Farseerfc的小窩 - archlinux

用 usbip 轉發 raspberry pi 的 USB 鍵盤鼠標給 Arch Linux 的 PC

2019-02-07T02:14:00+09:00

惠狐 megumifox 寫了篇用PulseAudio將電腦的聲音用手機放出來，文末提到想知道我怎麼用樹莓派轉發 USB 的，於是寫篇文章記錄一下。

起因

家裏有個裝了 Arch Linux ARM 的樹莓派3B 閒置着，裝了 Arch Linux ARM 偶爾上電更新一下，不過因爲性能實在不適合做別的事情於是一直在吃灰。某日 ~~給老婆安利幻想萬華鏡~~和老婆看片的時候， ~~老婆不吃安利於是遷怒鍵盤鼠標~~鍵盤鼠標被長長的 USB 線扯着感覺很難受，於是偶發奇想，能不能利用一下樹莓派的多達 4 個 USB 2.0 端口接鼠標鍵盤呢，這樣鼠標鍵盤就可以跟着樹莓派來回走，不用拖着長長的 USB 線了。

上網搜了一下， Linux 環境有個 usbip 工具正好能做到這個。原理也很直觀， usbip 能把 USB 端口上的數據封裝成 IP 協議通過網絡轉發出去，從而兩個網絡間相互聯通的電腦就可以遠程轉發 USB 了。設置好的話，就像是一臺 PC 多了幾個位於樹莓派上的 USB 端口，插上樹莓派的 USB 設備統統作爲 PC 的設備。

這篇文章假設有一個裝了 Arch Linux 的 PC ，和一個裝了 Arch Linux ARM 的樹莓派，並且兩者間能通過網絡互相訪問到。別的發行版上大概也可以這麼做，只是我沒有試過。 usbip 工具似乎普遍被發行版打包了，除此之外需要的也只是 Linux 內核提供好的功能而已。

設置 Arch Linux ARM 的樹莓派端

假設樹莓派上面網絡已經設置妥當，開機插電就能自動聯網。接下來安裝 usbip 工具：

$ sudo pacman -Syu usbip

然後需要記錄一下樹莓派的 IP 地址：

$ ip addr
3: wlan0: ......
inet 192.168.0.117/24 brd 192.168.0.255 scope global noprefixroute wlan0
......

接下來給 udev 添加一個規則，當插入 usb 設備的時候，執行我的腳本 usbipall.sh 把 usb 設備通過 usbip 共享出去：

$ cat /etc/udev/rules.d/usbipall.rules
ACTION=="add", SUBSYSTEM=="usb", RUN+="/usr/bin/bash /usr/local/bin/usbipall.sh"

這個 rules 文件可以在我的 dotfiles 裏面找到。

然後規則調用的 usbipall.sh 我這麼寫的，文件同樣在我的 dotfiles 裏面：

#!/bin/sh
(
allusb=$(usbip list -p -l)
for usb in $allusb
do
    busid=$(echo "$usb" | sed "s|#.*||g;s|busid=||g")
    if [ "$busid" = "1-1.1" ]
    then
        # ignoring usb ethernet
        continue
    fi
    echo "$(date -Iseconds): Exporting $busid"
    usbip bind --busid="$busid"
done
) >>/var/log/usbipall.log 2>&1

這個腳本做了這樣幾件事。

調用 usbip list --local 列出本地所有 usb 設備。
針對每個設備
1. 取出它的 busid
2. 判斷是不是樹莓派的 USB 以太網卡，不是的話繼續
3. 通過 usbip bind --busid= 命令把這個 usb 設備導出到網上
最後把所有輸出記錄到 /var/log/usbipall.log 日誌裏面

樹莓派這邊設置就完成了。從此之後插入的 usb 設備就會統統導出出去。

這裏需要注意一下，啓用了 udev 規則之後，就沒法插鍵盤鼠標到樹莓派上控制它了……我都是從另一端 ssh 上樹莓派操作的。如果有什麼地方設置錯誤，可能需要把樹莓派的 SD 卡拔下來插到電腦上，刪除掉 rules 文件……

