学校虽有提供现成的校园网和宽带服务，但我这么一个折腾狂魔，免不了要对网络环境进行一番改造，遂斥巨资购入了一台搭载 ESXi 系统的工控机来作为软路由使用

关于校园网 & 校园宽带

  校园网（HNU WiFi）和校园宽带都是需要登录认证才能使用的。曾在去年，老湖就因为校园网的收费政策引起过一波讨论。流量计费确实可以理解，校方这边也还是很乐意听取学生的意见的，很快便指定了新的计费政策，最近似乎也在筹划着更换新的 AP，最最重要的是，它支持网页认证！不过嘛，缺点也还是有的，或许也算不上缺点，几万人在用的大内网，开个 AP 隔离确实更安全，但这样于我个人而言，就不太方便各个设备之间互联互通了

  再来看校园宽带这边，虽然不存在 AP 隔离，但每次都得绕一圈从它的网关回来也不像话，同时宽带更是限制多多，每个平台都必须使用专门的客户端才能登录，这让我大 Ubuntu 用户情何以堪？更有甚者，每个平台最多只能有一台设备在线，这是默认我只能有一部手机？

  如此种种，我们自然是不能给它惯着，说了这么多，来看看我是如何整顿宿舍网络环境的吧！

通过 ICS 绕过共享限制

  这台工控机一共有 4 个网口，分别对应着 4 张物理网卡，现在通过拔插网线的方式，来确定一下网卡和接口的对应关系：

网卡名称 物理接口
vmnic0 L3/W2
vmnic1 LAN1
vmnic2 L2/W3
vmnic3 WAN1

  「天翼校园」虽然会检测 Windows 自带的 WiFi Direct 热点共享，但对 ICS 网络共享似乎并不能察觉。我这边准备了一台 Win7 的虚拟机用于拨号和 ICS 网络共享，一共分配 4GB RAM 和 24GB 存储，还算是绰绰有余：

  然后分别将 Outbound 和 WAN 网络添加到虚拟机上，Outbound 用于向外部拨号连接，WAN 绑定了 L2/W3 物理接口，插在无线路由器的 WAN 口。其实这里如果能把 vmnic3 PCI 直通到 Windows 拨号机会获得更好的性能，估计校园宽带这点孱弱的网速也跑不满，想想还是算了，装驱动怪麻烦的……

  然后拨号机这边也是把需要的文件提前准备好，主要是「天翼校园」认证客户端、用于自动拨号的 Python 和 KMS 激活工具；接下来再对 Windows 做一些简单的设置，在「运行」窗口中输入 UserAccountControlSettings 回车，将通知级别修改为「从不通知」

  这一步是设置系统默认允许所有管理员权限请求，以避免自动化过程中有进程提权导致弹出的 UAC 影响脚本正常功能，强烈不建议在日常工作的电脑上这么干，非常危险！

  激活 Windows 之后，安装好宽带客户端，发现经常弹出这个「自助排障工具」，非常烦人，简单给它处理一下：将原来的可执行文件加上后缀 .bak，然后创建一个同名只读文件即可

编译 OpenWrt & 配置旁路由

  拨号成功后先挂着不管，来到 这个仓库，按教程配置好后开始编译，大约等待 1-2 个小时，就可以在 Actions 页面找到编译好的 zip 文件啦～

  打开压缩包，乍一看好像乱七八糟的东西不少，不过不要惊慌，只需要把这个 vmdk 文件拿出来就可以了：

  将 vmdk 上传到 ESXi，但这个 vmdk 是专为 VMWare Player、VMWare Fushion 或者 VMware Workstation 准备的，在 ESXi 上并不能直接使用，所以我们需要先把它转换成 ESXi 的格式。首先登录到 ESXi 网页控制台，在 主机->管理->服务 中启用 TSM-SSH：

  通过 ssh 连接到 ESXi，然后找到刚刚上传的 vmdk 文件

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cd /vmfs/volumes
ls

  然后进行转换：

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vmkfstools -i openwrt-x86-64-generic-squashfs-combined-efi.vmdk openwrt-esxi.vmdk

  准备工作已经完成，现在创建新的虚拟机，创建时系统版本选择 Linux、其它 64 位：

  然后将默认的硬盘删除，在左上角添加刚刚转换好的虚拟硬盘文件：

  网络适配器选择 VM Network，继续完成创建，然后打开虚拟机电源，等待控制台不再刷新之后，按回车即可进入系统

  使用之前，我们还需要再做几步配置，现在 OpenWrt 的 web 控制台大概率是无法访问的状态，我们需要更新它的 ip 地址，执行 vim /etc/config/network 编辑配置文件，找到 lan 配置 下的 ipaddr 选项，将其更改为一个可以访问的 ip 地址：

