Raspberry Pi 的應用 - 透過 iPhone 的傳輸線，分享 3G/4G 行動網路

by 海公公 5月 09, 2015 7 意見 CentOS     iPhone     Linux     RaspberryPi    

相信各位一定也遇過這種事吧，家裡的 ADSL 或光纖網路突然不通，只剩 iPhone 可以用 3G / 4G 上網 !!!

那是不是可以讓 Raspberry Pi 透過 iPhone 來上網 ?! 而且順便將 3G/4G 的訊號分享出來，轉成有線或無線的網路介面，讓其他設備也可以上網 !!!

簡介

因為 Apple 官方只有提供 Windows 及 OS X 的 iTunes 程式，卻不支援 Linux，所以強大的網友們只好自立自強，用逆向工程法解析出通訊協定，搞出了 libimobiledevice 這套非官方的函數庫及工具集。

它支援了 iPhone、iPad、iPod Touch 及 Apple TV 等設備，至 2015/05/08 為止，最新的版本是 1.2.0，支援的 iOS 版本是 8.2，支援的作業系統有 Windows、OS X 及 Linux。

這些是它所支援的所有功能，綠色代表已完全，黃色代表部份完成，我們這次要用的功能就是其中的「USB Internet Tethering」。

事前準備

• Raspberry Pi Model B / B+，Model A / A+ 請自行加上 USB 網路卡。
• Raspbian 作業系統。
• iPhone，不需要越獄 (JB / JailBreak)，這次是用 iPhone 4S + iOS 8.2。
• 3G / 4G 門號必須已申辦行動上網。
• 30 Pin 或 Lightning 的 USB 傳輸線，最好是原廠或是通過 MFI 認證的線，因為在 iOS 7 之後，Apple 已經在系統裡加入了驗證的程式。
• 這次實作還沒有辦法同時分享給有線及無線介面，只能選擇其中一種。

安裝套件

先從 Raspbian 套件庫安裝需要的套件。
sudo apt-get -y install ipheth-utils libimobiledevice-utils ifuse

不過，為了讓相容性的問題減到最低，我們要將這些套件全部更新到最新的版本，並做一些相關的設定。

由於步驟不少，所以我們直接把它們寫成 script 來執行。
vi ~/update.sh

貼上這些指令。

##### 我是分隔線 #####
#!/bin/bash

sudo apt-get -y install git build-essential libxml2-dev python2.7 python2.7-dev fuse libtool autoconf libusb-1.0-0-dev libfuse-dev

mkdir ~/libimobiledevice && cd ~/libimobiledevice

git clone https://github.com/libimobiledevice/libplist.git
git clone https://github.com/libimobiledevice/libusbmuxd.git
git clone https://github.com/libimobiledevice/usbmuxd.git
git clone https://github.com/libimobiledevice/libimobiledevice.git
git clone https://github.com/libimobiledevice/ifuse.git

export PKG_CONFIG_PATH=/usr/local/lib/pkgconfig
echo "export PKG_CONFIG_PATH=/usr/local/lib/pkgconfig" | sudo tee -a /etc/bash.bashrc

cd libplist && ./autogen.sh && make && sudo make install && cd ..
cd libusbmuxd && ./autogen.sh && make && sudo make install && cd ..
cd libimobiledevice && ./autogen.sh && make && sudo make install && cd ..
cd usbmuxd && sed -i 's/.\/configure/LDFLAGS\=-lrt .\/configure/g' autogen.sh && ./autogen.sh && make && sudo make install && cd ..
cd ifuse && ./autogen.sh && make && sudo make install && cd ..

groupadd -g 140 usbmux &> /dev/null
useradd -c 'usbmux user' -u 140 -g usbmux -d / -s /sbin/nologin usbmux &> /dev/null
passwd -l usbmux &> /dev/null

echo /usr/local/lib | sudo tee /etc/ld.so.conf.d/libimobiledevice-libs.conf
sudo ldconfig
sudo modprobe fuse
sudo adduser pi fuse
##### 我是分隔線 #####

設定可執行的權限。
chmod +x ~/update.sh

開始更新。
~/update.sh

更新的時間大約是 5 到 10 分鐘，視 CPU 及 SD 卡的速度而定，就請喝杯咖啡稍候一下。

更新完畢之後，修改一下網路介面的設定。
sudo vi /etc/network/interfaces

在最下方加入這些指令。
allow-hotplug eth1
iface eth1 inet dhcp

Raspbain 2015-05-05 版之後，改用 dhcpcd 服務來處理 DHCP Client 的工作，請將「iface eth1 inet dhcp」改成「iface eth1 inet manual」，否則會導致 eth0 拿不到 IP。

建立給 iPhone 掛載用的目錄。
sudo mkdir /media/iPhone

新增給 udev 用的 iPhone 連線腳本。
sudo vi /lib/udev/iphoneconnect

輸入這些指令。
#!/bin/bash
umount /media/iPhone
ifuse /media/iPhone
ipheth_pair

加入執行權限。
sudo chmod +x /lib/udev/iphoneconnect

修改 iPhone Tether 規則的內容，把「ipheth-pair」改成「iphoneconnect」。
sudo sed -i 's/ipheth-pair/iphoneconnect/g'  /lib/udev/rules.d/90-iphone-tether.rules

