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一次改造家庭网络拓扑的经历

一次改造家庭网络拓扑的经历

背景

宅在乡下,宽带是百兆的,速度尚可,但老旧的网络设备让我每两三分钟就断一次网。我难以忍受,决定对其进行改造。 原来的网络拓扑如下: topo-before

其中有几个问题:

  • 每层楼的路由器都运行在路由模式下,跑着DHCP服务器,实际上并无必要;
  • 在一楼和二楼需要连接不同的Wi-Fi热点,使用不便;
  • 一楼路由器(一个几年前十分常见的TP-LINK 300M无线路由器)作为主路由器,年久失修,承载不了当下的工作负荷(峰值时会有约15人,接近20台设备同时联网);
  • 一楼路由器放在弱电箱处,弱电箱身处屋内一角,与客厅相隔一道承重墙,故无线信号强度有所影响;
  • 电视是智能电视,但不能连接到家里的局域网:
    • 弱电箱到客厅只有一条网线,被IPTV机顶盒所占用,故有线网络连接不可行;
    • 电视紧贴承重墙,由于上述原因,几乎接收不到无线信号,故无线网络连接亦不可行。

期望的改造效果:

  • 保持网络连接稳定不断(最重要的目标!);
  • 连接一个热点,即可在全屋上网;
  • 让电视连接到家里的局域网。

经过改造后的网络拓扑如下:

topo-after
topo-after

改造过程

目标一:更换路由器

原来的主路由不堪重负,那换一个性能更强的便是。

其实目标二是后来才确定的,原先的想法是挑选一个无线信号足够强的主路由覆盖全家。原先考虑过斐讯的K2P,看了若干帖子发现有不少人说其无线信号强度并没有这么神,而且现在它的价格普遍在200RMB以上,在2020年的当下已经算是虚高。何况,指望用一个路由器覆盖三层楼,是不是有点疯狂(

几番挑选后选择了网件的R6300v2,替换了原来的主路由器。实际使用后发现,虽然其性能是足够了,但或许是由于内置天线的缘故,隔着几道墙之后的无线信号就很糟糕,iPhone用户表示体验极差。于是确定了目标二。

目标二:购置AP

在原来的网络拓扑下,在二楼和三楼处都连接位于二楼的路由器。(依然是TP-LINK家的路由器,这次是远古的150M……)

购入了3个磊科的MG1200AC,因为这款设备估计是市面上支持802.11 k/v/r协议的最便宜的了(再做一次垃圾佬)

802.11 k/v/r协议可以实现在AP之间的快速漫游,具体解说不妨参考这里

目标三:单线复用

弱电箱到客厅只有一条网线。如果要在客厅布置一个AP的同时不影响IPTV的使用,就要配置单线复用。这可以通过配置VLAN解决。

首先在光猫里取消Internet和IPTV连接的端口绑定:

stop-port-binding-internet
stop-port-binding-internet
stop-port-binding-iptv
stop-port-binding-iptv

留意二者的VLAN ID,稍后会用到。

然后在VLAN绑定页面里将LAN1端口绑定上这两个VLAN:

vlan-binding
vlan-binding

SSH连接到R6300v2,运行robocfg show查看默认的VLAN设置:

router-default-vlan
router-default-vlan

起初我不知道此处显示的端口与物理端口之间的对应关系如何,设置VLAN时断网了114514次(笑),只好重启路由器恢复默认设置。(神奇的是,每次重启后除了vlan1和vlan2之外,其余的vlan配置会变,但我根本没做任何设置,令人迷惑)

经过插拔网线看该port是否为down后,得到对应关系如下:

逻辑端口 物理端口(印在路由器外壳上的标号)
Port 0 4
Port 1 3
Port 2 2
Port 3 1
Port 4 Internet
Port 8 * 根据网上的经验贴,猜测是路由器的CPU

后来索性去掉每次重启后都会变的这几个VLAN,划分一个VLAN 45给IPTV。路由器的Internet口连接光猫,4号端口连接到客厅的网线。从Internet口传来的数据包中带有VLAN信息,这个信息要传给客厅的交换机,所以Internet口和4号端口都应该是tagged的(即"0t 4t"):

1
2
3
4
robocfg vlans reset \
vlan 1 ports "0 1 2 3 8t" \
vlan 2 ports "4 8t" \
vlan 45 ports "0t 4t 8t"

(试着划分vlan41给Internet时总会断网。后来分析,在光猫设置页面处,IPTV是桥接模式,应该是由IPTV机顶盒自行拨号;而Internet是路由模式,在光猫已经完成了拨号环节,主路由器是桥接到光猫上的,应该不再需要为Internet另行划分VLAN)

在交换机处添加VLAN 45,并设置VLAN对应的端口。其中,端口5连接路由器,端口1连接IPTV机顶盒。从路由器传来的数据包带有VLAN标签,故需要设置为tagged:

switch-add-vlan
switch-add-vlan

再为连接IPTV机顶盒的端口1设置PVID:

(起初漏了这一步,做完这步之后机顶盒的信号指示灯马上变成绿色了XD)

switch-set-pvid
switch-set-pvid

再贴一次改造后的拓扑以供比较:

topo-after
topo-after

后记

实现了所有预定目标之后,发现智能电视的配置过于辣鸡,打开应用一卡一卡,所以考虑把IPTV机顶盒加入局域网。

发掘IPTV机顶盒之后发现联网方式除了PPPoE之外还可以选择DHCP。把机顶盒连到交换机的另一个接口,设置联网方式为DHCP,就把IPTV机顶盒加入局域网了,同时IPTV也可以看(原理?),不过这样IPTV就要占用宽带带宽了。(这就没用上VLAN了,网管交换机的钱可以省下来买个普通交换机XD)

参考