仔細檢查設置正確了之後，重新載入 udev 規則，或者重啓樹莓派：

# systemctl restart systemd-udevd

這樣樹莓派這邊就設置好了。

設置 Arch Linux 的 PC 端

同樣假設 PC 這邊也已經聯網。接下來同樣安裝 usbip 工具：

$ sudo pacman -Syu usbip

然後我寫了個小腳本去鏈接樹莓派端，這個文件 usbiprpi3.sh 也在我的 dotfiles：

#!/bin/sh
rpi3="192.168.0.117"

modprobe vhci-hcd

allusb=$(usbip list -p -r $rpi3 | cut -d":" -f1 -s | sed 's|^[ \t]*||;/^$/d')
for busid in $allusb
do
    if [ "$busid" = "1-1.1" ]
    then
        # ignoring usb ethernet
        continue
    fi
    echo "Attaching $busid"
    usbip attach --remote=$rpi3 --busid="$busid"
done

其中腳本第一行填入上面記錄下來的樹莓派的 IP 地址，接下來腳本做了這麼幾件事：

用 modprobe 確認加載 vhci-hcd 通用虛擬鍵鼠驅動
用 usbip list --remote= 列出遠程設備上已經導出了的 USB 設備，取出他們的 busid
對每個設備用 usbip attach 接上該設備

然後就已經準備妥當，接下來是見證奇蹟的時刻：

$ sleep 10; sudo ./usbiprpi3.sh
Attaching 1-1.4.3
Attaching 1-1.4.1

因爲只有一套鍵盤鼠標，所以先 sleep 個 10 秒，在此期間快速把鍵鼠拔下來插到樹莓派的 USB 口上去。如果對自己手速沒自信也可以把時間設長一點。然後用 root 權限執行 usbiprpi3.sh 。

一切正常的話，先能觀測插上樹莓派的鍵盤鼠標被樹莓派初始化了一下，比如鍵盤燈會亮，然後這些設備會被導出出去，從而鍵盤燈滅掉，然後 10 秒等待結束後他們被遠程接到了 PC 端，又會被初始化一下，同時 PC 端這邊會有上述 Attaching 的輸出。然後鍵盤鼠標就能像平常一樣用啦。

使用體驗

因爲就是通過 IP 轉發 USB 嘛，所以就和普通地接 USB 的體驗差不多，當然前提是網絡環境足夠穩定。在我家間隔 5 米到無線路由器的環境下，基本感覺不到網絡延遲的影響。通過這種方式聊天上網應該和直接接 USB 設備完全一樣。本文就是在通過樹莓派轉發的前提下用鍵盤打字寫的。

不過如果網絡負載本身就很大的話，可能會一些延遲，比如我開着 OBS 直播打東方的時候，原本就手殘的我感覺更加手殘了……

試過拿着樹莓派在房間到處走，走到無線信號覆蓋不到的地方， usbip 會斷掉，PC 上的現象就像是 USB 設備被拔下來了……所以如果無線網絡不穩的話，可能需要對上面腳本做個循環？不過那樣可能會用起來很彆扭吧。

以及，上述操作 usbip 是走 TCP 3240 端口，數據包大概完全沒有加密，所以考慮安全性的話，最好還是在內網環境使用。不過轉念一想，萬一有別人接上了我導出出去的 USB ，也就是截獲我的鍵盤， PC 這邊沒法 attach 設備了，應該馬上會發現吧。我敲打 sudo 之類命令的時候 shell 裏面沒有回顯，就不會再繼續敲密碼了。而且似乎對攻擊者也沒有什麼好處？要是他 usb attach 到了我的設備上，我就能控制他的鍵盤了耶~

archlinux 上用 chrome 實現透明計算遠程登錄

2015-02-13T20:39:00+09:00

透明計算具體是什麼，因爲他們沒有公開技術細節所以我並不知道，只是看公開出來的演示視頻，感覺似乎只要能從手機上遠程登錄系統桌面，就能算是透明計算了。如果透明計算真是這個意思，那麼我似乎已經用着這個技術很多年了嘛。

