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家庭 Mesh 组网方案介绍 #37

Open rccoder opened 1 year ago

rccoder commented 1 year ago

前言

最近刷 小红书、v2ex、Twitter 的时候,经常能看到很多网友们希望在家里通过一定的组网手段,实现全屋 WIFI 漫游、科学上网、屏蔽广告等的效果。网上的信息虽然比较多,但汇总整理的还是比较少,导致看起来特别复杂。

我希望写这样一篇文章,来帮助有需求的网友们解决相关的困惑,也对家庭组网有些许理解。

家庭 Mesh 组网基础的概念与核心诉求

这里借用 ChatGPT 的回答:

家庭路由器 Mesh 组网是指使用多个路由器组成的网络,这些路由器可以通过无线或有线连接互相连接,形成一个更大的网络。这些路由器被称为 Mesh 节点或 Mesh 路由器。

Mesh 组网技术是一种基于路由器的分布式网络技术,它可以使家庭网络更加灵活、高效、安全。通过 Mesh 组网,用户可以在不同位置使用路由器,而无需使用有线连接,从而提高了家庭网络的覆盖范围和性能。

Mesh 组网通常使用 Wi-Fi 技术,其中 Mesh 路由器可以互相连接,并通过 Wi-Fi 信号将数据传输到用户设备。这种技术还可以用于连接其他网络设备,如智能灯泡、智能音箱等。

总的来说,家庭路由器 Mesh 组网是一种先进的家庭网络技术,可以提供更加灵活、高效、安全的网络连接,以满足现代家庭的需求。

在普通的家庭环境里,我们其实因为成本、布线、效果等多方面的权衡下,我们最核心的诉求其实是:从一个屋子到一个屋子,能一直连着一个 WIFI SSID,不掉线自动平滑切换到最强信号,即 WIFI 漫游能力

本文会讨论的几种方案

不同的家庭,会因为装修预埋网线问题,会组网选择上可能会有些许不同,但整体原理是极其一致的。本文会列举 精装修预埋网线、自装修预埋网线 等情况下的常见组网方式,供大家参考。

在阅读下文之前,希望有两个点做以牢记:

  1. 组网不用操之过急,可以先用一个路由器(至少 AX 开头的),如果覆盖不够再买加同品牌路由器进行组网,不是说每个房间一定要有路由器存在
  2. 后文中如果出现交换机,可以简单理解把多个线绑在一起,除此之外别无其他作用
  3. 能有线组网就有线组网,如果某个地方实在无法进行有线组网,也可退而求其次使用无线组网。(无线组网没有网线布局限制,直接放到合适且有电源的地方即可,本文不做介绍)

一、精装修房组网方案

目前新购房因为政府压价,开发商为了能挣更多钱,基本都是精装修交付,此类房子在交付后已完成网线预埋,线路布局已定。

精装修房的常见网线布局如下,主要特点为:每个房间到弱电箱有且只有一根网线进行连接。

graph TD;
光纤 --- 弱电箱
弱电箱 --- 客厅
弱电箱 --- 卧室1
弱电箱 --- 卧室2
弱电箱 --- 厨房
弱电箱 --- 卧室书房

入住后,整体网络布局会大致如下:

graph TD;
光纤 --- 光猫

光猫 --- 客厅网口
光猫 --- 卧室1网口
光猫 --- 卧室2网口
光猫 --- 厨房网口
光猫 --- 书房网口

光猫

客厅网口 --- 电视A
客厅网口 --- 手机A

卧室1网口 --- 电视B

卧室2网口 --- 平板1

厨房网口 --- 冰箱

书房网口 --- PC
书房网口 --- NAS
书房网口 --- 手机G

在此种布局下,推荐以下几种组网方式:

  1. 弱电箱光猫当做网关(主路由),其他房间 AP Mesh 组网 — 普通家庭够用
  2. 弱电箱放置路由器当做网关(主路由),其他房间 AP Mesh 组网 — 性能不受限于光猫,且能实现科学上网、去广告等
  3. 客厅放置路由器当做网关(主路由),VLAN 单线复用到弱电箱,其他房间 AP Mesh 组网 — 已有比较大的主路由,弱电箱放不下

1. 光猫当做网关(主路由),其他房间 AP Mesh 组网 — 普通家庭够用

当今的光猫,99.999% 除了转化光信号之外,还有普通路由的能力,同时一般会有 4 个 LAN 口(甚至还可能支持发射 WIFI)。家用路由器方面,也都支持 AP Mesh 组网(常见的小米、TP等品牌的 AX 系列路由器,基本都支持此模式)。

所以我们可以使用光猫当做网关(主路由),其他房间的路由器选择 AP Mesh 组网,网络拓补如下:

graph TD;
光纤 --- 光猫

光猫("光猫 (192.168.1.1,负责PPoE拨号+给下游分配内网 IP)") --- 客厅网口
光猫 --- 卧室1网口
光猫 --- 卧室2网口
光猫 --- 厨房网口
光猫 --- 书房网口

