wpa_supplicant 冲突

确定无线网卡

使用 iwconfig 找出无线网卡名字:
```
iwconfig
```

通常无线网卡名字是 wlan0 ，但是也可能看到常见的 wlp3s0 。

如果无线网卡接口是down状态，可以使用 ifconfig 命令启用:
```
sudo ifconfig wlp3s0 up
```
然后扫描周边无线网络:
```
sudo iwlist wlp3s0 scan | grep ESSID
```

使用wpa_supplicant连接无线

安装 wpa_supplicant
```
sudo apt install wpa_supplicant
```
创建初始配置:

使用 wpa_passphrase 初始化一个简单配置

wpa_passphrase your-ESSID your-passphrase | sudo tee /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf
sudo chmod 600 /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf

备注

对于5G网络连接需要增加 country code 配置(类似于 netplan网络配置的 REGDOMAIN=CN ):

在 wpa_supplicant.conf 增加 country=CN 来连接5G WIFI

country=CN

使用以下命令连接无线:

使用 wpa_supplicant 验证配置(前台执行)

sudo wpa_supplicant -c /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf -i wlp3s0

注意，这时是前台运行 wpa_supplicant ，当连接建立以后，请另外开一个终端窗口，执行 iwconfig 命令检查无线是否连接正常，应该看到 wlps3s0 连接到指定的AP。

按下 CTRL+C 终止前台运行的 wpa_supplicant 进程，然后加上 -B 参数让它后台运行:

使用 wpa_supplicant 的 -B 参数后台运行

sudo wpa_supplicant -B -c /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf -i wlp3s0

当完成无线连接之后，我们需要获取DHCP地址，所以我们还要运行 dhclient :

当 wpa_supplicant 完成验证运行后，启动 dhclient 获取动态IP

sudo dhclient wlp3s0

如果一切正常，使用 ifconfig wlp3s0 将看到无线网卡获得IP地址并能够正常上网。

802.1x和EAP

IEEE8021X是用于有线网络的认证，对应的无线网络认证是WPA-EAP，所以在配置 wpa_supplicant-wired.conf 使用如下配置:

ctrl_interface=/run/wpa_supplicant
ap_scan=0
network={
  key_mgmt=IEEE8021X
  eap=PEAP
  identity="user_name"
  password="user_password"
  phase2="autheap=MSCHAPV2"
}

而无线网络则替换 IEEE8021X 成 WPA-EAP 并且移除 ap_scan=0 :

/etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf 配置 WPA-EAP (对应有线网络的 IEEE8021X )

ctrl_interface=/var/run/wpa_supplicant
# 配置Country Code支持5G Hz无线连接
country=CN
# ap_scan支持扫描隐藏的SSID
ap_scan=1
network={
  ssid="SSID-OFFICE"
  key_mgmt=WPA-EAP
  eap=PEAP
  phase1="peaplabel=0"
  phase2="auth=MSCHAPV2"
  identity="user_name"
  password="user_password"
  priority=10
}

简单的wpa_supplicant脚本

一个非常简单的wpa_supplicant脚本，结合前面配置文件启动并连接无线:

wpa_supplicant/start_wifi

sudo ifconfig wlp3s0 down
sleep 1
sudo ifconfig wlp3s0 up
sudo wpa_supplicant -c /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant-office.conf -i wlp3s0 &
sleep 5
sudo dhcpcd wlp3s0

连接隐藏的无线网络

有些无线网络SSID并不广播，所以需要在 /etc/wpa_supplicant.conf 配置中添加(注意，是添加在每一段 network 配置中):

scan_ssid=1

5G Hz无线网络国家代码

如果使用了5G Hz无线AP，一定要在配置中添加 country=CN 或者对应国家Code，否则会导致 wpa_supplicant 运行时错误连接 bssid=00:00:00:00:00:00 的AP，日志显示类似:

