WiFi6與萬兆組網策略(附異地組網實戰)
2021年04月19日07:10

以往搭建萬兆網絡的教程主要是針對有線網絡,忽視無線網絡需求。近年萬兆無線路由器的出現,感覺要一起考慮,儘可能減少往後的升級和折騰。

組網方式

在一個萬兆局域網中,中樞可以是路由器(包括硬路由和軟路由),也可以是萬兆交換機或者NAS。

交換機

非常多教程選擇的萬兆網絡搭建策略是增加萬兆交換機,通過萬兆交換機連接不同的設備。

WiFi6與萬兆組網策略(附異地組網實戰)_新浪眾測
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兩種組網方式,一種是原網絡保持不變,增加光纖布網和萬兆交換機,有10G需求的有線設備就接在萬兆交換機下。

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另一種是萬兆交換機接在路由器下,利用原有網絡或者重新布網,將其他有線設備接在萬兆交換機下。

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優點成本低,某魚上有大量的企業級產品,價格從百元到千元的都有。缺點是老機器體積大,部分產品風扇噪音大。

小黃魚能淘到少部分新品,價格還不錯。例如TP-LINK TL-ST1008F(8口萬兆SFP光口),QSW-308S(8口千兆電口+3口萬兆SFP光口)。

路由器硬路由

2020年就出現了帶有萬兆網口的路由器,使用這種路由器組網就會簡單很多,基本組網方式和以往的一樣。缺點是萬兆口有限製,成本相對要高一些。

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威聯通 QHora-301W

威聯通的跨界作品,帶有2個10G電口和4個1G電口。雙頻Wi-Fi6無線網絡,2.4G最高為1182Mbps(4×4 mimo 40Mhz),5G最高為2475Mbps(4×4 mimo 80Mhz)。目前價格在2500元左右,小戶型家庭組網的話性價比還不錯。

Asus RT-AX89X

Asus旗艦級帝王蟹,1個10G電口、1個SFP+光口,和1個千兆電口wan、8個四口千兆電口Lan。雙頻Wi-Fi6無線網絡,2.4G最高為1182Mbps(4×4 mimo 40Mhz),5G最高為4800Mbps(8×8 mimo 80Mhz)。性能很強,就是價格不太友好。

普聯 TL-XTR10890

普聯今年發佈的盛世系列產品中的旗艦,1個10G電口、1個SFP+光口和4個千兆電口。三頻無線網絡,支援易斬mesh 2.0組網。2.4G最高1147Mbps(4×4 mimo 40Mhz),5G最高為4804Mbps(4×4 mimo 160Mhz),6G最高為4804Mbps(8×8 mimo 80Mhz)。目前還未發售,但是很看好這系列產品。

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軟路由

追求極限的都喜歡折騰萬兆軟路由,還能安裝插件實現豐富功能。選擇一些擴展槽多的主板,通過插入萬兆網卡實現,組網方式和硬路由的方式一致。

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近期最多人使用是E3-1275L+z97+cx341a,性價比最高。E3-1275L價格在450-500元,4核8線程,具備核顯,功率45W。z97的ATX主板大多有3條PCIex16插槽,支援8+8或8+4+4運作,二手價格在200-300元。加裝2塊改裝後的cx341a網卡,整機組裝下來成本不超2000元。

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系統多使用LEDE、Openwrt,安裝mlx4 kmod就能驅動cx341a、cx342a。關於LEDE、Openwrt對有線網卡的支援,可以查看官網驅動列表。

NAS

威聯通的部分NAS主機具備萬兆網口,還有一些型號的威聯通或群暉NAS主機、DIY的NAS可以安裝萬兆PCIE網卡,經過適當配置也可以成為一個萬兆交換機,組網方式和硬路由下相似。

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自帶萬兆網口的威聯通NAS有TS-532X、TS-932X等,支援擴展的型號有TS251D、TS453B。群暉沒萬兆網口的機型,而支援擴展的型號有DS1621+、DS1821+。

QHora-301W組網體驗

考慮現在租的只是30㎡複式小戶型房,也不打算動工折騰光纖佈置,網線要以電口為主。因此選擇了硬路由為中樞的方案,具體機型是價格較為合適的威聯通QHora-301W。萬兆網口加Wi-Fi6的路由器目前價格是真的高,能接受的只有這個機型了。

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威聯通QHora-301W其實不算家用路由器,其定位是面向中小企業,所以內置了SD-WAN服務、QuWAN企業級網絡優化解決方案等等。我主要看中QuWAN可以讓我現在住的房子,與父母家房子的網絡連接起來。日常我可以遠程幫助他們更新HTPC,或者配置智能家電。

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內置網線設計,方方正正的磨砂白外殼,比較樸素。Qualcomm IPQ8072四核心處理器,內置4根5dBi的2.4G天線,支援4×4 mimo 40Mhz,最高速率為1182Mbps。內置4根5dBi的5G天線,支援4×4 mimo 80Mhz,最高速率為2475Mbps。和目前大部分Wi-Fi 6手機、Intel AX200系列Wi-Fi 6無線網卡匹配,無線性能剛剛好滿足需求。