光猫

客厅网口 --- 客厅路由器("客厅路由器(192.168.1.200,AP Mesh 组网)")
客厅路由器 --- 电视A("电视A (192.168.1.10)")
客厅路由器 --- 手机A("手机A (192.168.1.11)")

卧室1网口 --- 卧室1路由器("卧室1路由器(192.168.1.201,AP Mesh 组网)")
卧室1路由器 --- 电视B("电视B (192.168.1.12)")

卧室2网口 --- 卧室2路由器("卧室2路由器(192.168.1.202,AP Mesh 组网)")
卧室2路由器 --- 平板1("平板1 (192.168.1.13)")

厨房网口 --- 厨房路由器("厨房路由器(192.168.1.203,AP Mesh 组网)")
厨房路由器 --- 冰箱("冰箱 (192.168.1.14)")

书房网口 --- 书房路由器("书房路由器(192.168.1.204,AP Mesh 组网)")
书房路由器 --- PC("PC (192.168.1.15)")
书房路由器 --- NAS("NAS (192.168.1.16)")
书房路由器 --- 手机G("手机G (192.168.1.17)")

如上,即可实现此类场景下的组网,优缺点如下:

优点:

缺点:

2. 放置路由器当做网关(主路由),其他房间 AP Mesh 组网 — 性能不受限于光猫,且能实现科学上网、去广告等

此方案和上面的方案基本一致,需要增加一个路由器(如果路由器网口较少,还需要一个普通交换机)。整个家庭的网关会是这个新增的路由器,此路由器上可以搭配使用一些插件实现科学上网、去广告等能力。

整体拓补图如下:

graph TD;
光纤 --- 光猫("光猫 (192.168.1.1,负责PPoE拨号+给下游分配内网 IP)")

光猫 --- 弱电箱路由器

弱电箱路由器("弱电箱路由器 (192.168.2.1,充当网关 / 也可以光猫不拨号,设置桥接后由弱电箱路由器进行 PPoE 拨号)") --- 客厅网口
弱电箱路由器 --- 卧室1网口
弱电箱路由器 --- 卧室2网口
弱电箱路由器 --- 厨房网口
弱电箱路由器 --- 书房网口

客厅网口 --- 客厅路由器("客厅路由器(192.168.2.200,AP Mesh 组网)")
客厅路由器 --- 电视A("电视A (192.168.2.10)")
客厅路由器 --- 手机A("手机A (192.168.2.11)")

卧室1网口 --- 卧室1路由器("卧室1路由器(192.168.2.201,AP Mesh 组网)")
卧室1路由器 --- 电视B("电视B (192.168.2.12)")

卧室2网口 --- 卧室2路由器("卧室2路由器(192.168.2.202,AP Mesh 组网)")
卧室2路由器 --- 平板1("平板1 (192.168.2.13)")

厨房网口 --- 厨房路由器("厨房路由器(192.168.2.203,AP Mesh 组网)")
厨房路由器 --- 冰箱("冰箱 (192.168.2.14)")

书房网口 --- 书房路由器("书房路由器(192.168.2.204,AP Mesh 组网)")
书房路由器 --- PC("PC (192.168.2.15)")
书房路由器 --- NAS("NAS (192.168.2.16)")
书房路由器 --- 手机G("手机G (192.168.2.17)")

如上,但由于一般弱电箱很小,很可能无法再放入一个正常的路由器,一般可以使用比较小型的 OpenWrt 路由器(如 R2S 等),优缺点如下:

优点:

缺点:

3. 客厅放置路由器当做网关(主路由),VLAN 单线复用到弱电箱,其他房间 AP Mesh 组网 — 已有比较大的主路由,弱电箱放不下

如果在打算组网之前,已经买入了很强的路由器(如小米万兆路由器等),觉得单纯作为 AP 过于浪费,想让之成为网关(主路由),可以采取以下方式:

整体拓补图如下:

graph TD;
光纤 --- 光猫("光猫 (192.168.1.1,负责PPoE拨号+给下游分配内网 IP)")

光猫 --- VLAN交换机

VLAN交换机("VLAN 交换机,主要用于实现单线复用") --- 客厅网口
VLAN交换机 --- 卧室1网口
VLAN交换机 --- 卧室2网口
VLAN交换机 --- 厨房网口
VLAN交换机 --- 书房网口

客厅网口 --- 客厅VLAN交换机
客厅VLAN交换机 --- 客厅路由器("客厅路由器 (192.168.2.1,充当网关 / 也可以光猫不拨号,设置桥接后由弱电箱路由器进行 PPoE 拨号)")
客厅路由器 --- 电视A("电视A (192.168.2.10)")
客厅路由器 --- 手机A("手机A (192.168.2.11)")

卧室1网口 --- 卧室1路由器("卧室1路由器(192.168.2.201,AP Mesh 组网)")
卧室1路由器 --- 电视B("电视B (192.168.2.12)")