Nov 05 16:18:51 pi-worker2 wpa_supplicant[1932]: wlan0: CTRL-EVENT-ASSOC-REJECT bssid=00:00:00:00:00:00 status_code=16
Nov 05 16:10:27 pi-worker2 wpa_supplicant[1849]: wlan0: Trying to associate with SSID 'SSID-OFFICE'
Nov 05 16:10:30 pi-worker2 wpa_supplicant[1849]: wlan0: CTRL-EVENT-ASSOC-REJECT bssid=00:00:00:00:00:00 status_code=16
Nov 05 16:10:30 pi-worker2 wpa_supplicant[1849]: wlan0: CTRL-EVENT-SSID-TEMP-DISABLED id=0 ssid="SSID-OFFICE" auth_failures=1 duration=23 reason=CONN_FAILED

这是因为5GHz是一个受控频率，需要根据不同国家进行调整country code，否则无法连接。

备注

我曾经在树莓派Ubuntu网络设置反复折腾了一周时间排查wpa_supplicant无法连接5GHz无线问题。

如果使用 netplan网络配置配置管理 systemd-networkd ，则同样设置 REGDOMAIN=CN 。

NetworkManager 和 `wpa_supplicant`

NetworkManager 是通过 D-Bus 和 wpa_supplicant 通讯的，我在 Raspbery Pi OS(Raspbian) 上实践( 树莓派Raspberry Pi 5 )发现，当通过 raspi-config 配置无线网络，实际上生成的是 /etc/NetworkManager/system-connections/MY_SSID.nmconnection (这里假设连接的是 MY_SSID 这个无线AP) :

使用 raspi-config 生成 NetworkManager 无线配置

[connection]
id=MY_SSID
uuid=xxxx-xxxx-xxxx-xxxx
type=wifi
interface-name=wlan0

[wifi]
mode=infrastructure
ssid=MY_SSID

[wifi-security]
auth-alg=open
key-mgmt=wpa-psk
psk=MY_PSK

[ipv4]
method=auto

[ipv6]
addr-gen-mode=default
method=auto

[proxy]

此时对应的 /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf 非常简单:

树莓派 /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf

ctrl_interface=DIR=/var/run/wpa_supplicant GROUP=netdev
#update_config=1
#修改成0表示不允许更新配置，因为NetworkManager无需修改这个配置文件
update_config=0

注意， NetworkManager 不会管理 /etc/network/interfaces 配置中列出的接口，所以需要确保这个配置文件中没有包含无线网卡，以便让渡给NetworkManager管理

NetworkManager 和 `wpa_supplicant` 的无线连接优先级设置

当配置多个无线网络时候，可以设置一个优先级( priority )来按一定顺序连接无线， NetworkManager 和 wpa_supplicant 都支持传递这个配置参数，但略有不同:

直接编辑 /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf ，可以为每个 network 配置不同的 priority (数字越小优先级越低):

/etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf 配置 WPA-EAP (对应有线网络的 IEEE8021X )

ctrl_interface=/var/run/wpa_supplicant
# 配置Country Code支持5G Hz无线连接
country=CN
# ap_scan支持扫描隐藏的SSID
ap_scan=1
network={
  ssid="SSID-OFFICE"
  key_mgmt=WPA-EAP
  eap=PEAP
  phase1="peaplabel=0"
  phase2="auth=MSCHAPV2"
  identity="user_name"
  password="user_password"
  priority=10
}

如果通过 NetworkManager 来管理无线网络，则在使用 nmcli 命令时就可以指定 priority :

nmcli 命令行传递 connection.autoconnect-priority 优先级参数

nmcli con add con-name home ifname wlp3s0 type wifi ssid home \
      wifi-sec.key-mgmt wpa-psk wifi-sec.psk MYPASSWORD
      connection.autoconnect-priority 10

上述 nmcli 命令传递参数会在 /etc/NetworkManager/system-connections/home.nmconnection 配置文件的 [connection] 配置段添加 autoconnect-priority=10

