前言
先说明一个基础知识:
我们通常使用的网线可以分为8股铜线,8股线接通,则网线可以承载1000M的带宽,但是由于很多房屋因为装修年代久远,没有考虑到时代的发展,经常都不能保证所有房间都有网线,导致现在很多家庭出现网线不够用的状况,比如我家。
为了解决这个问题,通常网络运营商的办法是将网线一分为二,接到光猫的两个LAN口上,家里弱电箱端口再一分为二,一口用作拨号,一口用作ITV。这样每根网线最多可以承载100M的带宽,对于安装100M带宽以下的家庭,在不考虑内网数据传送的状况下,勉强够用。
如果你家安装宽带时,安装师傅有将网线一分为二的行为,则说明他们使用上面的方案。
一般家庭网络拓扑结构
目前家庭网络中,主流应该是电信的100M Internet + 50M ITV
在有些家庭,由于装修老旧,没有考虑到时代的发展,所以客厅电视墙只有一个网口,这种情况下,如何既能使用ITV看电视,又能连接其他设备上网,就成为一个值得研究的课题,
本文主要讨论弱电箱到客厅只有一根网线的情况下,如何同时传送网络信号与ITV信号的问题。
方案1:物理分线
网线一分为二,4股一根,这样每根可以有100M的带宽,一根线传ITV信号,一根线当网线。
这样做的好处是简单,只需要用一对分线器,无脑连线,马云家50元搞定。
但是缺点同样明显,客厅只有100M的带宽,虽然满足外网需求,但是从客厅到其他房间的内网传送速度只有10MB/s,500M的片子,要copy1分多钟,很难受。
有没有满足单线复用,同时又能满足内网数据传输速度的方案呢?
方案2:VLAN Trunk
所谓VLAN,即Virtual local area network(虚拟局域网),简单来讲就是通过标注数据,让接口自动识别数据,实现数据分流,从而划分出一个个虚拟的局域网络。
而Trunk,则是链路聚合的意思,有了这个功能,就可以在同一根线上传送不同的vlan网络。也是实现单口复用的关键所在。
- 物理分线:就像是2条互不相干的双车道道路,无论道路1有多么的拥堵,汽车也无法在道路2上行驶,尽管道路2上可能一辆车都没有。
- VLAN Trunk:则是一条20道的大型高速,道路上的车在同一条道路上行驶,只有到达目的地时才各自下高速。
使用VLAN交换机的优势
实际来讲,两条100M的线,单条最多只能有100M的带宽,不能叠加,ITV只需要50M带宽,等于说一条网线被浪费了50%的带宽,不仅如此,负责Internet传输的线也只有100M带宽。
如果使用VLAN,相当于ITV和Internet共享1000M带宽,去掉ITV的50M带宽,剩下的950M则都可以用作网络传输,不仅没有造成浪费,还极大的提高了网络带宽使用率,就算外网只有100M,但是内网却能达到950M,500M的片子,5秒就传完,岂不是美滋滋~~
价格方面,比物理分线的方案贵,但是比Mesh路由便宜。而且可以灵活运用现有设备,家里如果有现成的老路由器,开启AP模式直接就可以使用,不像所谓的Mesh路由只能成套购买。
几种拓扑结构
拓扑图1
- 弱电箱:主路由器弱电箱拨号,接交换机耦合ITV线
- 客厅:交换机2分离出ITV信号和网络信号,副路由器(AP)扩展无线信号。
特点
- 只需购买交换机,最大化的利用现有路由器,节省成本
- 路由器需要放在弱电箱,弱电箱空间捉急
拓扑图2
- 弱电箱:VLAN交换机1,耦合ITV和Internet。
- 客厅:VLAN交换机2分离出ITV信号和网络信号,分别接入机顶盒以及主路由器
- 主路由器:WAN口连接完成拨号后,再从LAN口输出将网络信号回流入交换机2。
特点
和图1 类似,区别在于:
- 主路由器放在客厅,能使用性能强劲但是体积庞大的路由。
- 释放弱电箱空间,便于操作。
拓扑图3
- 弱电箱:VLAN交换机1,耦合ITV和Internet。
- 客厅:Vlan路由器 = 主路由 + VLAN交换机
特点
- 结构最简单,灵活性最好,弱电箱空间最大。
- Vlan路由器很贵,大都是企业路由,家用的很少。
总结
拓扑结构来说,方案3应该是最优,但实际情况是,VLAN路由器一般都是商业路由器,家用路由器的官方固件一般都没有,或者价格很贵,喜欢折腾的同学可以刷第三方固件。
总之,如果路由器有vlan功能,就用图3,如果没有,就用图2。
我已经过了喜欢折腾的年龄。。。所以选择图2
硬件准备
- 交换机一定要支持Trunk功能的Vlan路由,我自己买的NETGEAR GS 105E,5口千兆交换机,269元一个,挺贵的。。但是做工不错,买的人多,对于不太熟悉的人来说,买大家都用的最靠谱。
- 路由器只要是千兆路由就可以。
- 我用的是荣耀pro2和荣耀pro以及TP-Link的一款路由器,HiLink自动连接,TP使用有线桥接,简单方便。
交换机设置
接口按照下图连接:
交换机分为3个vlan:
- vlan1是局域网
- vlan2是ITV
- vlan3是Internet拨号
具体划分看下表:
- vlan划分按照802.1Q标准,trunk口,标记tag或者t,非trunk口标记untag或者u,不在该vlan范围的接口则不标记。
- id可以自己随便定,但是两个交换机的id必须一一对应。
表1:
vlan | id | port | remark |
---|---|---|---|
vlan1 | 1 | 1t 4u 5u | 局域网(公用线路) |
vlan2 | 2 | 1t 2u | ITV信号 |
vlan3 | 3 | 1t 3u | Internet信号 |
如果把交换机1的接口前加上a,交换机2的接口前加上b。则整个vlan的划分应该为:
表2:
id | port |
---|---|
vlan1 | 1t a4u a5u b4u b5u |
vlan2 | 1t a2u b2u |
vlan3 | 1t a3u b3u |
表2只是为了便于理解,实际设置中当按照表1的设置,没有a或者b的标记。
拓扑结构
这样一来,ITV信号则由a2u进入,转发到b2u出到机顶盒,完成ITV信号的传输。
Internet信号则由a3u进入,到b3u出,连接主路由器进行拨号,成功后路由再连线到b4u或者b5u上进行局域网内的联网
设置好以后,测试下,能看电视,能上网,实现了单线复用,改造结束。
带宽改造
目前的状况,理论上对外网络最高带宽只有100M,因为光猫到室内的网线只有4股100M带宽。
如果能在不破换装修的情况下直接从光猫处引1-2根网线进入室内,就可以完美解决以后带宽升级的问题。
理想中的状况:
或在光猫处接VLAN交换机,但是光猫和交换机都必须从电表直接搭电使用,很危险,非专业人士不要自己去操作,而且放外面也不安全。
目前来说100M带宽已经足够使用,如果能拉线进来固然好,如果不能,考虑到改装难度,只好暂时不考虑。
总结
- 交换机必须带有vlan功能,而且必须是至少支持802.1Q标准的,因为只有这个标准才支持不同vlan间的数据通讯,也就是trunk功能。有些vlan交换机(廉价的)只支持port based vlan,也就是简单的物理划分vlan,实际上就和物理分线是一个道理,不能达到单口复用的目的。
- 整套方案下来一共花费 269 * 2 = 538元。其实网上还有一款mercury的vlan交换机卖,99元,看规格应该是可以支持trunk vlan的,但是问客服,回答不行。。。所以没敢尝试。不然的话200元就能搞定。