啟動 iPhone 的個人熱點

打開 iPhone 的「設定」。

點選「行動網路」。

確認「行動數據」已經被開啟。

回上一層選單，再點選「個人熱點」，如果沒有開啟「行動數據」的話，會是反灰的狀態，無法點選。

「個人熱點」支援了三種連結方式。

1. Wi-Fi
2. Bluetooth
3. USB

啟動「個人熱點」。

插上 iPhone 的傳輸線，接到 Raspberry Pi 的 USB 埠上面。

出現「信任這部電腦」的對話框時 ，點選「信任」，這個選項在 iOS 7.0 之後的版本才有，每次接上 Raspberry Pi 的時候都會出現。

當 iPhone 與 Raspberry Pi 成功連線後，狀態列變成藍色，並顯示「個人熱點：1 個連線」。

而在 Raspberry Pi 會多出一個 eth1 網路介面。
ifconfig -s

這樣子，Raspberry Pi 本機就可以用 iPhone 的行動網路上網了。

無線網路分享

只有 Raspberry Pi 本機可以上網，實在沒什麼實用性，所以讓我們用 Wi-Fi 來分享吧。

或許有些朋友會問：「iPhone 自己就可以用 Wi-Fi 分享了，為什麼還要經過 Raspberry Pi ?」

原因很簡單：

1. iPhone 用 Wi-Fi 分享個人熱點比用 USB 更耗電。
2. iPhone 的 Wi-Fi 同時連線人數比 Raspberry Pi 還少。
3. 可以串接 Raspberry Pi 上面的服務，如：Samba、TOR、Proxy ... 等，可以參閱 Raspberry Pi 的所有文章。
4. 可以讓連上 Raspberry Pi 的所有設備變成在同一個網段裡。

請參閱 Raspberry Pi 的應用 - Wi-Fi 無線基地台 的內容，依照路由模式的步驟實作，再讓設備用 Wi-Fi 連上 Raspberry Pi 即可。

有線網路分享

只要將橋接套件安裝完畢。
sudo apt-get -y install bridge-utils

修改一下網路介面的設定。
sudo vi /etc/network/interfaces

在最下方加入橋接的設定值，並且把先前加入的 eth1 設定值註解掉。

#allow-hotplug eth1
#iface eth1 inet dhcp

auto br0
iface br0 inet dhcp
bridge_ports eth0 eth1

再把 RJ-45 網路線連上 Raspberry Pi 和 PC / Mac 就可以了。

異常排除

• 編譯 usbmuxd 時出現下列的錯誤訊息???
  
  /usr/bin/ld: usbmuxd-utils.o: undefined reference to symbol 'clock_gettime@@GLIBC_2.4'
  //lib/arm-linux-gnueabihf/librt.so.1: error adding symbols: DSO missing from command line
  collect2: ld returned 1 exit status
  Makefile:349: recipe for target 'usbmuxd' failed
  make[2]: *** [usbmuxd] Error 1
  make[2]: Leaving directory '/iphone_libs/usbmuxd/src'
  Makefile:353: recipe for target 'all-recursive' failed
  make[1]: *** [all-recursive] Error 1
  make[1]: Leaving directory '/iphone_libs/usbmuxd'
  Makefile:284: recipe for target 'all' failed
  make: *** [all] Error 2
  
  
  
  請參考 stackoverflow - Official V4L2 Driver for raspberry pi, how do I add lrt flags to a makefile? 的內容，將 autogen.sh 裡的「./configure」改成「LDFLAGS=-lrt ./configure」。
    
• iPhone 上面重覆出現「信任這部電腦」的對話框???
  
  之前用 iPhone 5 + iOS 7.12 + JB，一直遇到這個問題；可是在改用 iPhone4S + iOS 8.2 卻是一次就成功，所以懷疑是 JB 的關係，期待其他的勇者也來實驗一下。
  
  也有其他網友反應是沒有相關套件升級到最新版，或是線材的問題。
  

系列文章

• Raspberry Pi 的應用 - 透過 iPhone 的傳輸線，分享 3G/4G 行動網路
• Raspberry Pi 的應用 - 丟掉傳輸線，用 Bluetooth 來分享 3G/4G 行動網路

參考資料

• Dave Conroy - How to Tether Your Raspberry Pi with your iPhone 5
• Dave Conroy - Ditch Your Cable Modem/ISP With a Tethered iPhone and Raspberry Pi
• https://gist.github.com/keyvanfatehi/8922430
• libimobiledevice
• ㄘㄊ的根莖類成長記錄: 樹莓派 Raspberry Pi 使用iPhone連線上網 & 橋接至IP分享器當作緊急備用WAN使用

參考資料

• 2015/05/09 撰文。