基于树莓派Zero2W搭建一个随身旁路由

前段时间搞了个很迷你的开发板树莓派Zero2W（下面简称“Pi”），还搭配了个USB Key转接板，这几天折腾了一下，用于实现一个随身的旁路由。本文记录一下关键技术点，供有同样需求的读者参考。

背景描述 #

折腾过代理的同学，对“旁路由”这个概念应该不陌生，这里主要将旁路由用作透明代理。现在相关技术已经很成熟，所以有一台小主机的情况下，搭建一个透明代理并不算困难。而本文的主要关注点在于“随身”，这就要求小主机满足以下几个特性：

1、小巧（不然不适合随身带）；

2、有连接Wi-Fi功能；

3、随时可以切换网络。

这里比较麻烦的是第3点。假设我带着笔记本和小主机来到了一个新环境，知道了当地的Wi-Fi账号密码，那我怎么才能让小主机连上新Wi-Fi呢？这里的关键是小主机还没连网时，笔记本怎么连上小主机，如果有网口的情况下，通过网线连接自然可以，但带网口的主机通常不小，而且随身带网线也累赘（Macbook还需要配转接头）。

树莓派Zero2W + USB Key正好可以完美实现这个需求！它能够在作为主机运行的同时还模拟一张网卡，通过USB口连接到电脑时，既可以给Zero2W供电，又可以构建一条Zero2W到电脑的直连通道，使得我们可以不经过Wi-Fi就连接到Zero2W上去。

烧录镜像 #

事实上，这种USB直连Pi Zero的方案由来已久，比如教程《树莓派 Zero USB/以太网方式连接配置教程（macOS平台）》已经是2018年的了，但里边的配置方式已经过时，这里主要更新一下在K2的帮助下能跑通的最新方案。

首先，准备SD卡，烧录最新的Raspberry Pi OS镜像到SD卡上。现在官方出了Raspberry Pi Imager，烧录镜像变得更简单了，这里烧录镜像的时候要注意几个细节，首先是必须把Wi-Fi账号密码配置好（后面可以改，第一次配置需要用Wi-Fi），然后必须开启SSH，其余的按需调整：

建议把主机名也设置好并记住，这样后面在内网中我们就可以直接通过它来访问Pi，而不需要记IP地址。设置完成后就可以烧录镜像了，烧录结束后，把SD卡继续用读卡器插到电脑上（我的电脑是Macbook Pro，系统是macOS 15.3.1，下面都简称“Mac”），在SD卡的根目录找到config.txt文件，在末尾加一句（当前末尾是[all]）：

dtoverlay=dwc2

至此，烧录镜像步骤完成。

网卡配置 #

现在我们可以将SD卡插入到Pi上，然后通过USB口将Pi插入到Mac，那么Pi就会通电启动，等到启动完成后，由于刚才已经配置了Wi-Fi，所以Pi应该已经顺利连上了网络，这时候把Mac也连接到同一个网络，我们就可以通过ssh me@pi.local来SSH上去Pi，当然，也可以在路由器处查找它的IP，通过IP来SSH。

接着我们在Pi端执行

sudo modprobe g_ether
sudo ip link set usb0 up
sudo ip addr add 169.254.7.11/16 dev usb0

执行完后通过ifconfig观察，可以发现多出了个名为usb0的网卡，并且ip设置为了169.254.7.11，这属于内网保留 IP，可以自行设置，没有什么特殊考虑也可以直接复制。

稍等一会后，我们转到Mac端“设置”-“网络”，正常情况下会多出一个RNDIS/Ethernet Gadget服务，并已经自动连接上，点击“详细信息”可以看到通过DHCP方式分配了IP，我们将它改为手动模式，IP为169.254.7.1，路由留空。这个IP原则上也可以自定义，但没什么特殊考虑也是直接复制就好。

再次转到Pi端，执行ping 169.254.7.1，能ping通，说明Pi和Mac已经通过USB口组了一个小型局域网，Mac的IP是169.254.7.1，Pi的IP是169.254.7.11，在Mac端通过ssh me@169.254.7.11也可以连接到Pi。

启动服务 #

不过现在的网卡配置都是一次性的，重启就没了，我们需要将它配置成开机自动启动的服务，这样以后才能在没有网络的情况下，还能通过USB口以及ssh me@169.254.7.11连接到Pi，这就是我们的最终目的。

在Pi端，新建/usr/local/bin/usb0.sh：

#!/bin/bash
sudo modprobe g_ether
sudo ip link set usb0 up
sudo ip addr add 169.254.7.11/16 dev usb0
nohup ping -c 100 169.254.7.1 > /var/log/usb0_ping.log 2>&1 &
exit 0

然后sudo chmod +x /usr/local/bin/usb0.sh，再新建/etc/systemd/system/usb0.service，写入

[Service]
Type=oneshot
ExecStart=/usr/local/bin/usb0.sh
RemainAfterExit=yes

[Install]
WantedBy=multi-user.target

最后执行

sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl enable usb0.service

就可以了。以后将Pi插入Mac，等开机完成后，就可以通过`ssh me@169.254.7.11`连接上去，如果有需要通过sudo raspi-config可以连接/切换Wi-Fi。

文章小结 #

至于剩下的搭建旁路由/透明代理的步骤，就请大家自行折腾了。本文主要是帮助大家把“随身”这一步跑起来，剩下的看自己发挥了。

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