OpenWrt进阶教程之无线中继配置指南

无线网络传输距离是有限的,一个无线信号无法覆盖到较远的地方,或者远处的信号太弱,你希望能把信号增强并延伸过去。添加一台无线路由器,放在信号中间强度位置,通过无线信号连接上一个路由,那么这就称之为无线中继。

无线相关基础概念入门

无线路由器/无线网关

指的是能发射无线信号的路由器设备,且此设备属于“网关”身份,局域网的所有发往外部网络的数据都要经过此设备处理。

无线AP

指的是能发射无线信号的网络设备,此设备相当于一台能发射无线信号的“交换机”,它只负责将无线数据传输到网关(路由器)。

无线AC

指的是一种专门用于管控无线AP的一种网络设备,常见于各类企业级无线场景,因为企业环境下,往往会部署多个无线AP,如果一个一个去配置会费时费力,所以各大品牌路由推出了配套的无线AC加AP产品,只需登录无线AC控制界面,即可管控所有的无线AP,以方便无线部署与管理。

注意:AC加AP方案属于配套软件的专有效果,只能使用同品牌指定的AC加AP产品,不能与其他品牌或产品混用。

接入点

通常情况下指的是无线信号的名称,就是你用手机连无线网时看到的名称,专业术语称其为“接入点”。

无线速率

指的是无线客户端连接到无线AP时的最大网络速率,此速率不等于实际最大网速,受无线信号干扰、软件问题、网络限速等多种因素影响,最理想的实际无线网速大约为显示的无线速率的一半。

OpenWrt之万能无线中继

OpenWrt可以实现一种称之为“万能无线中继”的功能,其实是把路由器其中一个无线网卡当作上网客户端,连接上游无线网络,然后用另一个无线网卡作为无线接入点,因此不限制上游路由器的品牌或型号,具备最大程度的兼容性。

打开“网络”-“无线”按需配置即可,示例操作以连接上游2.4G无线网络“WIFI_2”为例。

可选:检查“无线安全”选项卡中的加密方式和密码是否正确。

这种无线中继方式能非常方便的拓展无线上网覆盖范围,缺点就是无法形成一个统一的局域网。

注意:此模式下,路由器 LAN 口地址不可与上级路由器使用相同的网段,否则将导致无法上网。

OpenWrt万能无线中继-网络拓扑示意图

单网卡双模式无线中继

上面介绍的方式是一张网卡当作无线客户端,另一张网卡当作无线接入点,此方式的特点是互不干扰,稳定性强。

根据需要也可启用单网卡双模式,即同一张网卡即当客户端又当接入点,此方式下可充分利用无线带宽。
注意:双模式下完全依赖于上游路由器的信号,一旦无法连接上游无线信号,则路由器将不会发射接入点信号!

OpenWrt无线中继WDS

与万能中继不同之处在于,需要上下游路由器都具备 WDS 功能才能使用,WDS 无线中继最大的特点是,上下游路由器都在同一个局域网中,非常方便日常使用。

WDS中继环境,通过 WAN 口网线上网的路由器我们称其为“主路由”,其它通过无线信号进行中继的路由器,我们称其为“从路由”。

第一步

首先配置“主路由”,按需修改无线接入点的配置参数。

主路由配置完毕。

第二步

然后开始配置“从路由”,修改“从路由”的 LAN 口地址,为其固定一个同网段的局域网 IP,不可与局域网内其它设备冲突。

第三步

关闭从路由的 DHCP 服务器,以免造成 DHCP 冲突。

第四步

加入上游路由器的 WDS 无线网络。

可选:检查“无线安全”选项卡中的加密方式和密码是否正确。

至此,从路由的 WDS 相关配置已完毕,只要处于上游无线信号范围内,从路由就能连接到上游路由。

一点收尾工作,删除界面创建的无效接口。这是因为使用了无线扫描功能来添加WDS客户端参数导致的,直接把无线接入点改为WDS客户端就不会有这个问题了。

OpenWrt 无线中继 WDS-网络拓扑示意图

单网卡双模式无线中继

上面介绍的方式是一张网卡当作无线客户端,另一张网卡当作无线接入点,此方式的特点是互不干扰,稳定性强。

根据需要也可启用单网卡双模式,即同一张网卡即当客户端又当接入点,此方式下可充分利用无线带宽。
注意:双模式下完全依赖于上游路由器的信号,一旦无法连接上游无线信号,则路由器将不会发射接入点信号!

