跳到主要内容

ALFA 無線网卡在 Raspberry Pi 上（3 / 4 / 5）

一句話定位：Raspberry Pi 內建的 Wi-Fi 只有單天線，信号弱、範圍小。裝上一支 ALFA 無線网卡，就能把 Pi 變成一台平價的 Wi-Fi 实验室工作站——拿來擷取数据包做課堂作業，或當成一個真正有信号範圍的無線基地台。

這篇文章適合你嗎？​

  • 難度：入門（會下 Linux 终端指令即可，不需要寫程式）
  • 預估時間：20〜40 分鐘
  • 你會用到的技能：基本终端操作（複製貼上指令、看懂指令輸出）
  • 讀完你可以做到：
    1. 讓 ALFA 無線网卡在 Pi 上被正確辨識
    2. 用它做监听模式数据包擷取，並在 Wireshark 上分析
    3. 把 Pi 變成一台真正的 Wi-Fi 基地台（Access Point）

概念說明：為什麼 Pi 是很適合搭配 ALFA 网卡的主機​

Raspberry Pi 內建的無線网卡是單天線設計，信号本來就不強——拿來 SSH 遠端连接沒問題，但要做数据包分析（嗅探）或幫整個房間提供 Wi-Fi，內建网卡完全不夠力。外接一支 ALFA 無線网卡可以解決這兩個問題：

  • 监听模式（Monitor Mode）实验室工作站：搭配內建於 Linux 内核的芯片，插入就能直接開始擷取数据包，很適合做 Wireshark 課堂作業——插入、airmon-ng start、開始擷取。
  • 存取點（hostapd Access Point）：搭配外接天線的高功率网卡（如 AWUS036ACM/ACH），可以把 Pi 變成一台真正有效範圍的 Wi-Fi 基地台，信号範圍比內建网卡好很多。
  • 雙無線電技巧：讓 Pi 內建的网卡負責「連上网络」，外接的 ALFA 网卡負責「當基地台廣播」——一台 Pi，同時服務兩個网络。

📘 名詞小教室

  • 监听模式（Monitor Mode）：讓网卡把空氣中飛過的所有無線数据包都抓下來，而不只是接收「要給自己的」数据包，是做無線网络分析的基礎模式。
  • hostapd：一套可以讓 Linux 裝置變成 Wi-Fi 基地台（Access Point）的软件，裝好後你的 Pi 就能像家用路由器一樣廣播出一個 Wi-Fi 网络讓別人連。
  • DHCP / NAT：DHCP 是自動配發 IP 地址給連上你 Pi 的裝置的機制；NAT 則是讓這些裝置能透過 Pi 分享到的网络連上網際网络。這兩個沒設好，別人連得上你的 Wi-Fi 但上不了網。

各主機板的硬件差異，會直接影響你能不能順暢使用高功率网卡：

主機板USB 規格使用注意事項
Pi 3USB 2.0支援機型中最舊的一款；AC433 等級或內建於内核的网卡沒問題
Pi 4USB 2.0（共享匯流排）最受歡迎的選擇——用高功率网卡請務必加一個獨立供電的 USB Hub
Pi 5USB 3.0 + PCIe目前最快的 USB 規格；搭配 AC1200/AX1800 等級网卡吞吐量最佳

⚠️ 電源是 Pi 上最常見的故障原因。Pi 3/4 的 USB 埠共用同一條 USB 2.0 匯流排；一支 500 mW 的 ALFA 网卡加上鍵盤，很容易讓整條匯流排電壓不足。只要你用的网卡功率高於 AWUS036ACS，就建議準備一個獨立供電的 USB Hub。

你需要準備的東西​

  • 硬件：已安裝好 Raspberry Pi OS 的 Pi 3 / 4 / 5（建議使用 64 位元版本系統）
  • 前置作業：已完成 sudo apt update && sudo apt upgrade
  • ALFA 無線网卡：监听模式強烈建議選用內建於内核的芯片機型，安裝最省事
  • 獨立供電的 USB Hub：如果你用的是高功率网卡，務必準備
  • 驱动程序參考（GitHub）：

Step-by-Step 设置教學​

步骤 1：識別無線网卡​

插入 ALFA 网卡後，列出目前系統看到的所有接口——ALFA 應該會是「新出現」的那一個：

lsusb
iw dev

預期結果：你的网卡會出現在 lsusb 清单裡，並且在 iw dev 裡看到一個新接口，通常是 wlan1（Pi 內建的無線网卡多半是 wlan0）。

如果你的 ALFA 网卡是 Realtek 芯片，需要先安裝 DKMS 驱动程序：

sudo apt install -y git dkms build-essential bc libelf-dev linux-headers-$(uname -r)
git clone https://github.com/aircrack-ng/rtl8812au.git
cd rtl8812au
sudo make dkms_install

