盲目跟風不可取！滿足未來5年需求 家庭千兆網路組網規劃設計淺析

一、家庭千兆網路的組成

家庭網路中的主要裝置包括：寬頻光貓、無線路由器、軟路由以及交換機：

光貓：

以聯通寬頻光貓為例：它有四個網口，其中第一個為千兆口，其它三個都是百兆口，故一定要將路由器連線到光貓的千兆網口上。

無線路由器：

一定要購買帶有千兆網口無線路由器，首推帶有mesh功能的WiFi6路由器。

領勢（LINKSYS）MX5502 AX5400M 5G雙頻WIFI6無線千兆分散式路由器：

領勢（LINKSYS）MX5502 AX5400M 5G雙頻WIFI6無線千兆分散式路由器

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軟路由：

目前大部分軟路由都是支援千兆的，不過還是預先用測速軟體測試一下為好，確保它可以跑滿千兆頻寬。

軟路由：

友善Nanopi R2SR4S軟路由Openwrt LEDE 雙千兆路由器全金屬外殼JEQL 梔司

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倍控 N5105四網口千兆軟路由器LEDE迷你電腦主機：

千兆交換機：在選擇交換機時：一定注意商家標明的是“千兆交換機”，還是“百兆交換機”，只要你不圖便宜就不會錯。

TP-LINK 8口千兆交換機 企業級交換器 監控網路網線分線器 分流器 金屬機身 TL-SG100

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這裡最容易忽略的是網線，穩定跑滿千兆頻寬一定要使用CAT6網線，CAT5e也不是不可以，短距離家庭用足夠，但是新家裝修時，務必要選CAT6。

千兆交換機：

秋葉原（CHOSEAL）六類千兆網線【0。57±0。02mm】CAT6類純銅線芯

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CAT6網線：

二、WiFi訊號高質量覆蓋

我們可以透過如下的組網方式來實現WiFi訊號的高質量覆蓋：

TP-LINK 8口千兆交換機 企業級交換器 監控網路網線分線器金屬機身 TL-SG100：

原本是商業用途的AC+AP網路走進家庭已有些時日，一臺集路由、AC控制器和POE供電網口的一體機+幾個AP面板，可以很容易地實現WiFi訊號的高品質覆蓋。這裡AP面板可以直接安裝在標準86型插座盒上，裝配簡單且十分美觀。下圖中的四個WiFi6 AP面板+9口千兆一體機的價格在3000元左右。

秋葉原(CHOSEAL)六類千兆網線【0.57±0.02mm】CAT6類純銅線芯：

普聯（TP-LINK）全屋WiFi 無線AP套裝 智慧組網分散式路由 POE供電 TL-R479GP

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AC+AP組網

將寬頻光貓與一體機放在弱電箱中，寬頻入戶光纖直接拉入弱電箱。光貓的千兆網口連線一體機的WAN口（紅色），各房間中的AP面板透過網線連線到一體機的POE供電網口上。使用過AP面板的網友都有一個體會，AP面板的WiFi訊號只能覆蓋一個房間，不要指望什麼穿牆了。因此，你一定要預留出幾個網口，以備不時之需。

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Mesh組網

今年賣的最火的當屬WiFi6路由器，標配的Mesh組網功能更為其注入了活力，幾個廉價的WiFi6路由器組建的有線Mesh網路完全可以取代昂貴的AC+AP。Mesh組網非常靈活，即可“有線互連”，亦可“無線互連”，甚至“有線/無線混合互連”。

通常，無線互連需要使用三頻Mesh路由器——由於三頻Mesh路由器價格普遍很高，故只適合用於沒有鋪設網線的場合。使用廉價的雙頻路由器組建的有線互連Mesh網路在效能上與AC+AP相比毫不遜色，且效能上還要優於三頻路由器組建的無線互連Mesh網路。一句話，有線Mesh組網才是王道！

這是一個由四臺TP-LINK WMC181 WiFi6雙頻路由器組建的“有線互連”Mesh網路，客廳中的為“主路由”，其它三臺全是“從路由”。主路由的WAN口連線光貓千兆網口（紅線），主路由的LAN口與從路由的LAN口用網線互連起來（黑線）。這個Mesh網路最多可以由8臺路由器組成，為WiFi訊號的高質量覆蓋提供了廉價的解決方案，目前WMC181的單臺價格僅需150元左右。

