Network - 群晖 iKuai 单臂路由器

这里使用的群晖型号为 DS418Play ，实测下来 PPPoE NET4 模式下网速只能达到 100Mbps ~ 300Mbps ，所以在这里特别说明一下，软路由也是需要性能的！千万不要变成作者一样的小丑。

网络设备结构图

下面分别是在使用软路由前和使用软路由后的网络设备结构图。

graph TD

LT{{联通 1Gbps}} -- 1Gbps --- C[路由器]
DX{{电信 300Mbps}} -- 1Gbps --- A[路由器]
YD{{移动 4G}} -- 4G --- B[路由器]
A[路由器] -- 100Mbps --- B[路由器]
B[路由器] -- WiFi --- WiFiA([WiFi 2.4Ghz])
A[路由器] -- 1Gbps --- C[路由器]
B[路由器] -- 100Mbps --- C[路由器]
C[路由器] -- 1Gbps --- 主电脑
C[路由器] -- 1Gbps --- 交换机
交换机 -- 1Gbps --- 群晖
群晖 -- 1Gbps --- 主电脑
交换机 -- 100Mbps --- 花生壳
交换机 -- 1Gbps --- 电脑A
交换机 -- 1Gbps --- 电脑B
交换机 -- 100Mbps --- D[路由器]
D[路由器] -- 100Mbps --- E[路由器]
D[路由器] -- WiFi --- WiFiB([WiFi 2.4Ghz])
E[路由器] -- WiFi --- WiFiC([WiFi 2.4Ghz/5GHz])

subgraph 接入
    LT{{联通 1Gbps}}
    DX{{电信 300Mbps}}
    YD{{移动 4G}}
end

subgraph 机房
    A[路由器]
    B[路由器]
    C[路由器]
    群晖
    主电脑
    交换机
    花生壳
end

subgraph 客厅
    电脑A
    电脑B
    D[路由器]
    E[路由器]
end

subgraph AP
    WiFiA([WiFi 2.4Ghz])
    WiFiB([WiFi 2.4Ghz])
    WiFiC([WiFi 2.4Ghz/5GHz])
end

graph TD

LT{{联通 1Gbps}} -- 1Gbps --- A[交换机]
DX{{电信 300Mbps}} -- 1Gbps --- A[交换机]
YD{{移动 4G}} -- 4G --- B[路由器]
B[路由器] -- 100Mbps --- A[交换机]
A[交换机] -- 1Gbps --- C[交换机]
A[交换机] -- 1Gbps --- D[路由器]
C[交换机] -- 1Gbps --- E[路由器]
D[路由器] -- WiFi --- WiFiB([WiFi 2.4Ghz])
E[路由器] -- WiFi --- WiFiC([WiFi 2.4Ghz/5GHz])
C[交换机] -- 1Gbps --- 电脑A
C[交换机] -- 1Gbps --- 电脑B
A[交换机] -- 100Mbps --- 花生壳
A[交换机] -- 1Gbps --- 主电脑
A[交换机] -- 1Gbps --- 主电脑
A[交换机] -- 1Gbps --- 群晖
A[交换机] -- 1Gbps --- 群晖

subgraph 接入
    LT{{联通 1Gbps}}
    DX{{电信 300Mbps}}
    YD{{移动 4G}}
end

subgraph 机房
    A[交换机]
    B[路由器]
    D[路由器]
    群晖
    主电脑
    花生壳
end

subgraph 客厅
    C[交换机]
    电脑A
    电脑B
    E[路由器]
end

subgraph AP
    WiFiB([WiFi 2.4Ghz])
    WiFiC([WiFi 2.4Ghz/5GHz])
end

单臂软路由基本原理

作者对网络结构的了解非常少，下面的原理可能出现概念错误。
路由器是连接两个或多个网络的设备，下面以一个 1 WAN 3 LAN 的路由器为例。

graph TD

A[WAN] --- 路由器
路由器 --- B[LAN]
路由器 --- C[LAN]
路由器 --- D[LAN]

其中路由器同时属于两个网络，即 WAN 口的广域网和 LAN 口的局域网，路由器可以访问两个网络，同时两个网络又相互隔离互不影响。而在单臂软路由的方案中，核心是一个交换机，而软路由通过单一网线连接到交换机上。

graph TD

A[WAN] --- 交换机
B[LAN] --- 交换机
C[LAN] --- 交换机
D[LAN] --- 交换机
交换机 --- 软路由

在默认情况下同一个交换机连接的设备都同属于一个网络，WAN 和 LAN 的数据会互相影响，所以要通过 VLAN 划分两个虚拟网络，分别对应 WAN 口的广域网和 LAN 口的局域网，这样就可以将两个网络隔离开，且允许软路由访问他们。为何路由器的 WAN 和 LAN 需要隔离？

graph TD

A[WAN] --- AP[网口] --- AS[交换机 VLAN-A]
B[LAN] --- BP[网口] --- BS[交换机 VLAN-B]
C[LAN] --- CP[网口] --- BS[交换机 VLAN-B]
D[LAN] --- DP[网口] --- BS[交换机 VLAN-B]
AS[交换机 VLAN-A] --- SP[网口]
BS[交换机 VLAN-B] --- SP[网口]
SP[网口] -.- RP[网口]
RP[网口] --- AVS[虚拟交换机 VLAN-A]
RP[网口] --- BVS[虚拟交换机 VLAN-B]
AVS[虚拟交换机 VLAN-A] --- AVP[虚拟网口] --- 软路由系统
BVS[虚拟交换机 VLAN-B] --- BVP[虚拟网口] --- 软路由系统

