OpenWrt項目UCI配置介紹

UCI（Unified Configuration Interface）是 OpenWrt 項目中使用的一種配置管理系統。它旨在為嵌入式設備提供一個統一且易于理解的配置接口。UCI 主要用于簡化 OpenWrt 系統的各種配置過程，使得管理網絡、服務和其他系統參數變得更加方便。

1 UCI 配置

1.1 UCI 的特點

  • 統一的配置格式：UCI 使用一致的簡潔格式來存儲配置文件，這些配置文件通常存儲在 /etc/config/ 目錄下。每個文件通常對應一個特定的服務或功能模塊。

  • 易于腳本處理：UCI 提供了命令行工具（uci），使得腳本或命令行操作可以輕松讀取、修改或保存配置。這對于自動化配置管理非常有用。

  • 用戶友好：與傳統的配置文件相比，UCI 的配置結構更加清晰和簡單，便于用戶理解和修改。

  • 運行時修改：配置可以在運行時修改，并且能夠在不重啟服務的情況下應用這些更改，這提高了系統的靈活性和響應速度。

1.2 UCI 的配置結構

UCI 的配置文件通常包含以下幾個部分：

  • 配置文件：每個配置文件通常對應系統中的一個服務或應用，例如網絡配置通常保存在 /etc/config/network 文件中。

  • 配置節（Sections）：配置文件分為多個節，每個節包含一組相關的配置選項。節可以是匿名的或具名的。例如，一個網絡接口可以是一個節。

  • 配置選項（Options）：每個節包含多個配置選項，這些選項具體定義了配置的值，例如 IP 地址、端口號等。

1.3 UCI 的使用示例1

假設我們要配置一個網絡接口，可以在 /etc/config/network 文件中添加如下節：

config interface 'lan'option ifname 'eth0'option proto 'static'option ipaddr '192.168.1.1'option netmask '255.255.255.0'option gateway '192.168.1.254'

通過 UCI 命令行工具，可以輕松查詢或修改這些設置：

uci get network.lan.ipaddr
uci set network.lan.ipaddr='192.168.1.2'
uci commit network

以上命令分別用于獲取 IP 地址、設置新的 IP 地址并提交更改以使配置生效。

1.4 UCI 的使用示例2

config nfc 'nfc_info'option switch '1'option flag '0'

  • config：這是 UCI 配置系統中定義配置塊（section）的關鍵字。每個 config 塊定義了一個配置節。

  • nfc：這是配置塊的類型。在這個例子中，它表示配置與 NFC (Near Field Communication，近場通信) 相關的參數。

  • 'nfc_info'：這是配置塊的名稱或標識符，用于在 UCI 配置中唯一標識這個塊。

  • option switch '1'：這個選項可能用于控制 NFC 功能的開關。'1' 通常表示啟用或開啟。

  • option flag '0'：這個選項可能表示某種特定的標志或模式，'0' 通常表示某個特定狀態的禁用或正常狀態。

對于這個特定的 NFC 配置：

  1. 加載配置：系統啟動或 NFC 相關服務啟動時，會讀取這些配置。
  2. 應用配置：配置讀取后，相關的服務或驅動會根據 switch 和 flag 的值調整 NFC 功能的行為。例如，如果 switch 為 1，則 NFC 功能將被激活；如果 flag 為 0，可能意味著所有的特殊行為或模式都不啟用。
  3. 執行操作：隨后，系統或服務會根據這些設置執行相應的操作，如啟動 NFC 監聽、處理 NFC 標簽或通信等。

2 UCI設置的應用和讀取

在 OpenWrt 和其他使用 UCI 系統的環境中，配置設置被保存在 UCI 配置文件中，并且可以通過 UCI 命令行工具或相關的庫被服務和代碼讀取。這些設置的應用和讀取過程分幾個步驟進行：

2.1 服務啟動時讀取配置

服務（如網絡服務、防火墻服務等）通常在啟動時讀取其配置。這些服務可能是用 C, Python, Bash 腳本或其他編程語言編寫的。它們會使用 UCI 命令行工具或 UCI 庫直接從配置文件讀取所需的參數。

例如，網絡服務可能在啟動時執行以下命令來獲取配置：

uci get network.lan.ipaddr

這條命令會返回 LAN 接口的 IP 地址。

2.2 使用 UCI 命令行工具

服務和腳本可以通過執行 UCI 命令行工具來讀取、設置或刪除配置項。這些命令可以被集成到 Shell 腳本或其他系統管理腳本中。

例如，一個啟動腳本可能需要檢查某個服務是否被啟用：

enabled=$(uci get service.my_service.enabled)
if [ "$enabled" -eq 1 ]; thenstart_my_service
fi

2.3 使用 UCI 庫

對于使用 C 或其他語言編寫的程序，可以直接使用 UCI 庫函數來讀取和修改配置。這允許程序在運行時動態讀取配置，而無需頻繁調用外部工具。

#include <uci.h>struct uci_context *c = uci_alloc_context();
struct uci_ptr ptr;
if (uci_lookup_ptr(c, &ptr, "network.lan.ipaddr", true) == UCI_OK) {char *ipaddr = ptr.o->v.string;printf("IP address: %s\n", ipaddr);
}
uci_free_context(c);