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方磚電源,硬件參數是12V,3.33A。

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很傳統的路由器外觀,前置面板能看到一些的圖標,包括電源、無線網絡、1G網口狀態、10G網口狀態等等。

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背部是按鈕以及接口,具備兩個USB 3.2 Gen 1接口,兩個萬兆接口和四個千兆接口。

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網絡拓撲

基本的網絡拓撲如下圖所示:500兆光纖入戶,接入電信配套的光貓;光貓的千兆端口連接QHora-301W的WAN口(自定義一個千兆口為WAN);QHora-301W的兩個萬兆網口,一個連接NAS,一個連接台式機;QHora-301W的千兆網口連接HTPC、女友的台式主機;平板電腦、手機、智能家電通過無線網絡連接QHora-301W。

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路由配置

QHora-301W使用的是QuRouter OS,可以使用威聯通的QNAP ID直接登錄配置。首頁是一個儀表板,看一看到簡要的路由器運行狀況。

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功能界面是比較簡潔明了的,功能上偏向企業級,例如有QVPN客戶端、QVPN服務器等功能,支援QBelt、L2TP、OpenVPN等服務。

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網絡部分支援端口自定義,可以雙wan,端口負載均衡等。萬兆網口要留給台式主機和NAS使用,所以我將其中一個千兆口設定為WAN口,專門連接光貓使用。

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互聯網配置和傳統路由器沒有什麼區別,都是基本的填寫撥號用戶名、撥號密碼等等。

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無線網絡支援虛擬接入點技術,2.4G和5G各能設置3組AP。

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每個AP除了有自己名稱和加密方式外,還能設定詳細的無線排程等。無線加密上支援WPA3-Personal,安全性更高。

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異地組網

QHora-301W最特色的就是QuWAN技術,快速實現異地組網,比免費的zerotier方便簡易。威聯通NAS可安裝QuWAN Agent,以虛擬網絡功能(VNF) 的形式支援QuWAN。家裡NAS是威聯通以及黑威聯通,選購QHora-301W即可更好地組網。

關於黑威聯通,感興趣的值友可以查看我之前寫的教程。

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首先在QuWAN Orchestrator中創建一個QuWAN組織,再在路由器中將其設置為中心。

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QuWAN的網絡拓撲中,會有中心(Hub)和端點(Edge)兩個角色。組網架構是mesh的,所以中心不是唯一的,一個網絡中會有多個中心。中心要求具備公網IP的QHora,Edge則可以是QHora、QNAP NAS、GDP等設備,不強求公網IP。

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父母家的威聯通NAS是作為HTPC運作的,已經安裝好QuWAN Agent。第一次使用會要求綁定一個QNAP ID,加入之前建立好的QuWAN組織,還有相關端口設置。

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使用QuWAN需要登陸QuWAN Orchestrator,是一個雲端管理系統。在總覽里可以詳細看到設備的部署、連接狀況。

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QuWAN組織驗證是以郵件形式進行確認的,完成後就能在拓撲設定中管理。遠程組網後,在我的網絡中就能看到兩台NAS。其中251D就是我的本地NAS,453Dmini是父母家的,管理基本上就和本地NAS是一樣的。

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性能簡測

確定好網絡中樞,在拉網線之前,得先簡單測試系統的可行性。

有線網絡測試

測試使用的是DIY的NAS,主板是J1900。機箱是蝸牛星球的,硬切割出了個PCI接口。

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內部安裝了四塊6TB的酷狼硬盤。對於威聯通NAS系統,我更偏愛使用酷狼系列硬盤。在因為QNAP OS支援IronWolf Health Management(IHM),酷狼健康管理,我可以更快捷、直觀監控硬盤的監控情況。

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這款酷狼6TB是CMR(傳統垂直磁記錄)技術的,磁道間留有保護間距,數據不會被重複疊寫,安全性較高。另外酷狼還有三年內免費遠程數據救援服務,加多一重保障。

自組NAS使用的10GbE網卡是82599-RJ45,82599EB芯片,產自華強北技術小廠。

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​大奶機10GbE網卡是威聯通QXG-10G1T,公司報銷買TS253D的時候一起要的。AQC107芯片,無反口,10GbE規格。

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從NAS拖文件到大奶機,速度測試如下圖。一開始會在400-500MB/s速度,文件剩下1GB以下就會慢慢降低速度,基本是跑滿Raid 5的速度了。

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無線網絡測試

無線測試的筆記本電腦是ThinkPad X1 carbon,無線網卡是intel AX200。30㎡複式小戶型房,QHora-301W的信號強度是沒有煩惱的,完全滿足需求。

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實際性能測試如下圖所示,從NAS往ThinkPad X1 carbon拖取文件。速度還算理想,基本在90-110MB/s之間。

遠程網絡測試

老家的移動寬帶為200兆,實際上傳速度只有2-5兆左右。使用ThinkPad X1 carbon無論有線還是無線傳輸速度也只有2-3MB/s,傳文件速度是慢了些,細水長流吧。除去傳文件,更多是方便遠程管理。

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後記

總的測試下來,設備之間的協作是沒有問題的,可以安心進行網線佈置。本篇只是說說說組網拓撲,中樞的確定以及簡單組網,後面還有網線佈置策略和萬兆NAS,感興趣的可以關注一下。

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