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家庭网络 篇十三:83元包邮的管理型千兆交换机,附带猎豹峡谷作为20G软路由的测试_交换机

创作立场声明:本文所测商品为自费购入。如参加张大妈家的活动获得,我会在文中点明。坚持独立的评价观点是笔者创作的基本底线,绝不会因商品来源不同而有所偏颇,请各位放心。

在上一篇文章《Intel第11代NUC用途大开发,支持8K视屏硬解的All-In-One》,我提到了单网口主机,通过单线复用的方法,也是可以成为一台性能不赖的主路由。文章里简单介绍了如何在UNRAID进行设置,但没有介绍交换机端该如何设置。这主要是由于楼猪家里使用的是Unifi全家桶,Unifi交换机的VLAN设置方法和一般的管理型交换机不太一样,不具有借鉴价值。所以,在文章发表完后,楼猪就去二手东买了一台上一篇文章中提到的这台百元以内的管理型千兆交换机——水星 SG105 Pro。目前这款交换机在淘宝上可以常年83元包邮的价格买到。在张大妈里能搜到的最低价格记录是去年双十一时京东的79.99元,整体价格确实不贵。关于值不值的问题,我历来不给我的评价,毕竟每个人的评判标准是不同的,有些东西非常便宜,但是买回来后发现不好用,最后闲置丢在家里占地方,我认为就很不值。有些东西虽然贵,但是很好用,而且7x24小时在服役,那我就觉得很值。所以值不值,这个你说了算。

考虑到价格确实比较便宜,所以对外包装真的不能要求太多,一个非常皮实环保的牛皮纸包装盒。

牛皮纸包装,处处透露着生活的艰辛牛皮纸包装,处处透露着生活的艰辛

包装侧面贴着型号标签SG105 Pro包装侧面贴着型号标签SG105 Pro

开盖就是一台巴掌大小的交换机开盖就是一台巴掌大小的交换机

真的很小巧,拿在手里还挺有分量的真的很小巧,拿在手里还挺有分量的

包装盒里所有东西摆地摊包装盒里所有东西摆地摊

包装盒里一共就这些东西:交换机、电源和精简版的说明书。真的是寒酸啊!不过外包装怎么说都要扔掉的,真正用的还是交换机本身,所以如果厂家把节约下来的钱全部用在交换机的设计、生产和品质控制上,那就很值了。

既然这款交换机是一款光理性交换机,那最重要的就是他的网页版管理界面,看看都有哪些功能。在交换机的底面标签上写着交换机的初始管理IP是192.168.0.1,用户名和密码都是admin。所以,首先要修改电脑网卡的IP地址到同一个网段。

修改IP地址到交换机初始管理地址同网段修改IP地址到交换机初始管理地址同网段

然后再浏览器里输入192.168.0.1,就可以打开交换机的登录界面了。

Login界面Login界面

登陆以后可以看到这个交换机的管理界面真的比较简陋,但功能还是非常齐全的。一级菜单分为系统管理、二层交换、监控、VLAN、服务质量五个。

系统管理

系统信息里面显示了交换机的型号,MAC地址,IP地址等信息,看看就行,不重要。

系统信息系统信息

这个比较重要,你可以把这台交换机设为你局域网网段的某一个IP地址,这样后期管理就不需要老去修改电脑的网卡IP了。

IP设置IP设置

这台交换机我不拿它做生产力,只是折腾时候拿来临时用的,所以就懒得去修改登陆密码了,各位不要学我。

用户设置用户设置

系统工具里就是常见的那些东西,看下菜单就行了。

系统工具系统工具

二层交换

全部都是然并卵的功能。

第一个是端口管理,可以独立的管理每一个端口,但你没事关网口干啥?

端口管理端口管理

IGMP侦听,默认开着就开着吧,反正也不知道有啥用。

IGMP监听IGMP监听

这台交换机的端口汇聚只能支持一个汇聚组,算是多一个特性,但实际然并卵。

端口汇聚端口汇聚

监控

全部都是然并卵的功能!

端口统计,不出问题没人会去看,出了问题看了也没用。

端口统计端口统计

这个功能在家用的实用性为零,企业可以用来做数据审查,但是企业用这个交换机?

端口镜像端口镜像

线缆检测——然并卵的功能。

线缆检测线缆检测

环回保护——然并卵的功能

环回保护环回保护

VLAN

MTU VLAN,一般家里不会用。开了这个功能后,你交换机里的每一台设备只能和这个上联端口连接的设备交换数据,设备之间是相互隔离的。

MTU VLANMTU VLAN

端口VLAN,可以家用了,说白了就是你可以把这台交换机切切割成几台相互独立的交换机。比如可以把端口1·3划分到VLAN1里面,端口4-5划分到VLAN2里面,这样就把这台5口交换机在逻辑上变成了一台3口交换机和一台2口交换机。

Port VLANPort VLAN

802.1Q VLAN,这个才是我需要使用的VLAN功能。这个802.1Q VLAN和普通的端口VLAN最大的区别在于,端口VLAN流出交换机的数据是不带VLAN标记的,而802.1Q VLAN下,流出交换机的数据是可以带VLAN标记的。这些带VLAN标记的数据能够被别的带有VLAN功能的交换机接受,也可以被带有VLAN的虚拟网桥接受,从而实现跨设备的VLAN。802.1Q VLAN一般需要设置三个参数,tagged、untagged和PVID。

802.1Q VLAN802.1Q VLAN

802.1Q VLAN802.1Q VLAN

还是上一篇里面提到过的,可以用染色PVID、脱色untagged和滤色tagged,来帮助理解。

服务质量

又是一些然并卵的功能!