subgraph 交换机
    AP[网口]
    BP[网口]
    CP[网口]
    DP[网口]
    AS[交换机 VLAN-A]
    BS[交换机 VLAN-B]
    SP[网口]
end

subgraph 宿主机
    RP[网口]
    AVS[虚拟交换机 VLAN-A]
    BVS[虚拟交换机 VLAN-B]
    subgraph 软路由虚拟机
        AVP[虚拟网口]
        BVP[虚拟网口]
        软路由系统
    end
end

如图所示，VLAN 可以将一个交换机分成多个交换机，其中虚线表示的网线同时传输不同 VLAN 的数据，然后通过分别在物理交换机和宿主机虚拟交换机设置 VLAN ，就可以实现软路由系统对 WAN 和 LAN 的访问了。

配置单臂软路由

在本例中，我的需求是实现 3 WAN – 多 LAN 的单臂路由系统。
其中以群晖 DS418Play 作为软路由核心，配合 16 口的交换机 TL-SG2016K 实现。
注意这里需要带 VLAN 功能的网管交换机。

graph TD

WAN1 --- AP[网口 16]   --- AS[VLAN 16]
WAN2 --- BP[网口 15]   --- BS[VLAN 15]
WAN3 --- CP[网口 14]   --- CS[VLAN 14]
LANs --- DP[网口 1-13] --- DS[VLAN  1]
AS[VLAN 16] --- EP[网口 1]
BS[VLAN 15] --- EP[网口 1]
CS[VLAN 14] --- EP[网口 1]
DS[VLAN  1] --- EP[网口 1]
AS[VLAN 16] --- FP[网口 2]
BS[VLAN 15] --- FP[网口 2]
CS[VLAN 14] --- FP[网口 2]
DS[VLAN  1] --- FP[网口 2]
EP[网口 1] -.- NP[网口 1]
FP[网口 2] -.- MP[网口 2]
NP[网口 1] --- DVS[虚拟交换机 VLAN  1]
MP[网口 2] --- AVS[虚拟交换机 VLAN 16]
MP[网口 2] --- BVS[虚拟交换机 VLAN 15]
MP[网口 2] --- CVS[虚拟交换机 VLAN 14]
AVS[虚拟交换机 VLAN 16] --- AVP[虚拟网口 WAN1] --- 软路由系统
BVS[虚拟交换机 VLAN 15] --- BVP[虚拟网口 WAN2] --- 软路由系统
CVS[虚拟交换机 VLAN 14] --- CVP[虚拟网口 WAN3] --- 软路由系统
DVS[虚拟交换机 VLAN  1] --- DVP[虚拟网口 LANs] --- 软路由系统
NP[网口 1] --- Host
MP[网口 2] --- Host

subgraph 交换机 TL-SG2016K
    AP[网口 16]
    BP[网口 15]
    CP[网口 14]
    DP[网口 1-13]
    AS[VLAN 16]
    BS[VLAN 15]
    CS[VLAN 14]
    DS[VLAN 1]
    EP[网口 1]
    FP[网口 2]
end

subgraph 群晖 DS418Play
    Host
    NP[网口 1]
    MP[网口 2]
    AVS[虚拟交换机 VLAN 16]
    BVS[虚拟交换机 VLAN 15]
    CVS[虚拟交换机 VLAN 14]
    DVS[虚拟交换机 VLAN  1]
    subgraph 软路由虚拟机 iKuai
        AVP[虚拟网口 WAN1]
        BVP[虚拟网口 WAN2]
        CVP[虚拟网口 WAN3]
        DVP[虚拟网口 LANs]
        软路由系统
    end
end

基本思路如上图所示，因为 DS418Play 是双网口配置，最初想着链路聚合得到更快的速度，但是发现交换机不支持动态链路聚合就放弃了。~~大家买东西一定要看好配置。~~

首先需要设置交换机的 VLAN ，将电脑和交换机连接，注意一定要连接到将来属于 VLAN 1 接口上（例如此例中的 1-13 口），因为交换机可能只允许连接到 VLAN 1 的设备登录交换机，如果接入了别的接口可能设置到一半掉线，造成不必要的麻烦。如图所示，默认的管理 VLAN 是 1 。

然后转到 802.1Q VLAN 配置页面，这个页面用来配置不同端口的 VLAN 划分以及端口类型，其中端口类型分为 Untagged 和 Tagged 。我们一般电脑和路由器在不做特殊设置的情况下，都是发送 Untagged 数据的，也就是没有 VLAN 标签的数据，所以要把连接到电脑和 WAN 的接口设置为 Untagged 。而作为软路由的群晖需要得知数据属于哪个 VLAN ，所以需要将端口设置为 Tagged 。按照需求将各个 WAN 以及所有的 LAN 口划分到不同的 VLAN 设置好端口类型就好了。