家庭网关试用专栏 篇八:网络无处不在,DIY可随身带的家庭网络

2021-04-01 22:37:22 108点赞 46收藏 2评论

前言

写过很多篇家庭内网络以及家庭间网络组网的文章,对于随身外部移动状态下的网络组网并没有详细写过。随着家里的设施设备多了,比如NAS等的普及,外部访问家庭的需求也会随之增加。很多人采用直接把NAS服务映射到路由器公网端口的方式实现在外部对家庭的访问,但是同样会带来web应用等的安全暴露问题。之前个人比较常用的手段是在家庭网络内开放一个VPN server,外部通过拨号方式进入家里进行访问。

这样联网操作方式对于电脑、手机比较有用,但如果是一些游戏机(如:Switch)、摄像头等的联网,由于缺乏灵活的配置方式,操作上会比较困难。为了提升家里网络的体验近期我升级了家庭国际精品服务,这时更迫切的希望可以让在外移动时也能充分享受到家庭的快速国际访问能力,尤其对于游戏机设备对战等。

应用场景

通过外部多设备需要访问家庭内的设施设备如NAS等或者使用家庭出口(国际加速、游戏加速)进行访问,同时需要考虑移动网络(4G)移动过程中的不稳定情况等。

存在的问题:1、外部环境可能会比较复杂,移动网络、wifi、固定有线都有可能存在,而且质量会随时变化。2、设备复杂,等于是一个家庭的联网设备外部延伸,包括了电脑、手机、游戏机等一切可以携带的设备。我需要在外部建立一个便捷的接入通道,并且支持多种接入网络方式自动切换,可以规避4G网络信号不佳,同时可以叠加多个外网服务能力。同时采用硬件方式,对接入设备提供有线、无线的接入,而不需要改变设备侧配置,采用类似MiFi的服务体验,背在包里就可以随时连回家庭网络。

解决方案

很久以前就关注过OPENMPTCP这个项目(国内商用叫蚂蚁聚合路由器),它主要是采用多径TCP聚合的方式,由一个便携的路由器将用户的访问分割为多个上网接入通道,比如1个4G网络+1个宽带网络,自动实现流量的管理控制,然后在平台侧进行合并后继续发起访问的模式。这个项目出来已经有一段时间,主要用途在直播的高码率聚合推流等场景上。关键是属于自己可以DIY免费的聚合网络服务。

官方网站 openmptcprouter.com

网络无处不在,DIY可随身带的家庭网络

方案实施:

整个OPENMPTCProuter分为2部分,1、服务器端:是一个安装了linux以及相关应用的管理核心,所有流量都会汇聚到这个服务器进行重组。2、路由器端:软路由等系统通过安装类似OPENWRT的环境实现多WAN接入和分流功能,对接服务器实现分流传送的聚合。具体操作步骤官网上有详细的文档,操作代码等都可以直接复制黏贴。

服务器安装:

因为家里软路由上我之前采用PVE环境做了虚拟化,所以很容易就可以创建一台linux的服务器,根据OPENMPTCProuter官网的建议服务器安装了一台Debian 10,系统安装完毕后不需要做什么配置,直接继续运行OPENMPTCProuter的安装脚本就可以。

wget -O - https://www.openmptcprouter.com/server/debian10-x86_64.sh | sh

主要一定要切换root账号下操作,由于部分依赖包需要墙外获取,如果国内用户安装可以试用看看国内镜像地址,但要入群后才能安装,我个人没测试过。

虚拟化环境中安装Debian 10虚拟化环境中安装Debian 10

整个安装完毕后由2点非常关键!

