Extroot化したOpenWrtを最新版にアップグレードする - ローリングコンバットピッチなう！

[technology][openwrt]OpenWrt 15.05を18.06にアップグレード(Extroot込)

自宅でProxyサーバーとして使用しているOpenWrtマシン(Buffalo BHR-4GRV,1GbE有線ルーター)のアップグレードを計画中です。
現在はOpenWrt Chaos Calmer 15.05.1なのですがこれを現時点で最新安定版の18.06.2にアップグレードしたい。

理由はこのProxyサーバーにTCP BBRを組み込んでProxy→Wi-Fi接続スマフォの下り通信パフォーマンス/安定性が上がるか試してみたいというものです。
TCP BBRはgoogleが開発したTCPの輻輳制御アルゴリズムでLinux Kernel 4.9に組み込み可能です。実は混雑時にはあまり改善しないとか、Fairnessに問題があるとかとも言われていますが、Wi-Fiの様にパケットドロップが多い場合は効果があるらしいので、それを試してみたいと。

現在Proxyサーバーとして使用している15.05のKernelは3.18.23なのでそのままでは使えません。

基本的には
https://downloads.openwrt.org/releases/
から使う機種に対応したupgrade用バイナリイメージ(ファイル名末尾がsquashfs-sysupgrade.binで終わるもの)をダウンロードしてきて、sysupgradeコマンドを叩くか、LuCIからファーム更新を実行すれば良いのですが、USBメモリを使ってrootファイルシステムを拡張している(Extroot)と、その部分にインストールされたパッケージ等が引き継がれないため、Extrootの再作成を含めた手順が必要なので、あまり纏まっているところがなく、複数の情報を見ながらProxyサーバーとは別のOpenWrtマシン(こちらもExtroot化済み)でリハーサルを実施しました。

以下、手順です。

各種バックアップ実行
- opkgでインストールしたパッケージリストを取得
  
  ググるといくつか方法が出てくるのですが、一番簡単そうな下記の方法でリストを作りました。
  アップグレードをExtroot再作成後に、リスト見ながら必要なパッケージを再インストールするためのメモになります。
```
opkg list-installed | cut -f 1 -d ' ' > /root/installed_packages.txt
```
- /etc配下のバックアップ
  
  LuCIからアップグレードする場合、一応/etc配下の設定ファイルは維持したままアップグレード出来るのですが(ただし、Extrootはアンマウントされる)、念の為、基本的な設定ファイルをtar ballに固めておきます。自分は/etc/config,/etc/init.d配下と、Proxyサーバーとして使用しているPrivoxyのフィルター設定が入った/etc/privoxyをそれぞれ別のtar ballにしました。
パッケージリストと/etc配下の設定ファイルを収めたtar ballは別マシンにscp等でリモートコピーしておきます。
LuCIからアップグレード実施

LuCI(Web設定UI)にログインし、「System」→「Backup/Flash Firmware」画面からアップグレード実行画面に入ります。ダウンロードしておいたxxxx-squashfs-sysupgrade.bin(xxxxは機種依存のファイル名)をImageとして指定、「Keep settings:」にチェックを入れてから、「Flash image」ボタンをクリック。これだけでファームウェア更新が始まります。後は、再起動するまでしばらく待ちます。
再起動したOpenWrtマシンに再ログインする

成功していればIPアドレスやssh有効化設定、rootパスワード等の設定は引き継がれているので、アップグレード前と同じ手順でログイン出来るはずです。ここではsshでログインし、CLIで作業を進めます。
一応/etc配下の状態を確認する

自分が試した結果では/etc/configや/etc/init.d配下はそのまま残っていました。Privoxy用フィルタ設定が格納されている/etc/privoxyも保全されていました。
opkgでインストール済みパッケージを確認する

こちらはデフォルトのインストール済みパッケージのみに戻っており、追加でインストールされていたパッケージは消失しています。

Extroot化に必要なパッケージをインストールする

# opkg update
# opkg install block-mount kmod-fs-ext4 kmod-usb-storage e2fsprogs kmod-usb-ohci kmod-usb-uhci fdisk

USBメモリ上にExt4 ファイルシステムを再作成する

下記の様にmkfsコマンドでファイルシステムを作成します。下記の例では/dev/sda1にしていますが、USBメモリのデバイスファイル名は事前に確認しておいて下さい。

# mkfs.ext4 /dev/sda1
mke2fs 1.44.1 (24-Mar-2018)
/dev/sda1 contains a ext4 file system
	last mounted on /tmp/extroot/overlay on Tue May 14 14:39:39 2019
Proceed anyway? (y,N) y
Creating filesystem with 1954560 4k blocks and 488640 inodes
Filesystem UUID: f3349314-b97a-4705-812d-f7932b142390
Superblock backups stored on blocks: 
	32768, 98304, 163840, 229376, 294912, 819200, 884736, 1605632

Allocating group tables: done                            
Writing inode tables: done                            
Creating journal (16384 blocks): 
done
Writing superblocks and filesystem accounting information: done

USBメモリ上のExt4ファイルシステムに、rootファイルシステムの中身をコピーする
```
# mount /dev/sda1 /mnt ; tar -C /overlay -cvf - . | tar -C /mnt -xf - ; umount /mnt
```

/etc/config/fstabを作成する

次の手順で作成します。

下記のコマンドを実行
```
# block detect > /etc/config/fstab
```

/etc/config/fstabファイルを編集

修正前:

config 'global'
	option	anon_swap	'0'
	option	anon_mount	'0'
	option	auto_swap	'1'
	option	auto_mount	'1'
	option	delay_root	'5'
	option	check_fs	'0'

config 'mount'
	option	target	'/mnt/sda1'
	option	uuid	'f3349314-b97a-4705-812d-f7932b142390'
	option	enabled	'0'

修正後:

config 'global'
	option	anon_swap	'0'
	option	anon_mount	'0'
	option	auto_swap	'1'
	option	auto_mount	'1'
	option	delay_root	'5'
	option	check_fs	'0'

config 'mount'
	option	target	'/overlay'
	option	uuid	'f3349314-b97a-4705-812d-f7932b142390'
	option	enabled	'1'

config 'mount'セクションのtargetを'/overlay'に変更、同じセクションのenabledを'1'に変更します。

rebootコマンドでreboot実行、再起動を待ちます。

reboot後、再ログイン、dfコマンドでrootfs及びoverlayfsのパーティションサイズが/dev/sda1と同じになっており容量が拡張されている事を確認します。

# df
Filesystem           1K-blocks      Used Available Use% Mounted on
rootfs                15260592     83316  14379020   1% /
/dev/root                 2304      2304         0 100% /rom
tmpfs                    30532      3236     27296  11% /tmp
/dev/sda1             15260592     83316  14379020   1% /overlay
overlayfs:/overlay    15260592     83316  14379020   1% /
tmpfs                      512         0       512   0% /dev

必要なパッケージを再インストール

インストール後、必要な設定を行って下さい。Privoxyはアップグレード前のフィルター設定がそのまま残っていたので,opkgでインストール後にサービスの有効・無効の再設定するのみでした。

意外とトラブル事も無く、簡単にアップグレード出来ました。
opkg listで見るとkmod-tcp-bbrというBBRモジュールが追加されており、これもopkgでインストールしました。
まだTCP BBRのテストはしていません。

一度、このリハーサル機でTCP BBRのテストまでしてから本運用マシンのアップグレードをしたいと思います。