卧室2网口 --- 卧室2路由器("卧室2路由器(192.168.2.202,AP Mesh 组网)")
卧室2路由器 --- 平板1("平板1 (192.168.2.13)")

厨房网口 --- 厨房路由器("厨房路由器(192.168.2.203,AP Mesh 组网)")
厨房路由器 --- 冰箱("冰箱 (192.168.2.14)")

书房网口 --- 书房路由器("书房路由器(192.168.2.204,AP Mesh 组网)")
书房路由器 --- PC("PC (192.168.2.15)")
书房路由器 --- NAS("NAS (192.168.2.16)")
书房路由器 --- 手机G("手机G (192.168.2.17)")

如上,此种方案主要是使用了两个 VLAN 交换机(注意:不是普通交换机),近似达到弱电箱到客厅有两根网线的效果,以便更好的发挥客厅路由器的性能。优缺点如下:

优点:

缺点:

小结:

本段总结了精装修房在不改网线的前提下,实现家庭组网的常见方式。

个人更加倾向于方案2,因为只需要增加一个小型软路由在弱电箱(可能还要增加一个交换机),可玩性整体比较高,价格也合适。方案1的可玩性较低,但如果没有特殊需求,完全可以使用;在有一个性能很好+可玩性很高的路由器的情况下,方案三也是一个非常好的选择。

二、自装修房组网方案

自装修房间相较于精装修房,可以在装修期间让装修公司埋更多的网线,所以在方案选择上会更加宽松。正常装修期时,建议重点房间到弱电箱的网线,安装至少 2 根,以便后续拓展(如果只安装了 1 根,问题也不大,无非是退回到前面精装修房的情况)

这里,只讲述如果有两根网线的情况下,对精装修房的方案三进行一些简化(降低成本),拓补图如下:

graph TD;
光纤 --- 光猫("光猫 (192.168.1.1,负责PPoE拨号+给下游分配内网 IP)")

光猫 --- 普通交换机

普通交换机("普通 交换机,主要用于实现单线复用") --- 客厅网口
普通交换机("普通 交换机,主要用于实现单线复用") --- 客厅网口
普通交换机 --- 卧室1网口
普通交换机 --- 卧室2网口
普通交换机 --- 厨房网口
普通交换机 --- 书房网口

客厅网口 ---- 客厅路由器
客厅网口 --- 客厅路由器("客厅路由器 (192.168.2.1,充当网关 / 也可以光猫不拨号,设置桥接后由弱电箱路由器进行 PPoE 拨号)")
客厅路由器 --- 电视A("电视A (192.168.2.10)")
客厅路由器 --- 手机A("手机A (192.168.2.11)")

卧室1网口 --- 卧室1路由器("卧室1路由器(192.168.2.201,AP Mesh 组网)")
卧室1路由器 --- 电视B("电视B (192.168.2.12)")

卧室2网口 --- 卧室2路由器("卧室2路由器(192.168.2.202,AP Mesh 组网)")
卧室2路由器 --- 平板1("平板1 (192.168.2.13)")

厨房网口 --- 厨房路由器("厨房路由器(192.168.2.203,AP Mesh 组网)")
厨房路由器 --- 冰箱("冰箱 (192.168.2.14)")

书房网口 --- 书房路由器("书房路由器(192.168.2.204,AP Mesh 组网)")
书房路由器 --- PC("PC (192.168.2.15)")
书房路由器 --- NAS("NAS (192.168.2.16)")
书房路由器 --- 手机G("手机G (192.168.2.17)")

可以看到,相比于精装修房的方案三,只是因为有 2 跟网线,省掉了 VLAN 交换机。这也是网上说的比较多的 有线回程布线。优缺点如下:

优点:

缺点:

总结:

本文主要介绍了常见家庭布线下的组网方案,关于科学上网和去广告,本文不做介绍,只需要主路由支持此类能力,并且在主路由操作即可。

除此之外,关于光猫桥接,理论上当今的光猫性能还行,如果需要桥接可以找宽带师傅或10086/10010/1000 更改,实在不行也可以淘宝 50 块搞定。

最后,如果文章中有错误或者有更好的方案,欢迎在评论区指出

tanghongxin commented 11 months ago

一.3 其实就是单臂路由吧

hwbest commented 10 months ago

您好, 非常感谢分享, 请教几个问题

  1. 方案2相对于方案1, 应该就是在弱电箱加了一层网关, 其目的就是为了科学上网和去广告么? 那么我是不是可以理解, 如果在方案1的客厅路由器上安装科学上网和去广告的插件, 其他路由器下的设备其实是不能去广告的

  2. 基于方案2的设计, IPTV是否有办法支持, 目前来看只能通过方案3的VLAN去拆分WLAN, LAN, IPTV的VLAN来解决

Johnlzx commented 7 months ago

自装修房组网方案中,弱电箱连接到客厅2根网线,应该是一根连接光猫和主路由,另一根连接主路由和交换机吧?