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無碟 mini PC 教學

從 live ISO boot、USB persistence、routerd wizard configuration 到 validation 的 diskless mini PC tutorial flow

本教學說明如何將小型 x86 mini PC 在不安裝 OS 至內建磁碟的情況下設定為路由器。 從 routerd Live ISO 開機，將設定儲存至 USB。 日誌暫存於 RAM，每日一次以壓縮封存的形式寫出至 USB。

無碟 mini PC 流程

準備物品​

  • 具備兩個以上網路介面的 mini PC
  • 用於 routerd 持久化的 USB 隨身碟
  • 最新的 routerd-live.iso
  • 主控台存取
  • 可使用 DHCPv4 或靜態位址的 WAN
  • LAN 交換器或隔離的測試 bridge

1. 準備 USB 隨身碟​

建立一個分割區，並以 Live ISO 可掛載的檔案系統格式化。 預設建議使用 ext4。 一般可移動媒體也可使用 vfat 或 exfat。 請將標籤設為 ROUTERD，以便 ISO 自動偵測。 FAT32 通常在 blkid 中顯示為 vfat。 若為 routerd 專用的 USB 隨身碟，ext4 最易操作。

以下為在 Linux 終端機的操作範例。

sudo mkfs.ext4 -L ROUTERD /dev/sdX1

請將 /dev/sdX1 替換為實際的 USB 分割區。 請注意勿誤格式化其他裝置。

2. 開機至 Live ISO​

從固定 URL 取得 ISO。

curl -LO https://github.com/imksoo/routerd/releases/latest/download/routerd-live.iso
curl -LO https://github.com/imksoo/routerd/releases/latest/download/routerd-live.iso.sha256
sha256sum -c routerd-live.iso.sha256

從 ISO 開機 mini PC。 同一映像檔支援視訊主控台與序列主控台。

以下為在 Proxmox VE 的操作範例。

qm create 200 \
  --name routerd-live-demo \
  --memory 1536 \
  --cores 2 \
  --ostype l26 \
  --serial0 socket \
  --vga std \
  --boot order=ide2 \
  --ide2 local:iso/routerd-live.iso,media=cdrom \
  --net0 virtio,bridge=vmbr0 \
  --net1 virtio,bridge=vmbr490
qm start 200
qm terminal 200

DHCP 或 RA 的初期測試請使用隔離的 LAN bridge。

routerd live boot menu

ISO 同時啟用視訊主控台與序列主控台。 在 Proxmox VE 中，互動式精靈通常透過 qm terminal 比較容易閱讀。 VGA 的畫面擷取作為開機軌跡使用，實際的輸入與結果請透過下方的 序列主控台日誌確認。

Ubuntu boot messages

3. 執行精靈​

以 root 登入後，Live ISO 會啟動初始設定精靈。

routerd live login and message of the day

序列主控台會顯示如下的 Live ISO 說明與精靈開始畫面。

Welcome to Ubuntu 24.04 LTS
Kernel 6.8.0-124-generic on x86_64 (/dev/ttyS0)

localhost login: root
routerd live v20260510.1811

Run the setup wizard:
  /usr/share/routerd/install.sh configure

Starting routerd setup wizard. Press Ctrl+C to skip.
routerd initial configuration wizard

Available interfaces:
  - lo
  - eth0
  - eth1

精靈會確認以下項目。

  • 路由器名稱
  • WAN 介面
  • WAN IPv4 模式
  • LAN 介面
  • LAN 位址
  • DHCPv4、DNS、NTP、RA、防火牆、NAT44
  • 管理路徑的放置位置
  • USB 持久化

WAN setup in the routerd live wizard

LAN setup in the routerd live wizard

以下為實機驗證時的序列主控台日誌。

Router name [routerd-router]: routerd-live-router-test
WAN interface: eth0
WAN IPv4 mode (dhcp/static) [dhcp]: dhcp
Default DNS upstreams when DHCP DNS is unavailable [1.1.1.1]: 1.1.1.1
LAN interface: eth1
LAN address/CIDR [192.168.10.1/24]: 192.168.99.1/24
LAN client CIDR [192.168.99.0/24]: 192.168.99.0/24
Enable DHCPv4 server? (yes/no) [yes]: yes
DHCPv4 pool start [192.168.99.100]:
DHCPv4 pool end [192.168.99.200]:
Enable DHCPv6 stateless service? (yes/no) [no]: no
Enable IPv6 RA? (yes/no) [no]: no
Enable DNS resolver? (yes/no) [yes]: yes
Enable NTP server? (yes/no) [yes]: yes
Enable 3-role firewall? (yes/no) [yes]: yes
Enable NAT44 from LAN to WAN? (yes/no) [yes]: yes
Management placement (separate/lan) [lan]: lan
Save config to USB for diskless persistence? (yes/no) [no]: no
generated candidate config: /usr/local/etc/routerd/router.yaml.configure
Install this config as router.yaml? (yes/no) [no]: yes