Xorg 上常用的遠程桌面工具有很多，基於 VNC 協議的、基於NX的和基於 RDP 協議的都能找到，直接 ssh X forwarding 效果也不錯。只是這些方案的一個 不太易用 的地方在於，需要通過 ip 訪問到遠程的電腦，所以在跨越 NAT 之類的情況下不太容易使用。

於是今天介紹一個使用方便設置也簡單的方法：通過 chrome-remote-desktop 在 archlinux 上使用遠程桌面。這個方案的優勢在於，藉助 Google 的雲端服務器（內部貌似是XMPP協議下的握手）方便地實現了 NAT 穿透，無論什麼網絡環境基本都能使用。當然，要支持遠程登錄，位於遠端的登錄的計算機必須一直開着 Chrome Remote Desktop 的後臺服務。

Chrome Remote Desktop 插件

Chrome Remote Desktop 的客戶端

雖然可能有很多人不知道，不過 Chrome 內包括遠程桌面的功能很久了。只是這個功能的界面默認沒有提供界面，要使用它需要安裝 Google 官方出品的 remote-desktop 插件。裝好之後遠程桌面的客戶端就準備好，可以用來遠程訪問別的計算機桌面了（無論是 Windows/OS X 還是 Linux 都支持）。並且不光可以自己遠程訪問自己賬戶的桌面，還可以遠程協助朋友的桌面。

Archlinux 上設置遠程登錄的服務器

有了客戶端之後還要設置一下纔能讓桌面作爲遠程登錄的服務器。Windows 和 OS X 上 Chrome 會自動下載需要的安裝包，無腦下一步就能裝好了。Linux上由於發行版衆多，桌面配置各異，所以需要一點手動配置。官方的設置步驟記載在這裏其中給出了 debian 用的二進制包和 Ubuntu 12.10 上的設置方式，以下設置是參考官方步驟。

首先要安裝 chrome-remote-desktop 這個包，這個包實際上對應了 Windows/OS X 上用安裝程序安裝的 Remote Desktop Host Controller。 archlinux 上開啓了 [archlinuxcn] 倉庫的話，可以直接安裝打好的包。或者可以從 AUR 裝。

$ pacman -Ss chrome-remote-desktop
archlinuxcn/chrome-remote-desktop 40.0.2214.44-1
Allows you to securely access your computer over the Internet through Chrome.

裝好之後從會說這麼一段話：

groupadd：无效的组 ID “chrome-remote-desktop”

Please create ~/.config/chrome-remote-desktop folder manually, if it doesn't exist, or else you can't use CRD. The needed files are created by the Chrome app, inside the chrome-remote-desktop folder, after Enabling Remote Connections. To {enable,start} the service use systemctl --user {enable,start} chrome-remote-desktop

You may need to create a ~/.chrome-remote-desktop-session file with commands to start your session

Go to https://support.google.com/chrome/answer/1649523 for more information.

那句報錯是 AUR 裏打的包還沒跟上上游 Google 的更改導致的錯誤，首先我們需要把遠程登錄的用戶添加入 chrome-remote-desktop 這個用戶組裏。新版本的 chrome remote desktop 提供了一個命令做這個事情，所以執行以下命令就可以了：

$ /opt/google/chrome-remote-desktop/chrome-remote-desktop --add-user

然後我們需要手動創建 ~/.config/chrome-remote-desktop 這個文件夾，內容是空的就好了，隨後 chrome 會往這裏面放 host#.json 文件用於身份驗證。