主路由對外PPPoE撥號上網，對內為從路由、以及連線Mesh網路的客戶端（電腦、手機、平板等）分配IP地址。此外，從利用只有將資料“回傳”到主利用後才能上網，整個家庭網路的拓撲簡單、清晰、明瞭。

家庭網路中的主路由

在上面的示例中，AC+AP中的“一體機”以及Mesh網路中的“主路由”就是家庭網路中的“主路由”。簡言之，它們都是一個完整的家庭千兆網路，完全可以滿足日常上網、看影片、玩遊戲的需求。

然而，一體機和Mesh主路由所提供的功能未必能滿足某些使用者的特殊需求（如：VPN等），這裡最為簡單的解決辦法是：配置一臺“軟路由”，並讓它作為家庭網路中的“主路由”，刷寫了OpenWrt系統韌體的軟路由可以提供你所需的任何功能。

在網路連線上，將主路由的WAN口連線到光貓千兆網口（紅色），一體機或Mesh主路由的WAN口連線到主路由的LAN口上（棕色）。此時，PPPoE撥號上網，以及分發IP地址的任務由軟路由負責，只是多了一級NAT轉換。另外，Mesh網路中的主路由只作為一個AP來使用。

三、透過Vlan交換機實現IPTV功能

IPTV和寬頻屬於不同的網路協議，在北京聯通千兆光貓上有各自的網口——紅色是寬頻網口，綠色是IPTV網口。如果你希望在電視機上收看IPTV，就需要另外拉一根網線到客廳。

或者你家中不止一臺電視機要連線IPTV，再或者你只為客廳拉了一根網線。這時你會想：能否將IPTV與原有的家庭千兆網路融合在一起呢？

答案是肯定的：就是利用Vlan交換機的“單線複用”功能，讓一根網線承載寬頻和IPTV兩種不同型別的網路協議。

先看看下面這個網路拓撲圖，這裡的WiFi6路由器型號為中國移動CMCC R3s-2，與TP-LINK的WMC181屬於同一檔次，效能也一樣。客廳、主/次臥各有一臺電視機都能收看IPTV，而且從弱電箱拉到各房間的網線只有一根，其中橘色的就是“單線複用”網線。

還要說明的是：不僅Vlan交換機，OpenWrt軟路由也支援Vlan。因此，這裡使用了價格更低廉且功耗更低的N1軟路由。單網口的N1配合Vlan交換機A，可以作為家庭網路中的“主路由”。

