2017/12時点では、何もしなくても、つながった。

インターネット直収になるので、アタックを食らっても大丈夫なように、ポートやID/PWの管理は、しっかりしてください。

Raspberry PiのOS情報

$cat /proc/version
Linux version 4.9.35+ (dc4@dc4-XPS13-9333) (gcc version 4.9.3 (crosstool-NG crosstool-ng-1.22.0-88-g8460611) ) #1014 Fri Jun 30 14:34:49 BST 2017

手順

モバイルルータ側を、ブリッジモードにする (本体を操作して、変更します)
Raspberry PiのUSBへつなぐ
Raspberry Piを起動する

詳細

ブリッジモードにしたあと、USBへつなぎ、Piを起動すると、次のように認識されています。
(dmesgでも確認できます)

[    3.679070] usb 1-1.3: new high-speed USB device number 5 using dwc_otg
[    3.832788] usb 1-1.3: New USB device found, idVendor=12d1, idProduct=14db
[    3.846652] usb 1-1.3: New USB device strings: Mfr=1, Product=2, SerialNumber=0
[    3.860871] usb 1-1.3: Product: HUAWEI_MOBILE
[    3.872043] usb 1-1.3: Manufacturer: HUAWEI_MOBILE

うちの環境では、eth1として認識されたので、/etc/network/interfacesへ、eth1の設定を追記します。

#eth0がオンボードLAN
auto eth0
iface eth0 inet dhcp

#eth1がw01
auto eth1
iface eth1 inet dhcp

w01(eth1)は、当たり前ですが、dhcp必須です。

$ ifconfig eth1
eth1      Link encap:Ethernet  HWaddr XX:XX:XX:XX:XX:XX
          inet addr:XX.XX.XX.XX  Bcast:XX.XX.XX.XX  Mask:255.255.255.255
          inet6 addr: XX::XX:XX:XX:XX/64 Scope:Link
          inet6 addr: XX:XX:XX:XX:XX:XX:XX:XX/64 Scope:Global
          UP BROADCAST RUNNING MULTICAST  MTU:1500  Metric:1
          RX packets:34 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
          TX packets:68 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
          collisions:0 txqueuelen:1000
          RX bytes:2133 (2.0 KiB)  TX bytes:9084 (8.8 KiB)

$ route
Kernel IP routing table
Destination     Gateway         Genmask         Flags Metric Ref    Use Iface
192.168.1.0     *               255.255.255.0   U     0      0        0 eth0

このままだと、Default Routeが設定されなかったので、設定スクリプトをrc.localへ記述します。
rc.localのexit 0の前に書けばOK

/etc/rc.local

$ ifconfig eth1 | grep -o -e "addr:[0-9]\+\.[0-9]\+\.[0-9]\+\.[0-9]\+" |  grep -o -e "[0-9]\+\.[0-9]\+\.[0-9]\+\.[0-9]\+" | xargs -I{} sh -c "route add -net default gw {}"

$ route
Kernel IP routing table
Destination     Gateway         Genmask         Flags Metric Ref    Use Iface
default         KDXXYYZZXX      0.0.0.0         UG    0      0        0 eth1
192.168.1.0     *               255.255.255.0   U     0      0        0 eth0

これで、無事に、インターネットへ抜けます。

traceroute to 8.8.8.8 (8.8.8.8), 30 hops max, 60 byte packets
 1  * * *
 2  * * *
 3  172.25.18.1 (172.25.18.1)  210.480 ms  210.963 ms  210.826 ms
 4  tm4BBML63.bb.kddi.ne.jp (27.90.203.81)  209.096 ms  214.269 ms  214.207 ms
 5  tm4BBAC01.bb.kddi.ne.jp (182.248.164.93)  218.982 ms  218.599 ms  218.251 ms
 6  27.80.242.61 (27.80.242.61)  219.988 ms  35.428 ms  34.657 ms
 7  27.85.137.90 (27.85.137.90)  42.891 ms  42.498 ms  38.794 ms
 8  74.125.51.213 (74.125.51.213)  38.366 ms  38.004 ms  39.013 ms
 9  * * *
10  108.170.233.14 (108.170.233.14)  39.770 ms 72.14.233.220 (72.14.233.220)  39.928 ms 216.239.62.220 (216.239.62.220)  48.342 ms
11  209.85.143.77 (209.85.143.77)  37.364 ms 108.170.236.187 (108.170.236.187)  38.771 ms 72.14.238.37 (72.14.238.37)  40.489 ms
12  google-public-dns-a.google.com (8.8.8.8)  39.022 ms  38.296 ms  31.147 ms

おしまい

Raspberry Pi で、au w01をブリッジモードでつなぐ

手順

詳細