$ mkdir ~/.config/chrome-remote-desktop

然後我們要創建一個 shell 腳本 ~/.chrome-remote-desktop-session ，這是遠程登錄時的 .xinitrc ，內容麼就是啓動你想在遠程登錄時用的桌面環境。這裏可以指定一個和你正在登錄的 WM/DE 不同的桌面，比如我啓動 xfce4：

$ cat ~/.chrome-remote-desktop-session
#!/bin/bash
startxfce4
$ chmod 755 .chrome-remote-desktop-session

接下來需要從 Chrome 的插件裏啓用遠程桌面。打開 Chrome 的 Remote Desktop 插件，這時應該可以看到一個「啓用遠程鏈接」的按鈕。

Chrome Remote Desktop 插件中「啓用遠程鏈接」的按鈕

在撰寫本文的時候， Archlinux 官方源裏的 chromium 的版本和 aur/google-chrome 的版本尚且還是 40.0.2214.111 ，而 Chrome Web Store 中提供的 Chrome Remote Desktop 的插件的版本是 41.0.2272.41 。雖然通常並不要求兩者版本一致，不過貌似最近 Chrome 內部的 Remoting 功能更改了 API 導致可能出問題。如果你找不到「啓用遠程鏈接」的按鈕，請嘗試一下新版本的 Chrome 比如 google-chrome-dev 。在這一步啓用之後，老版本的 chrome 應該也就能使用遠程桌面了。

在32位的 Linux 版本上，最近更新的 Chrome Remote Desktop 插件可能無法正確識別 Host 的版本，具體參考這個 bug 。

點擊「啓用遠程鏈接」，設定一個 PIN 密碼（不需要很複雜，這裏首先有 Google 帳號驗證保證只有你纔能訪問），然後就能看到這套電腦的 hostname 出現在「我的電腦」列表裏。

啓用遠程鏈接之後的樣子

同時，啓用了遠程鏈接之後，可以在剛剛創建的 ~/.config/chrome-remote-desktop 文件夾中找到記錄了驗證信息的文件。

$ ls .config/chrome-remote-desktop
chrome-profile  host#8cfe7ecfd6bb17955c1ea22f77d0d800.json  pulseaudio#8cfe7ecfd6

然後就可以啓動對應的 systemd 用戶服務了，如果想自動啓動服務要記得 systemctl --user enable ：

$ systemctl --user start chrome-remote-desktop.service

如果上面的設置一切正常，就可以看到 chrome-remote-desktop 啓動了另外一個 Xorg 執行你剛剛指定的桌面環境：

htop 中看到的 chrome-remote-desktop 啓動的另外一個 Xorg

然後就可以試着通過 Remote Desktop 插件登錄到這個新開的 Xorg 了：

「遠程」登錄到新的 XFCE4

Linux 版本的 Chrome遠程桌面和 Windows/ OS X 上的區別

通過上面的設置步驟也可以看出，Linux版本的遠程桌面會在後臺開一個獨立的 X 會話，而不能復用現在已有的 X 會話。對遠程登錄的用法而言這還能接受，對遠程協助的功能而言有點問題，因爲正在使用的人不能觀察協助者做了什麼，協助者也不能繼續請求協助的人的操作。

當然目前 Chrome 遠程桌面的 Linux Host Controller 還只是 beta 版本，官方只測試支持 Ubuntu 12.04 和 12.10 （14.04之後似乎有 Bug ），所以不能要求太多。希望以後能改善吧。

Bonus：手機遠程登錄

手機上的 Chrome 遠程桌面 App

通過上面的設置就可以從任何一個 Chrome 遠程桌面客戶端登錄剛剛設置的這臺電腦了。因爲 Chrome 在三大桌面系統 Windows / OS X / Linux 上都有，所以應該能覆蓋大多數桌面系統了。

除了桌面的 Chrome 之外還有一個客戶端是 Android 上的 Chrome 遠程桌面 App 經過上面的設置之後，從這個 App 也能看到並登錄：

手機遠程登錄

好啦，開始享受國家自然科學一等獎的透明計算技術吧！