詢問 USB 持久化時，選擇 yes 並指定 USB 分割區。 分割區若有 ROUTERD 標籤，會自動顯示為候選項目。

非短時間的測試時，請啟用每日一次的 USB 寫出工作。 預設日誌緩衝為放置於 /run/routerd/logs 的 100 MiB。

Live 輔助程式使用 blkid 判斷 ext4、vfat、exfat。 USB 持久化為減少對 USB 的寫入，預設以 async,noatime 掛載。 僅在特定測試需要同步寫入時，才在核心命令列加入 routerd.usb_mount=sync。

選定的 USB 分割區掛載至 /media/routerd-usb。 儲存的設定檔路徑為 /media/routerd-usb/routerd/router.yaml， 而非 /mnt/routerd/router.yaml。

4. 確認初次套用​

確認完成後，精靈會寫出以下檔案。

/usr/local/etc/routerd/router.yaml

之後執行以下指令。

routerctl validate -f /usr/local/etc/routerd/router.yaml --replace
routerctl plan -f /usr/local/etc/routerd/router.yaml --replace
routerctl apply -f /usr/local/etc/routerd/router.yaml --replace

Wizard summary and first apply

確認狀態。

routerctl status

routerctl status after first apply

phase 變為 Healthy 即表示成功。 序列主控台日誌中應出現如下狀態。

{
  "apiVersion": "control.routerd.net/v1alpha1",
  "kind": "Status",
  "status": {
    "phase": "Healthy",
    "generation": 1,
    "resourceCount": 14
  }
}

5. 測試 LAN 用戶端​

將用戶端連接至 LAN 介面或測試 bridge。

用戶端應收到以下內容。

  • 來自 DHCPv4 pool 的 IPv4 位址
  • 指向 routerd 的預設路由
  • 指向 routerd 的 DNS 伺服器
  • 若已啟用，指向 routerd 的 NTP 伺服器

基本確認如下。

dig @192.168.10.1 www.google.com A +short
curl -4 https://www.google.com/generate_204

若更改了 LAN prefix，請對應調整位址。

PVE 驗證中，將暫時的 network namespace 連接至隔離的 LAN bridge。 用戶端從 routerd 取得租約，並透過 routerd 的 NAT44 與外部通訊。

inet 192.168.99.186/24
default via 192.168.99.1 dev veth-rtest

dig @192.168.99.1 www.google.com A +short
142.251.156.119
142.251.150.119
142.251.151.119
...

curl -4 https://www.google.com/generate_204
http_code=204 remote_ip=142.251.156.119 time_total=0.024397

curl http://192.168.99.1:8080/
http_code=200 remote_ip=192.168.99.1 time_total=0.000537

6. 重新開機確認持久化​

保持 USB 隨身碟連接，重新開機 mini PC。

開機時，Live ISO 會執行以下步驟。

  1. 依已記錄裝置、routerd.usb=、ROUTERD 標籤的順序搜尋 USB 裝置。
  2. 將 USB 裝置掛載至 /media/routerd-usb。
  3. 還原 /media/routerd-usb/routerd/router.yaml。
  4. 以 tmpfs 準備 /run/routerd/logs。
  5. 套用路由器設定。
  6. 啟動 Live routerd 常駐程式。

登入後確認。

routerctl status

不重新執行精靈即可收斂則表示成功。 若設定未還原，且 /usr/local/etc/routerd/router.yaml 也不存在， 則會啟動設定精靈。

7. 日誌持久化的機制​

日誌首先寫入 RAM。

/run/routerd/logs

每日寫出工作會將以下內容複製至 USB。

  • 目前的 router.yaml
  • routerd 的狀態快照
  • 壓縮日誌封存

這樣可避免持續寫入 USB 快閃記憶體。 超過 tmpfs 上限時，從最舊的檔案開始刪除。

手動寫出時，執行以下指令。

/usr/share/routerd/live-persistence.sh flush

USB persistence flush

實際拔除 USB 裝置前，請先執行 flush 與 unmount。

/usr/share/routerd/live-persistence.sh flush
/usr/share/routerd/live-persistence.sh umount

未 unmount 即拔除時，routerd 仍會繼續在 RAM 上運作。 系統會輸出警告，新的日誌在 USB 回復前暫存於 tmpfs。

疑難排解​

USB 隨身碟未出現在候選清單​

從 shell 確認分割區。

blkid
lsblk -f

若有需要，透過核心引數明確指定。

routerd.usb=/dev/sdb1

重新開機後精靈再次出現​

ISO 未能找到已儲存的設定。 掛載 USB 裝置後確認。

mount /dev/sdX1 /media/routerd-usb
ls -l /media/routerd-usb/routerd/router.yaml

重新開機後沒有日誌​

日誌暫存於 RAM。 每日寫出工作或手動 flush 執行後，才會保留於 USB。

LAN 用戶端未取得位址​

確認精靈中選擇的 LAN 介面。

routerctl status --json
ip addr

在 Proxmox VE 進行測試時，請確認用戶端與 routerd 的 LAN NIC 連接至同一個隔離 bridge。