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家庭 Mesh 组网方案介绍 #37

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rccoder opened this issue Jun 3, 2023 · 3 comments
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家庭 Mesh 组网方案介绍 #37

rccoder opened this issue Jun 3, 2023 · 3 comments

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@rccoder
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rccoder commented Jun 3, 2023

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
Loading

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

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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)")
Loading

如上,即可实现此类场景下的组网,优缺点如下:

优点:

  • 不需要重新布线
  • 不需要多余的设备

缺点:

  • 光猫的路由能力,会是整个家庭的瓶颈
  • 如果要是在家庭科学上网、去广告等能力,不太好实现(光猫的 DHCP 能力基本都不可以关闭)

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)")
Loading

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:

  • 不需要重新布线
  • 网关更换为自己的设备,可能比运行商提供的光猫路由的性能更好
  • 借助弱电箱路由器能实现科学上网、去广告等效果

缺点:

  • 弱电箱空间有限,需要注意尺寸问题、以及散热
  • 需要新引入一个设备作为弱电箱路由器,同时如果此路由器网口不够,还需要一个普通交换机以便其他房间的网口可以连接到此路由器

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)")
Loading

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:

  • 如果有一个非常强劲的大路由器,不会浪费此大路由器的性能

缺点:

  • 如要引入两个 VLAN 交换器,相比于普通交换机,价格会更高一些

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)")
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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:

  • 不需要加 VLAN 交换机,也能使用上自己强大的主路由

缺点:

  • 已经如此布线的情况下,无缺点

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
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一.3 其实就是单臂路由吧

@hwbest
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hwbest commented Nov 12, 2023

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
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Johnlzx commented Feb 6, 2024

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?

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