1、会获得一个配置文件,这个配置文件会存储在服务器的固定位置,比如:/root/openmptcprouter_config.txt,配置文件中最后2行有服务器的配置KEY和服务器名字信息,之后配置的时候会用到。

配置文件内容配置文件内容

2、整个安装后,SSH端口发生了变化,需要更改一下管理服务器的端口,默认会将22修改为65222。同时相应服务应用端口已经开放,如果服务器前还有路由器,应该配置以下端口进行端口映射,保证外部访问。


SSH port is changed to 65222 (TCP)

Shadowsocks port is 65101 (TCP & UDP)

Glorytun port is 65001 (TCP & UDP)

OMR JSON admin is 65500 (TCP)

OpenVPN port is 65301 (TCP)

MLVPN ports are 65201-65208 (UDP)

Iperf3 on port 65400 (TCP & UDP)

DSVPN port is 65401 (TCP)

V2Ray port is 65228 (TCP)

其中SSH端口不建议映射到外部。

最后安装完毕后需要同步为家庭配置一个DDNS服务,这样家庭宽带网络地址变化的时候,DDNS可以让我们解析出当前的IP地址,以实现访问接入,操作步骤就不介绍了。

网关路由器侧安装

网关路由器比较简单,首先是购买一个支持的硬件设备,包括树莓派、R2S、x86电脑都可以用来做路由器,我最终选择买了个r2s,主要因为设备很小,双网口(其中一个是USB3.0转的),也有单独USB2.0的接口,目前对于我来说USB供电方式比较适合外带。

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在获取了路由器后,根据型号在OPENMPTCProuter,下载对应固件程序,使用BalenaEtcher等软件可以直接将系统写入到TF卡上用于启动。国内蚂蚁聚合网站上也有几个固件,可以根据需要选择。

选择合适的固件下载选择合适的固件下载

插入TF卡的终端打开电源后,稍后一会儿将电脑插入LAN口,获取到192.160.100.1分配的的IP地址。直接打开浏览器访问192.160.100.1这个管理界面就可以开始配置应用了。

固件烧录软件固件烧录软件

聚合接入配置

首次进入会有安全提示,需要点击接受风险并继续首次进入会有安全提示,需要点击接受风险并继续

默认进入密码是空的,进入后首先修改密码,位置为菜单“系统”-“管理权”内。

首界面首界面

之后进入 “系统”-“蚂蚁聚合路由器” 菜单,删除界面上的Wan相关端口,提交保存。在VPS的菜单下配置之前安装服务器上提供的KEY以及DDNS解析的域名实现到服务器的服务绑定配置。这之后我们可以开始逐个插入4G网卡或者有线网络了,因为插入4G卡或者手机USB共享上网对于路由器来说就是一个有线网络端口,所以逐个添加可以逐个看到新端口好配置接入方式,比如:DHCP,其中第一个网络“多路径TCP”配置为主通道,其他可默认。

可以配置服务器信息可以配置服务器信息

wan口删除后再重新添加wan口删除后再重新添加

当两项配置完毕后,可以回到“状态”页查看网络连接状态,当左侧3个以及右侧几个(根据你出口配置数量)都变为绿色时说明整个聚合网络已经配置成功了。

接入后的状态展示接入后的状态展示

这时候你可以访问 IP138.com 查看一下目前IP地址是否为远程端家庭地址。也可以使用测速软件进行极限带宽测试,通过聚合路由器上 “网络”-“聚合”菜单,查看每一个出口分配到的带宽使用情况。

可以展示不同接入的带宽分配可以展示不同接入的带宽分配

后话

虽然有时VPN方式也能满足我回流家庭访问的需求,但MPTCP的协议可以让我选择同时接入多个出口,这样在移动的环境下可以按需根据不同网络的质量情况进行分摊切换,这是一种很(zhuang)酷(bi)的感觉。

因为R2S的缺点时USB口比较少,我增加购买了一个USB HUB,目前常态的接入采用一个USB棒+IPHONE的方式实现多路聚合,过几天实施在咖啡馆里喝咖啡联机对战Switch的体验。目前设备属于自己DIY的方式,供电采用充电宝,各种设备临时搭建,相信未来会后更多大拿整合出可以直接使用的小型设备,这时候背包出门可以聚合网络MiFi随身走,实时共享家庭网络服务。

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