  保存退出后重启虚拟机，就可以从浏览器访问 OpenWrt 的 web 控制台了：

  接下来是旁路由的配置，在 web 管理界面打卡 网络->接口 页面，在「基本设置」中指定 ipv4 网关、广播地址以及 DNS 服务器（DNS 服务器指定为主路由地址），因为我把所有主要设备都设置为静态 ip，所以直接在下方关闭 DHCP 服务；然后在上方选项卡切换到「物理设置」，取消接口桥接，点击保存（注意不是「保存&应用」！）

  现在来到 网络->防火墙->自定义规则，在下方添加一条：

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iptables -t nat -I POSTROUTING -j MASQUERADE

  在下方按钮处重启防火墙，然后在网页右上角找到「未保存的配置：x」并点击，选择「保存&应用」即可，最后修改所有静态 ip 设备，将网关地址指向 OpenWrt。至此，旁路由配置暂且告一段落

实现自动拨号和网络检测

  旁路由配置完成，现在回到 Windows 拨号机，准备开始实现自动拨号。在 Windows 物理机上装好拨号客户端，用 Spy++ 检查窗口，得到窗口类名和标题

  然后来搓一个小脚本，循环 GET 几大门户网站，当其中大多数均失败时，判定为网络连接不佳，自动重启客户端。因为客户端窗口大小是定死的（330 × 559），我这里直接使用像素座标进行定位：

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import os
import traceback
from time import sleep

import httpx
import win32api
import win32com.client
import win32gui
from loguru import logger
from win32con import *


class ESurfingDaemon(object):
    @staticmethod
    def delay(time=0.5):
        sleep(time)

    @staticmethod
    def urltest(url):
        logger.info(f'urltest for "{url}"')
        # noinspection PyBroadException
        try:
            httpx.get(url, timeout=5, follow_redirects=False)
            logger.info('success.')
            return True
        except:
            logger.info('failed.')
            return False

    def __init__(self, executable):
        self.executable = executable
        self.targets = [
            'https://www.baidu.com/', 'https://www.360.cn/',
            'https://qq.com/', 'https://www.1688.com/'
        ]

    def click(self, x, y):
        width = win32api.GetSystemMetrics(SM_CXSCREEN)
        height = win32api.GetSystemMetrics(SM_CYSCREEN)
        win32api.mouse_event(
            MOUSEEVENTF_ABSOLUTE | MOUSEEVENTF_MOVE,
            int(x * 65536 / width), int(y * 65536 / height),
            0, 0
        )
        self.delay()
        win32api.mouse_event(MOUSEEVENTF_LEFTDOWN | MOUSEEVENTF_LEFTUP, 0, 0, 0, 0)
        self.delay()

    def relaunch(self):
        logger.info('searching window...')
        hwnd = win32gui.FindWindow('#32770', '校园客户端')
        if hwnd:
            logger.info('take window to foreground')
            shell = win32com.client.Dispatch('WScript.Shell')
            shell.SendKeys('%')
            win32gui.SetForegroundWindow(hwnd)
            self.delay()
            left, top, right, bottom = win32gui.GetWindowRect(hwnd)
            logger.info('click "disconnect"')
            self.click((left + right) / 2, top + 366)
            self.delay(5)
            logger.info('click "close window"')
            self.click(right - 15, top + 15)
            self.delay(1)
        logger.info('kill remaining process...')
        os.system('taskkill /f /im ESurfingClient.exe >nul 2>&1')
        self.delay(3)
        logger.info('launch client!')
        os.startfile(self.executable)

    def watch(self):
        while True:
            try:
                failed = 0
                for url in self.targets:
                    if self.urltest(url):
                        continue
                    failed += 1
                if failed >= len(self.targets) / 2:
                    self.relaunch()
            except Exception as err:
                logger.error(repr(err))
                traceback.print_exc()

            logger.info('wait 30 seconds...')
            self.delay(30)


logger.info('wait 60 seconds...')
sleep(60)
ESurfingDaemon(r'C:\path\to\ESurfingClient.exe').watch()

  完事后记得在客户端设置中把开机自启和自动拨号都打开，然后在计划任务中配置 daemon 脚本也开机启动：

  这里勾选上「以最高权限运行」：

  这样 Windows 虚拟机每次启动的时候脚本都会出来检测网络状态，并尝试自动拨号；由于客户端设计得不够精良，似乎存在一定程度的内存泄漏，再配置一个任务让虚拟机每隔两天使用 shutdown -r -t 0 重启一次，就大功告成啦！

一点补充

  本文中对旁路由的配置仅仅停留在非常初级的阶段，其实 OpenWrt 能干的事情远远不止这些。比如可以配置 DNS 给每个内网设备分配一个专属域名，通过 DoH、DoT 等技术突破 DNS 劫持和污染等等，碍于篇幅限制，本文中就不再过多介绍，还请有兴趣的读者自己摸索探究

  • 最后附上网络拓扑图

参考