這裡首先需要配置四條Vlan（VLAN100┅VLAN103），且Vlan交換機埠顏色定義如下：

千兆寬頻資料幀走向：

來自光貓千兆網口的普通“乙太網資料幀”進入交換機A埠1（Access口），因該埠PVID=100，故資料幀被被打上vid=100的標籤。

交換機A埠3（Trunk口）允許VLAN100透過，資料幀轉發給埠3，再轉發給N1主路由。

N1的WAN口收到vid=100的資料幀後，被CPU轉換成vid=101的資料幀轉發到LAN口，並流回埠3。

資料幀到達埠3後，被轉發到允許VLAN101透過的埠4。

資料幀到達埠4後，

透過網線

轉發到交換機B的埠1。

資料幀到達埠1後，被轉發給PVID=101的埠2。

資料幀到達埠2後，先去掉vid標籤（變為普通乙太網資料幀），再送到主AP的WAN口。

主AP將WAN口資料幀轉換成LAN口資料幀回送埠3，且資料幀進入埠3時被打上vid=102的標籤。

一方面埠3將資料幀轉發給PVID=102的埠4，並去掉vid標籤後發給客廳電視機。如果該資料幀是發給電視機的，則此資料流結束。

另一方面因埠1還允許VLAN102透過，故

透過網線

又將資料幀送回到交換機A的埠4。

資料幀到達埠4後，一方面轉發給允許VLAN102透過的埠5、6，另一方面轉發給PVID=102的埠7、8。

資料幀到達埠8後，先去掉vid標籤，並透過網線轉發給從AP（MR4）的LAN口。若該資料幀是發給MR4的，則此資料流結束。

資料幀到達埠5後，

透過網線

將資料幀轉發給交換機C埠1。

資料幀到達埠1後，一方面轉發給允許VLAN102透過的埠2，另一方面轉發給PVID=102的埠3、4。

資料幀到達埠3後，先去掉vid標籤，並透過網線轉發給從AP（MR2）的LAN口。若該資料幀是發給MR2的，則此資料流結束。

資料幀到達埠4後，先去掉vid標籤，並透過網線轉發給主臥電視機。若該資料幀是發給電視機的，則此數流結束。

資料幀到達埠2後，

透過網線

轉發給交換機D埠1。

資料幀到達埠1後，分別轉發給PVID=102的埠2、3、4。

資料幀到達埠2後，先去掉vid標籤，並透過網線轉發給從AP（MR3）的LAN口。若該資料幀是發給MR3的，則此資料流結束。

資料幀到達埠3後，先去掉vid標籤，並透過網線轉發給次臥電視機。若該資料幀是發給電視機的，則此數流結束。

以上就是從光貓千兆網口到AP（或電視機）LAN口的資料流走向。

IPTV資料幀走向：

1。 來自光貓的IPTV訊號進入交換機A埠2（Access口），因該埠PVID=103，故資料幀被被打上vid=103的標籤。

2。 在交換機A中，埠4、5、6（Trunk口）都允許VLAN103透過，故IPTV資料幀被轉發給埠4、5、6。

3。 資料幀到達埠4後，透過網線轉發給交換機B埠1。

4。 資料幀到達埠5後，透過網線轉發給交換機C埠1。

5。 資料幀到達交換機B埠1後，轉發給PVID=103的埠5，然後去掉vid標籤，再轉發至客廳的IPTV機頂盒。

6。 資料幀到達交換機C埠1後，轉發給PVID=103的埠5，然後去掉vid標籤，再轉發至主臥的IPTV機頂盒。

7。 資料幀到達交換機C埠1後，還要轉發給允許VLAN103透過的埠2。

8。 資料幀到達埠2 後，透過網線轉發給交換機D埠1。

9。 資料幀到達交換機D埠1後，轉發給PVID=103的埠5，然後去掉vid標籤，再轉發至次臥的IPTV機頂盒。

6。 資料幀從光貓IPTV口到客廳、主臥、次臥其中一個機頂盒後，則該資料流就結束了。

四、Zigbee智慧裝置的接入

ZigBee的特點是非常省電，其典型應用包括：溫溼度感測器、燃氣報警器、人體感應感測器，以及智慧開關，智慧鎖、智慧安防等等。雖然Zigbee使用的也是2。4G頻段，但與2。4G WiFi屬於不同的網路協議，所以Zigbee裝置需要透過專用“閘道器”才能接入到家庭網路中—首先Zigbee裝置（如：下圖中的水侵感測器）需先連線到Zigbee閘道器，然後閘道器再將其轉換成普通“乙太網資料幀”傳送給無線路由器。這樣不僅可以透過手機APP來獲取zigbee裝置的資料或控制Zigbee裝置的動作（如：開關的通/斷），還能將Zigbee裝置連線到“雲端”。

這裡使用的是塗鴉Zigbee有線閘道器，它透過網線連線到Mesh網路中。由於2。4G訊號的傳輸距離遠，有很強的穿牆能力，對於100平米左右的居室來說，只要閘道器放置在合適地點，只要一臺就可以覆蓋全屋。

在下面這個“二層別墅”的家居環境中，一樓和二樓分別放置了一臺Zigbee閘道器，以實現Zigbee訊號的全屋覆蓋。

五、NAS儲存裝置

NAS是一網路儲存裝置，本質上它就是一臺配置了多個硬碟的電腦主機。“群暉”是國內知名的NAS品牌（還有威聯通等），所謂“黑群暉”就是個人用普通臺式電腦組裝起來的一臺群暉NAS。

普聯（TP-LINK）全屋WiFi 無線AP套裝 智慧組網分散式路由：

群暉（Synology）DS920+四核心 4盤位 NAS網路儲存伺服器 資料備份 檔案共享

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配有“千兆網口”的NAS（如：群暉DS920+）可以很容易連線到家庭千兆網路中。例如：你將NAS放在書房，只要將網線連線到從AP的剩餘LAN口上即可，用不著單獨為NAS拉一根網線到書房。

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