连接没有密码保护的开放网络

对于在机场等公共空间，开放无密码的wifi，可以设置 wpa_supplicant.conf 的 network 段落 key_mgmt=NONE :

连接开放无密码网络

network={
    ssid="public wifi"
    key_mgmt=NONE
    priority=-999
    }

如果上述配置中没有指定 ssid 则会连接无线范围内任意一个开放网络

启动时自动运行

警告

这段配置 systemd 方法虽然可行，但是现在已经没有必要直接修改 wpa_supplicant.service 配置文件了。标准的方法是通过激活 wpa_supplicant@interfice.service 来让服务读取对应的 /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant-interface.conf 。例如，对于 wlan0 ，应该执行:

systemctl enable wpa_supplicant@wlan0.service

详见 arch linux使用wpa_supplicant连接无线网络

为了能在操作系统启动时自动连接无线网络，我们需要编辑 wpa_supplicant.service 配置:

sudo cp /lib/systemd/system/wpa_supplicant.service /etc/systemd/system/wpa_supplicant.service

然后编辑 /etc/systemd/system/wpa_supplicant.service ，将以下配置:

ExecStart=/sbin/wpa_supplicant -u -s -O /run/wpa_supplicant

修改成:

ExecStart=/sbin/wpa_supplicant -u -s -c /etc/wpa_supplicant.conf -i wlp3s0

如果在 wpa_supplicant.service 配置中有如下内容:

Alias=dbus-fi.w1.wpa_supplicant1.service

则注释掉(添加 # ):

#Alias=dbus-fi.w1.wpa_supplicant1.service

现在我们可以激活 wpa_supplicant.service

sudo systemctl enable wpa_supplicant.service

我们也需要启动 dhclient 来获得IP，所以创建 /etc/systemd/system/dhclient.service 内容如下:

[Unit]
Description= DHCP Client
Before=network.target

[Service]
Type=simple
ExecStart=/sbin/dhclient wlp3s0 -v
ExecStop=/sbin/dhclient wlp3s0 -r

[Install]
WantedBy=multi-user.target

然后激活服务:

sudo systemctl enable dhclient.service

获得静态IP地址

DHCP客户端也可以向服务器请求分配固定的IP地址，编辑 /etc/dhcp/dhclient.conf 添加以下行内容:

interface "wlp3s0" {
     send dhcp-requested-address 192.168.0.122;
}

然后重启dhclient服务:

sudo systemctl restart dhclient

使用主机名访问Ubuntu服务

实际上不需要分配静态IP地址就能够对外提供服务。Ubuntu可以使用 mDNS (Multicast DNS) 来向局域网公告自己的主机名，这样客户端就可以通过主机名来访问这台服务器上的服务。这样主机名可以解析到IP地址，即使你的主机IP地址变化。

要使用mDNS，需要安装 avahi-daemon ，这时一个实现 mDNS/DNS-SD 的开源实现:

sudo apt install avahi-daemon

启动服务:

sudo systemctl start avahi-daemon

激活启动服务:

sudo systemctl enable avahi-daemon

avahi-daemon监听在UDP端口5353，所以防火墙需要打开这个端口。如果你使用UFW，则运行以下命令:

sudo ufw allow 5353/udp

现在你需要设置服务器的唯一主机名，使用 hostnamectl 命令:

sudo hostnamectl set-hostname ubuntubox

注意，此时新设置的 ubuntubox 还不能被其他局域网主机看到，我们需要重启 avahi-daemon

sudo systemclt restart avahi-daemon

检查 avahi-daemon 状态:

systemctl status avahi-daemon

备注

需要注意，mDNS主机名以 .local 结尾，所以上述设置主机名 ubuntubox 在mDNS中显示的名字是 ubuntubox.local

对于要使用avahi的客户端，需要安装 mDNS/DNS-SD 软件:

Linux需要安装 avahi-daemon
Windows需要激活 Bonjour 服务，也就是安装 Bonjour print service 或者直接安装 iTunes
macOS不需要安装任何软件，默认已经激活了Bonjour