2.4 觸發和鉤子

許多服務支持觸發器（triggers）和鉤子（hooks），這些機制允許在配置變化時自動執行特定的腳本或重啟服務。例如，如果網絡配置發生變化，相應的網絡重啟腳本會被觸發，確保配置的更新立即生效。

2.5 配置更改后的提交和應用

當通過 UCI 或其它界面（如 LuCI）更改配置后，這些更改通常存儲在臨時緩存中，直到執行 uci commit 命令。這個命令會將更改寫入相應的配置文件中，并可觸發相關服務重新加載這些新的配置。

uci set network.lan.ipaddr='192.168.1.100'
uci commit network
/etc/init.d/network reload

這個過程確保了 OpenWrt 系統的靈活性和模塊化，使得網絡管理員和開發者可以輕松管理和自動化各種服務和設備配置。

在 OpenWrt 的環境中，UCI 配置文件并不直接控制編譯過程。UCI 配置系統主要用于設備運行時的配置管理，它管理的是設備運行后的行為，如網絡設置、服務啟動等。然而，OpenWrt 編譯過程中的配置是通過另一種機制控制的，稱為配置構建系統（Configuration Build System）。

3 OpenWrt 的構建系統和UCI的區別

OpenWrt 使用一個基于 make 的構建系統，其中包含一個名為 menuconfig 的圖形化界面，允許開發者在編譯前選擇和配置軟件包、內核選項、目標硬件等。這是編譯過程中配置的主要方式。

menuconfig 的功能：
  1. 選擇目標硬件（Target System）：可以指定要為哪種硬件平臺編譯固件，如不同的路由器型號或其他設備。
  2. 選擇內核和模塊：可以配置要編譯進固件的 Linux 內核版本和內核模塊。
  3. 選擇軟件包：開發者可以選擇包括網絡工具、服務和應用程序在內的各種軟件包。
  4. 配置特定選項：部分軟件包可能有額外的配置選項，如是否啟用某個功能或包含某些特性。

編譯過程中的配置文件

配置好 menuconfig 后，所做的選擇會被保存到 .config 文件中，這個文件位于 OpenWrt 源代碼的根目錄。.config 文件包含了所有關于固件編譯選項的設置，這些設置控制了編譯過程。

編譯到運行時的橋接

盡管 UCI 配置文件不直接參與編譯過程，但編譯出的固件中可以包括預設的 UCI 配置文件，以便在設備首次啟動時自動配置各種服務。這種預設配置文件通常位于固件包的 /etc/config/ 目錄下。

示例流程：
  1. 固件編譯：使用 menuconfig 配置固件，編譯固件時包含特定的軟件包和默認的 UCI 配置。
  2. 固件部署：將固件刷入目標設備。
  3. 設備啟動：設備首次啟動時，預設的 UCI 配置文件將應用，配置網絡、服務等。
  4. 運行時修改：設備運行后，管理員可以通過 UCI 命令或 Web 接口（如 LuCI）修改配置。

UCI 配置文件和 OpenWrt 的編譯配置系統是兩個獨立但互補的機制。編譯配置主要關注固件構建階段的軟件包選擇和功能定制，而 UCI 配置關注的是設備運行時的行為和服務配置。

4 Ubuntu 的配置管理

Ubuntu 并不使用 UCI 配置系統，因為 UCI 是為 OpenWrt 項目特別設計的，主要用于嵌入式設備和路由器的配置管理。Ubuntu 作為一個通用的 Linux 發行版，采用了不同的配置管理機制和方法，這些方法更適合臺式機、服務器和其他類型的計算設備。
在 Ubuntu（以及大多數其他的 Linux 發行版）中，系統和應用程序配置通常是通過以下幾種方式進行的：

  1. 直接編輯配置文件：大多數服務和程序在 /etc/ 目錄下有自己的配置文件。這些文件通常是純文本格式，可以使用任何文本編輯器手動編輯。例如，網絡配置可以通過編輯 /etc/network/interfaces 或使用 Netplan 進行。

  2. 使用圖形界面工具：Ubuntu 提供了圖形界面工具（如 GNOME 控制中心），使用戶可以在圖形界面下管理網絡、顯示、聲音等設置。

  3. 命令行工具：Ubuntu 也提供了各種命令行工具來管理系統設置，例如 netplan 用于網絡配置，systemctl 用于服務管理等。

  4. 系統服務守護程序：例如 systemd，它在現代 Linux 發行版中用于管理系統服務（守護進程），啟動順序，依賴關系等。

為什么 Ubuntu 不使用 UCI

UCI 是為特定場景設計的，主要是針對 OpenWrt 這樣的輕量級嵌入式操作系統，它需要簡化和統一的配置接口來處理經常變動的網絡和設備配置。這種系統特別適合于內存和存儲資源有限的設備，例如家用路由器和其他嵌入式系統。

而 Ubuntu 是一個面向廣泛用途的操作系統，它需要能夠處理更復雜和多樣化的應用場景。Ubuntu 的用戶和管理員通常期望能夠直接控制具體的配置文件，或使用更為直觀的圖形界面進行配置管理。此外，Ubuntu 的系統架構和用戶群體使得它采用了更符合廣泛需求的標準 Linux 管理工具和實踐。

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