家庭网络拓扑及IPTV单线复用方案
家庭网络拓扑及IPTV单线复用方案
搬新家快接近一年了，家里网络布局经过多轮设备更替和演进，总算稳定下来。主要介绍下当前网络的拓扑结构，以及如何利用弱电箱到客厅的一根网线，实现既可以上网，又可以看 IPTV。
家庭网络拓扑介绍
需求分析
- 网络套餐为千兆，为保证 WIFI 信号质量不成为带宽的约束，且确保智能家居的接入稳定，需每个房间放置无线接入点；
- 家庭接入设备量大，存在更多网络需求，需软路由进行拨号、DHCP、DNS等功能；
- 弱点箱到客厅仅预埋一根网线，需支持上网和IPTV两个功能；
- 尽可能利用当前预埋线，不另走明线破坏装修。
实现方案
整体网络拓扑大致由
光猫 —— 路由 —— 二层交换机 —— AP —— 接入设备 组成，呈现
树状结构，避免网络环路导致的网络风暴。
特点如下：
- 光猫 Internet 网口修改为桥接，仅作光电调制解调（modem）功能；
- 软路由和光猫同放弱电箱，软路由作为家庭网络中枢，实现以下功能：
- 拨号上网，且多播实现宽带叠加；
- 网关，同时存在一般网关和科学上网网关；
- DNS 服务，实现去广告和加速功能；
- DHCP 服务，根据设备 mac 分配分配上述功能，且带IPv6；
- 增配网管型交换机实现 VLAN 划分，分离 IPTV 线路，同时增加网口供更多设备使用；
- 多台无线路由器组Mesh，保证全屋 WIFI 覆盖，取消 DHCP 服务，当作 AP(Access Point) 使用；
- 搭建服务器，提供 NAS 存储服务供家庭数据存储，提供虚拟机服务供开发。
利用 VLAN 实现单线复用接入 IPTV
因为 IPTV 的特殊性，最佳是光猫 IPTV 接口走单独网线直达机顶盒，避免和家庭网络的 Internet 存在冲突。 实际上因为弱电箱到客厅预埋线仅一根，必须实现单线复用，且做好区分，才能保证两者独立工作正常，解决方案就是 划分 VLAN。
VLAN（Virtual Local Area Network）即虚拟局域网，是将一个物理的LAN在逻辑上划分成多个广播域的通信技术。 每个VLAN是一个广播域，VLAN内的主机间可以直接通信，而VLAN间则不能直接互通。这样，广播报文就被限制在一个VLAN内。
具体流程如下：
1. 光猫 IPTV 端口带上 VLAN 标签(tag)
我的目标是让 IPTV 端口出来的数据全部带上 VLAN
标签接入局域网，进而也因为 tag 标签避免对其他设备影响。
光猫一般用户是无权配置 VLAN
的，因此找宽带供应商工程师拿到光猫超级管理员账号（telecomadmin）和密码。在
网络 —— 网络设置 —— VLAN绑定 中新增配置，指定 iTV 端口的
3_OTHER_B_VID_43( WAN 侧服务名)绑定用户侧 VLAN，VLAN ID
我改为43。
配置过后，光猫 IPTV 出来的原始数据都会带上 VLAN 43 tag 的标签，也会接受相同 tag 的数据帧，并在内部去除 tag。 将光猫 IPTV 端口接入到软路由中，这样弱电箱到客厅单根网线上，就同时有 正常Internet + IPTV(tag) 两种数据。
2. 网管交换机指定端口解 VLAN 标签(untag)
接下来目标是客厅的交换机指定端口解 VLAN 标签，让 IPTV 数据走该端口，其他数据摒弃。
交换机物理上1口是接入单线复用，4口上连接机顶盒。进入交换机后台，创建一个名为 IPTV 的 VLAN 配置，VLAN ID 为43：
- 4口选择“不带标签”，这样4口发出的数据帧是具有标签的将会去除标签，进来的数据将会在交换机内部加上标签；
- 1口选择“带标签”，交换机中属于该 VLAN 的数据发出1口时会带上标签，其他正常数据也会流转;
- 其他端口选择“非成员”，相当于不敢感知 VLAN 数据。
同时配置 VLAN PVID，让4口仅接受来自机顶盒未打标签的数据帧，当未打标签的数据进入交换机时，将会以 PVID(43) 打上标签，避免机顶盒可能发出 VLAN 数据对链路的影响。
如上两步配置，实现基于 VLAN 的单线复用。