QoS配置支持三种模式,第一种基于端口的全手动模式,优先级低的给优先级高的端口让路。第二和第三种都是通过识别数据类型来自动排定数据优先级的。都是些非常简陋的QoS管理,没有啥大用处。

服务质量QoS服务质量QoS

你想控制谁?你能控制谁?要你何用?

带宽控制带宽控制

风暴控制,家里那点设备就没必要搞这个功能了吧,反正我没研究过。

风暴控制风暴控制

先总结一下这台管理型千兆交换机

这个管理型的交换机除了802.1Q VLAN的功能,别的我们基本都不需要。你说值不值?

不值?先看下去在判断吧。考虑下面这种情况:

  • 只有一个小弱电箱,光猫可以占了它70%的空间

  • 每个房间只预留了1根网线,汇集到弱电箱

  • 需要软路由

  • 需要IPTV

如果说这台小交换机能帮你把上面4个要求都满足了,你觉得值不值?

拓扑图也给你做好了

家庭网络拓扑图家庭网络拓扑图

做任何事情之前,楼猪一直建议要先把思路理清楚,这样才能事半功倍。首先要规划一下VLAN:

  • VLAN=100:局域网LAN,连接AP,PC

  • VLAN=40:广域网WAN,连接光猫

  • VLAN=51,85:IPTV的回看和直播业务VLAN

交换机端口的802.1Q VLAN设置规划如下表:

交换机端口的VLAN规划交换机端口的VLAN规划

这里分为三类端口:

  • 端口1、2、3端口既可以接AP、PC让设备接入局域网,也可以接IPTV

  • 端口4接软路由

  • 端口5接光猫

  • 上网链路

    上网数据链路上网数据链路

  • 1-3号口的PVID=100,所以数据被染色,打上100的VLAN ID进入交换机,并被发送到4号口

  • 4号口被设为untag=100,所以数据被脱色,去掉100的VLAN ID,并称没有VLAN标记的数据,流出交换机,并被发送到软路由的网口

  • 由于没有VLAN标记,数据进入软路由的LAN口,经过NAT网络地址转换到WAN口。我这台NUC是一台单口软路由,WAN口是桥接到eth0.40这个VLAN40上,所以从WAN口流出的数据被搭上了40的VLAN标记,并被发送会交换机的4号口。

  • 4号口被设为tag=40,是滤色的效果,被标记了40的数据顺利被放进交换机,发送到5号口。

  • 5号口被设为untag=40,所以数据被脱色,去掉40的VLAN ID被发送到光猫。

  • IPTV链路

    IPTV链路IPTV链路

    IPTV的链路更简单了,由于Port1-3和Port5都搭上了51,85的tag,所以数据自动走这两个vlan直接到光猫,连上电信的回看和直播VLAN。

    交换机设置

    1. 修改2-5口的VLAN设置,1口暂时保留初始设置

    修改VLAN ID修改VLAN ID

    2. 修改2-5口的PVID设置,1口暂时保留初始设置

    修改PVID修改PVID

    解释一下为什么要先保留1号口的初始设置,因为PVID和VLAN ID是需要配套设置的。如果我们在第一步里直接把1-5口的VLAN ID都修改了,一旦应用后,立马交换机就会失联。理由很简单:此时我们只修改了VLAN ID,并没有修改PVID,所以现在一号口的PVID是1而untag=100,我们的PC发送数据到交换机,会被打上1的VLAN ID,但是由于网口的untag是100,所以数据无法流出交换机返回到PC,所以PC就和交换机失联了。

    这就是这台交换机比较蠢的地方,如果能够在一个页面同时修改tag,untag和PVID,就不会有这种问题了。

    当我们设置完2-5口的VLAN ID和PVID后,把网线换插到2号口,重新登录交换机,修改1号口的VLAN ID和PVID。

    修改1号口VLAN ID修改1号口VLAN ID

    修改1号口PVID修改1号口PVID

    这样交换机的VLAN就配置完成了,还差一步就完成交换机的设置了。

    我的局域网网段是192.168.100.x,而我的交换机是192.168.0.1,所以我在局域网里无法正常访问交换机的管理页面,所以我们要修改一下交换机的IP。

    把交换机的IP修改为192.168.100.3把交换机的IP修改为192.168.100.3

    这样我们在这个局域网中的设备都可以通过网页访问到这台交换机的管理页面了。

    这次由于还要测试另一个很有意思的功能,所以就没有做AIO,直接拿U盘刷了个OpenWRT的固件,插上NUC直接用。当OpenWRT的初始化代码跑完以后,先要用vi工具进行网络初始配置,配置命令为

    vi /etc/config/network

    网络设置修改为:

    网络配置网络配置

    由于是单网口主机,所以默认情况下是没有第四段wan这一段的,手动key进去。这段配置大致就是说:同一个网络界面,没有vlan的做LAN,有vlan的做wan,从而实现单口复用。

    ?为啥又thunderbolt0和thunderbolt1?最后说。

    把NUC接到交换机的4号口,就可以用网页连接到软路由了。

    可以看到上有正确获取到了IP,DHCP也给PC分配了IP地址可以看到上有正确获取到了IP,DHCP也给PC分配了IP地址

    再看一下网络-接口界面

    网络接口界面网络接口界面

    可以看到WAN是eth0.40。再到WAN口的物理设置里看一下

    WAN物理设置WAN物理设置

    经过测试,这个网管交换机的所有网口链路都是正常通的,IPTV就没有测了,毕竟好久没用IPTV了。不过方法就是这个方法,只要光猫上把VLAN正确绑定到网口上,就没有问题。

    这里正好借此机会测试一下,千兆口单线复用NAT带宽,看一看单线复用下,带宽损耗到底多少?测试方法使用比较简单易行的iPerf3打10个流进行带宽测试。一共测试两次:

    • PC > 交换机 > OpenWRT的带宽作为基准

    • PC1 > 交换机 > OpenWRT > 交换机 > PC2,经过了NAT转发,单线上同时有LAN和WAN的数据流量

    第一个测试结果如下,测得带宽为940Mbps,作为基准

    iPerf3 test LAN to OpenWRTiPerf3 test LAN to OpenWRT

    第二次测试结果如下,测得带宽为901Mbps。

    iPerf3 test LAN to WANiPerf3 test LAN to WAN

    因此实际上NAT+单线复用确实会产生带宽损耗,带宽性能损耗率为4.1%,真的是洒洒水啦!

    结论:任何一台NUC,拿来进行单线复用硬件性能上基本都是没啥问题的。

    猎豹峡谷作为20G软路由

    在Koolshare上我发表了猎豹峡谷的评测文章里,有一位巨佬:夏沫顾淮笙,提供的一个新的折腾思路,并提供了他自己编译的基于Linux 5.10内核的OpenWRT固件,5.10内核里集成了11代CPU的驱动和雷电控制器的驱动。这次测试我的另一个小目标就是因为要测试一下这个OpenWRT的20G雷电以太网功能。由于11代NUC的雷电控制器是集成在CPU里面的,无法直通给虚拟机,所以没法做成All-in-One,是个不小的遗憾。这个折腾主要就是看,把雷电以太网适配器添加到局域网,从而组成更高速的局域网。具体速度能有多快,看后面的测试吧。

    首先先上折腾的示意图:

    猎豹峡谷做20G软路由猎豹峡谷做20G软路由

    前面再OpenWRT的网络设置里可以看到,我已经把雷电的两个接口添加了进去,在网络接口页面上,可以看到LAN口下面桥接了3个界面,一个是物理网口,另外两个是雷电口。所以这位巨佬提供的OpenWRT固件可以正常驱动雷电控制器。接下来测一下雷电以太网的实际性能表现。

    一共测试了一台冥王峡谷和一台联想X390笔记本。冥王峡谷用的是NVME SSD,X390的笔记本由于是公司的电脑,所以使用了U盘安装的Windows To Go进行测试。

    首先看一下在冥王峡谷上的实际测试结果。

    插上雷电3线才会出现的雷电网络适配器插上雷电3线才会出现的雷电网络适配器

    在雷电控制器里面可以识别到OpenWRT在雷电控制器里面可以识别到OpenWRT

    iPerf3测速iPerf3测速

    协商速度达到20Gbps,啥概念?万兆网卡的带宽是10Gbps,就是万兆网卡带宽的2倍。用iPerf3实测带宽达到17.9Gbps。

    这里需要解释一下,为什么要用Windows作为服务端。如果Op作为服务端,测下来的带宽不知为何只有2Gbps。可能是OpenWRT的驱动问题,也可能是iPerf3的问题,具体原因不明。

    再来看一下从连接联想X390 WTG的带宽情况:

    插上雷电3的线后,跳出雷电网络适配器插上雷电3的线后,跳出雷电网络适配器

    协商速度也是20Gbps协商速度也是20Gbps

    iPerf3打压测速结果iPerf3打压测速结果

    但实际打压测试结果只有10.9Gbps,不知道是不是和我的WTG系统有关,由于是办公电脑,所以就没有继续往下折腾了。

    总之,结论就是,利用雷电网桥,可以把这台猎豹峡谷变为一台比超万兆带宽的OpenWRT软路由。但问题是,雷电3的线是真的贵!!!死贵死贵的那种!

    顺便,我还可以把最早的那个网络拓扑图调整一下,各位看官给评判一下:

    PC与NAS之间为2万兆局域网,其他为千兆局域网PC与NAS之间为2万兆局域网,其他为千兆局域网

    以上

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