用arm盒子+MT7620/7621作VLAN交换机实现单臂路由

使用廉价的arm64盒子,例如s905/rk3328等,搭配廉价的MT7620/7628/7621路由器可以实现高性能单臂路由,适合于各种类型的网络应用

以常见的5口路由器为例,原WAN(Port4)和原LAN1-3(Port0-2)保持不变,Port3配置成trunk接口并接入arm64盒子:


VLAN

在上图的网络拓扑中,如果SBC是全双工千兆接入的,那么对于Port0-2的LAN内设备而言,NAT的单向流量(在同一时间仅下行或者仅下行测速)最快可以达到千兆,而如果同时进行上下行测速的话,理论上下行与上行可以各自分得500M带宽。

为了便于进行配置,你的arm64盒子需要安装好OpenWrt,并确保当前内核中包含8021q支持
对于内核中集成8021q模块的,开机后查看内核日志可以看到以下内容:

root@OpenWrt:~# dmesg |grep 8021q
[   13.396411] 8021q: 802.1Q VLAN Support v1.8

对于编译成内核模块的,请尝试加载8021q,如果没有报错则可以继续

root@OpenWrt:~# modprobe 8021q

对于没有OpenWrt支持的arm盒子,可以参考下面这篇文章,利用其它Linux发行版的内核加上OpenWrt的rootfs快速生成OpenWrt固件:
https://www.jianshu.com/p/3a48c6a7cc7a

修改/etc/config/network,追加以下内容,openwrt会自动为eth0生成vlan id为2的WAN口

config interface 'wan'
    option ifname 'eth0.2'
    option proto 'dhcp'

如果需要ipv6支持,则继续向/etc/config/network追加以下内容:

config interface 'wan6'
    option proto 'dhcpv6'
    option ifname 'eth0.2'
    option reqaddress 'try'
    option reqprefix 'auto'
    option sourcefilter '0'

重新启动netifd

/etc/init.d/network restart

查看ifconfig,观察是否成功生成了eth0.2

root@OpenWrt:~# ifconfig 
br-lan    Link encap:Ethernet  HWaddr 00:15:18:01:81:33  
          inet addr:192.168.1.1  Bcast:192.168.1.255  Mask:255.255.255.0
          inet6 addr: fe80::215:18ff:fe01:8133/64 Scope:Link
          inet6 addr: fd44:a826:e98b::1/60 Scope:Global
          UP BROADCAST RUNNING MULTICAST  MTU:1500  Metric:1
          RX packets:8 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
          TX packets:8 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
          collisions:0 txqueuelen:1000 
          RX bytes:1604 (1.5 KiB)  TX bytes:1233 (1.2 KiB)

eth0      Link encap:Ethernet  HWaddr 00:15:18:01:81:33  
          UP BROADCAST RUNNING MULTICAST  MTU:1500  Metric:1
          RX packets:104 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
          TX packets:54 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
          collisions:0 txqueuelen:1000 
          RX bytes:16383 (15.9 KiB)  TX bytes:6438 (6.2 KiB)
          Interrupt:23 

eth0.2    Link encap:Ethernet  HWaddr 00:15:18:01:81:33  
          inet6 addr: fe80::215:18ff:fe01:8133/64 Scope:Link
          UP BROADCAST RUNNING MULTICAST  MTU:1500  Metric:1
          RX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
          TX packets:7 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
          collisions:0 txqueuelen:1000 
          RX bytes:0 (0.0 B)  TX bytes:998 (998.0 B)

lo        Link encap:Local Loopback  
          inet addr:127.0.0.1  Mask:255.0.0.0
          inet6 addr: ::1/128 Scope:Host
          UP LOOPBACK RUNNING  MTU:65536  Metric:1
          RX packets:161 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
          TX packets:161 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
          collisions:0 txqueuelen:1000 
          RX bytes:10956 (10.6 KiB)  TX bytes:10956 (10.6 KiB)

将电脑直连到arm盒子,等待DHCP获取地址后进入luci界面,查看网络信息:

luci

将mt7620/7628/7621的路由器刷成Padavan系统,并确保机器的实际网口次序与webui中看到的一致,否则你需要调整之后的命令参数:

switch

对于MT7620/7628,在启动脚本后面加入以下命令:

# mt7620 padavan AP mode
# First Port is Port 0; Port 3 is trunk; Port 4 is WAN
# set VLAN
switch vlan set 0 1 11110011 0 0 uuuu--tt
switch vlan set 1 2 00011000 0 0 ---tu---

# set PVC (Port VLAN Control) Register
# Port 0 is 0x2010, Port 3 is 0x2310
switch reg w 0x2310 0x81000000

# set PVID, Port 4 is WAN
switch pvid 4 2
switch clear

对于MT7621(仅适用于带GMAC2的机器,对于不启用GMAC2的机型,例如NEWIFI3,请参考MT7620的配置命令),在启动脚本后面加入以下命令:

# mt7621 (with gmac2) padavan AP mode
# First Port is Port 0; Port 3 is trunk; Port 4 is WAN
switch vlan set 1 1111001 0 0 uuuu--u
switch vlan set 2 0001100 0 0 ---tu--
switch reg w 0x2310 0x81000000
switch pvid 4 2
switch clear

上述命令将Port4配置成WAN口(VLAN ID=2);Port 0-2配置成LAN口(VLAN ID=1);Port 3配置成trunk口,也就是连接arm64盒子的接口,该接口上同时存在tagged(来自WAN,VLAN id=2)和untagged(来自LAN)的数据包,这与之前在OpenWrt里面配置的参数一致;同时还设置了Port3的PVC寄存器,允许此接口收发任意tag的数据包。

配置好的交换机如下表所示,可以将普通的vlan交换机按此配置,也能达到相同的效果。

LAN1(P0) LAN2(P1) LAN3(P2) LAN4(P3) WAN(P4)
vlan id 1 u u u u x
vlan id 2 x x x t u
pvid 1 1 1 1 2

将Padavan设置为AP模式,路由器将自动重启:

AP mode

将trunk口与arm64盒子连接起来(参考本文开头的接线图),单臂路由配置完成。

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