OpenWrt 无线中继之 Mesh 网络

与 WDS 无线中继相似,所有设备均处于同一个局域网,但不同之处在于 Mesh 网络属于网状网络,多跳互联,即并不固定连接某个上游设备,而是可以多个设备互相连接,这种特性使得无线拓展和维护更方便。

因 Mesh 网络的组网特性,不区分主从路由,所有参与组网的设备称其为 “Mesh 节点”,只需在相关无线网卡添加对应的 Mesh 网络参数,任意一个 Mesh 节点能联网即可。

提示:Mesh 网络参数与无线网卡的接入点参数不存在依赖关系,即同一张无线网卡可以同时使用接入点和 Mesh 网络,即使 Mesh 网络信号丢失,也不会影响无线网卡的接入点信号。

按需在无线网卡添加 Mesh 网络参数,网卡的接入点则可以全部设为同名称同密码,方便无线漫游,或者也可以单独设置。

注意:Mesh 网络的加密方式只有两个选择,无加密或者 WPA3-SAE

第一步:为路由器 LAN 口配置一个 同网段的 IP 地址,不可与局域网其它设备冲突。

第二步:关闭 DHCP 服务器。(局域网内只能保留一个 DHCP 服务器。)

第三步:添加 Mesh 节点无线参数,按需修改无线接入点参数,然后就可以使用了。

把配置完毕的 Mesh 路由器,放置于其它配套的 Mesh 路由器信号范围内即可自动连接上。

有些无线网卡不支持Mesh,和无线网卡的驱动程序有关。

注意:Mesh 网络本质上属于 802.11s 协议,一般只有路由器系统才支持,手机、电脑等是不支持该协议的,即手机、电脑等并不能直接连接到 Mesh 网络,想使用 Mesh 网络来进行无线漫游是极其错误的认知。

Mesh 协议本质上是为了方便进行无线组网,在无法连接网线的情况下,才应启用 Mesh 网络。

无缝漫游需要的是上网客户端支持 802.11r 之类的协议,然后无线接入点也启用 802.11r 之类的协议才能实现无缝漫游。

OpenWrt 无线中继 Mesh 组网-网络拓扑示意图

总结

无线中继的意义本质上是为了免布线扩展无线覆盖范围,但受限于其物理属性,不管使用何种无线中继方式,都有一个共同的缺点:无线带宽不可避免的减少,因为无线网卡要同时与上游路由和上网设备通信,就像一根水管被一分为二使用,所以无线带宽至少会减半。

少数高端品牌专门定制了无线组网专用版路由,无线中继带宽不会减少,本质上是因为其配备了两个5G无线网卡,被设置为其中一个5G网卡专门连接上游路由,另一个5G网卡作为无线接入点连接上网设备,所以能做到不减无线带宽。

有线方式无线AP

如果你非常注重无线速度和网络稳定性,那么最佳的无线扩展方式仍然是传统的有线连接;为无线路由配置一个 LAN 口 IP,关掉无线路由的 DHCP 服务器,再用网线连接 LAN 口到上级路由的 LAN 口即可,如此进行不断串联,即可扩展无线覆盖范围,无线接入点的网络名称和密码可以全部设为相同,以便进行无线漫游,无线信道则可以互相错开,以减少无线干扰。

此方式适用于任何无线路由器,与路由系统、品牌、型号都无关。

第一步

先为作为 AP 的路由器配置一个同网段局域网 IP ,不可与其它设备冲突。

第二步

关闭作为 AP 使用的路由器的 DHCP 服务器。

第三步

用网线连接 AP 路由器的 LAN 口到上级路由器的 LAN 口,然后就可以开始使用了。

OpenWrt 有线方式无线拓展-网络拓扑示意图

提高无线漫游效果(无缝漫游)

可以按需启用一些辅助无线漫游的特性,以提升无线网络使用体验,在“无线安全”选项卡,根据需要可启用“802.11k”、“802.11v”、“802.11r”等无线特性,使用得当的情况下,客户端可以进行无缝漫游,即漫游时网络应用不会被中断。

注意:这些特性需要上网客户端支持才能生效,用于实现无线漫游的 AP 需要设置为相同的无线名称和密码。

启用 802.11k

无线设备默认情况下总是倾向于连接信号最好的那个AP,而在实际应用中,这种逻辑可能会造成某个AP被过度使用,而信号稍弱的AP则没有什么设备连接,从而导致网络的整体利用效率下降。启用了 802.11k 协议后,如果信号最好的AP负载过高,则无线设备会连接到信号稍弱的那个AP。

启用 802.11v

802.11v 协议允许终端设备交换网络拓扑的信息,包括射频环境,接入点的负载信息,通知客户端切换至更合适的 AP,使得网络负载均衡变得更有效。

启用 802.11r

802.11r 协议着重于减少漫游时无线认证所需的时间,改善了客户端设备在接入点之间运动时的切换过程,协议允许一个无线客户端在实现切换之前,就建立起与新接入点之间安全且具备 QoS 的状态,这会将连接损失和网络中断减到最小,从而实现无感漫游,以使网络应用不会出现中断现象。

注意:“移动域标识符”用于将 AP 进行分组,同一组的 AP 应使用相同的“移动域标识符”。

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无线 AP 自身上网

当无线路由器关闭 DHCP 被作为 AP 接入局域网后,默认情况下 AP 自身是无法上网的,但有时想让 AP 自身上网,以实现某些网络功能,比如在某个 AP 上挂载了移动硬盘,想让 AP 下载数据到硬盘中。

只需修改 LAN 口参数,补齐网关和 DNS 地址即可,有时可能需要重启一次系统,然后这个 AP 就可以正常上网了。