預期結果：最後一行顯示 DKMS: install completed.（在 Pi OS 上這個步骤跟一般 Ubuntu 幾乎一樣）。

步骤 2：监听模式实验室工作站​

啟用监听模式：

sudo airmon-ng start wlan1
iwconfig wlan1mon

預期結果：wlan1mon IEEE 802.11 Mode:Monitor——出現 Mode:Monitor 代表监听模式已經成功啟用。

把擷取到的数据包存成文件，之後拿到笔记本电脑上用 Wireshark 分析：

sudo tcpdump -i wlan1mon -w lab-capture.pcap

預期結果：终端顯示 listening on wlan1mon，代表正在擷取。想結束就按 Ctrl-C，然後把 lab-capture.pcap 這個文件傳到你的笔记本电脑，用 Wireshark 打開分析。

步骤 3：把 Pi 變成一台 Wi-Fi 基地台（hostapd）​

先安裝需要的软件：

sudo apt install -y hostapd dnsmasq

把 ALFA 网卡設成固定 IP：

echo -e "interface wlan1\nstatic ip_address=192.168.4.1/24\nnohook wpa_supplicant" | \
    sudo tee -a /etc/dhcpcd.conf

建立 hostapd 的设置檔（示範用 2.4 GHz、發射功率 20 dBm）：

sudo tee /etc/hostapd/hostapd.conf > /dev/null <<'EOF'
interface=wlan1
driver=nl80211
ssid=alfa-lab
hw_mode=g
channel=6
wmm_enabled=1
auth_algs=1
wpa=2
wpa_passphrase=ChangeMe123
wpa_key_mgmt=WPA-PSK
rsn_pairwise=CCMP
EOF

💡 記得把 wpa_passphrase=ChangeMe123 換成你自己设置的密碼。

讓 hostapd 讀取這份设置檔，並把服務全部啟動：

echo 'DAEMON_CONF="/etc/hostapd/hostapd.conf"' | sudo tee -a /etc/default/hostapd
sudo systemctl restart dhcpcd dnsmasq hostapd
sudo systemctl status hostapd --no-pager | head -10

預期結果：狀態顯示 Active: active (running)，這時候用手機或笔记本电脑搜尋 Wi-Fi，應該就能看到 alfa-lab 這個网络，可以正常連上。

步骤 4：雙無線電技巧（進階，可選讀）​

如果你想讓 Pi 內建的 Wi-Fi 繼續當作管理用的连接（例如 SSH 遠端），同時讓 ALFA 网卡專心當基地台，可以這樣设置：

sudo systemctl stop wpa_supplicant@wlan1 2>/dev/null   # 確保 ALFA 不會去搶连接
sudo iw dev wlan1 set 4addr off
sudo systemctl restart hostapd

預期結果：wlan0（Pi 內建网卡）負責讓你連上網際网络，wlan1（ALFA 网卡）專心服務你的实验室 Wi-Fi——一台 Pi，兩個网络同時運作。

常見問題與排除指引​

Q1：网卡在笔记本电脑上可以用，插到 Pi 上就失效？​

  • 原因：USB 供電不足。
  • 解決方法：改用獨立供電的 USB Hub；或使用 Pi 官方原廠電源供應器；也可以嘗試降低网卡的發射功率（txpower）。

Q2：執行 airmon-ng 時顯示「No such device」？​

  • 原因：接口名稱打錯了。
  • 解決方法：先執行 iw dev 確認目前的接口名稱——Pi 內建网卡通常是 wlan0，ALFA 网卡通常是 wlan1，但不一定每次都一樣，務必先確認再操作。

Q3：hostapd 啟動失敗，出現 nl80211: Could not configure driver mode？​

  • 原因：驱动程序沒有支援 AP（基地台）模式，或接口正被其他服務占用。
  • 解決方法：優先使用內建於内核的 MediaTek 芯片（mt76 系列對 AP 模式支援穩定）；並先執行 sudo airmon-ng stop wlan1mon 確保接口沒有卡在监听模式。

Q4：使用者連上我的 Wi-Fi，但上不了網？​

  • 原因：DHCP／NAT 沒有正確设置，裝置拿不到 IP 或流量沒被轉發出去。
  • 解決方法： 
    sudo iptables -t nat -A POSTROUTING -o wlan0 -j MASQUERADE
    sudo sysctl net.ipv4.ip_forward=1

Q5：Pi 3 / 4 上的吞吐量感覺被限制住了？​

  • 原因：Pi 3/4 的 USB 埠共用同一條 USB 2.0 匯流排，這是硬件本身的限制。
  • 解決方法：沒有软件上的解法，如果需要更高吞吐量，升級到 Pi 5（USB 3.0）是目前唯一的路。

參考数据與延伸閱讀​

標籤： alfa raspberry-pi hostapd 存取點 监听模式 新手指南