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简介

免责声明:本文面向消费者和爱好者。

如果你想在家里运行自己的路由器，树莓派4型号B¹可以是一个优秀的硬件选择:

1. 相当便宜
2. 够快了
3. 它可以饱和它的千兆网口
4. 它是节能的

关键的问题似乎是，它只有一个，单网络接口。如果你构建一个路由器，你至少需要两个:

1. 连接到网络调制解调器/路由器的第一个接口(理想情况下是网桥模式)
2. 连接到家庭网络的第二个接口(可能是交换机)

因此，如果你要使用树莓派，你可能会花20美元左右买一个千兆USB3网卡，然后就不用它了。

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现在，如果我告诉你你可以通过使用只有树莓派4的单板载网络接口?

这怎么可能?

引入vlan

是的，我在向读者介绍一种技术90年代就存在了．它被广泛应用于企业和其他组织。

因为我有一种感觉，这项技术在IT运营之外的圈子里不太出名，所以我认为这可能是一个有趣的话题。

理解vlan

VLAN技术允许您在同一条物理线路上和同一台交换机上运行不同的、独立的网络。如果您想要操作彼此分离的网络，这将节省大量的网络布线和所需的物理交换机数量。

如果您希望通过相同的物理线路或交换机运行来自不同网络的流量，如何识别这些不同的流量?

启用VLAN技术后，这样的网络“数据包”被标记为标签．由于VLAN技术在以太网级别上运行，所以我们不应该讨论“数据包”，而应该讨论“以太网帧”。欧宝体育直播官网我认为术语对于理解概念并不重要。

了解以太网帧前有一个标签就足够了，它告诉支持vlan到哪个网络的任何设备框架因此，一个包属于。

这样，网络上的流量流，就可以互相区分开来。这些标签并不花哨，它们被称为VLAN ID，它只是1到4096之间的一个数字²．

管理交换机

现在我们已经了解了vlan的概念，那么如何使用它呢?

首先，你需要一个管理支持vlan的网络交换机。

我能找到的支持VLAN的最便宜的交换机是TP-LINK TL-SG105E，大约25欧元或美元。这是一个5端口的交换机，但8端口的版本通常只多几欧元/美元。

Juan Pedro Paredes在评论中指出，这种TP-LINK交换机可能无法处理可能到达连接到互联网调制解调器的端口的大量ARP请求。在Hacker News的讨论中(链接如下)，其他人欧宝体育直播官网对这一转变持否定态度。我不确定价格接近的Netgear交换机的表现是否更好。

这样的交换机有一个基于web的管理界面，允许您在设备上配置vlan。

有标签vs无标签

在vlan环境中，网络交换机端口有两种状态:

1. 特定网络(VLAN)的成员(untagged)
2. 多网络(vlan)传输(带标签)

如果一个端口只是VLAN的成员，它就像任何其他交换机端口一样。在这种模式下，它可以很明显只能是一个网络/VLAN的成员。VLAN标签将从该端口流出的所有网络流量中剥离。

然而，一个端口被分配了“带标签”的VLAN流量，只是按原样转发流量，包括它们的VLAN标签。

这是我们用来通过单个端口/线将来自不同网络(vlan)的网络数据包发送到树莓派路由器的技巧。

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那么，让我们一起一步一步地解开这张图。

让我们想象一个来自Internet的(返回)包到达调制解调器并被发送到交换机端口1。

交换机知道该交换机端口上的任何流量都属于VLAN 10。由于此流量需要发送到Pi路由器，它将在数据包上添加标签并转发数据包，包括在交换机端口2上向Pi发送标签。

反过来，Pi被配置为与vlan一起工作，就像交换机一样。包装上的标签告诉Pi打开虚拟必须发送的接口。

一个netplan配置示例来说明这个设置:

网络：版本：2以太网：enp2s0f0：dhcp4：没有vlan：enp2s0f0．10：id：10链接：enp2s0f0地址：-68.69．70.71/24（假的互联网地址）gateway4：68.69．70.1（假的上游ISP路由器）enp2s0f0．20.：id：20.链接：enp2s0f0地址：-192.168．0．1/24（内部网络地址，代理作为网关）

正如您所看到的，作为带标签的数据包到达的VLAN数据包被发送(不带标签)到属于该特定网络的虚拟网络接口。这些虚拟网络接口都共享同一个物理接口(enp2s0f0)。虚拟网络接口只是物理接口的名称。(VLAN ID)”。

从这里开始，您可能会理解这是怎么回事:这两个虚拟网络接口基本上类似于带有两个物理网络接口的设置。所以所有需要发生的路由和NAT，都发生在这两个虚拟接口上。

如何使用vlan

要使用vlan，您需要一个管理支持vlan的交换机。托管交换机有一个管理界面，通常是基于web的管理界面。

在本例中，我以TP-LINK TL-SG105E交换机为例。通过web界面的“VLAN——> 802.1Q VLAN”进入该界面。

从这个表格中我们可以得出:

• 端口1是VLAN 10的untagged成员
• 端口2是VLAN 10和VLAN 20的tagged成员
• 端口3是VLAN 20的untagged成员

请注意，还建议从它们不使用的vlan中删除端口。所以我从默认VLAN 1中删除了端口1、2和3。

现在，如果您有更多的设备连接到这个交换机上的内部局域网，您需要将端口配置为VLAN 20的untagged成员。

警告

带宽的影响

显然，如果使用单个接口，则只能使用该接口的带宽。在大多数情况下，这不是一个问题，因为千兆以太网是全双工的:上行流量和下行流量都有物理专用布线。

因此，您可能会说全双工千兆以太网的原始吞吐量为2千兆/秒，尽管我们通常不会这样说。欧宝体育直播官网

因此，当您以200mbit /s的速度下载时，该流量将通过VLAN 10的传入流量路径摄入。然后通过VLAN 20发送到您的计算机。没有问题。

如果你还将树莓派用作备份服务器(附带一个外部硬盘驱动器)，备份流量和互联网流量都可以在同一个千兆链路上“争夺”带宽。ob体育下载

对千兆互联网的影响

你永远不会得到完整的千兆互联网网络速度，如果你建立这个设置。它可能最大达到~900兆。(我在这里假设你将使用x86硬件，因为Pi无论如何都无法处理这种流量防火墙。)

这是因为大多数流量是基于TCP连接的，当你下载时，流量是双向的!下载流量是流量的主要部分，但有大量稳定的返回数据包流向发送方确认已收到流量(如果没有，将触发重传)。

请记住，在这种单端口设置中，Pi使用相同的千兆端口通过VLAN 10将返回流量发送到互联网，并通过VLAN 20将下载数据发送到您的家用计算机。因此，上游流量的大小将限制您的最大下载性能。

树莓派4型号B作为路由器

最大的限制——对越来越多的人来说是一个问题——是性能。如果您在Linux上使用IPTABLES作为防火墙，根据我的经验，网络吞吐量下降到最大650 Mbit/s。

这只是一个问题(第一世界的问题)，如果你有千兆比特的互联网，或者网速超过了Pi的处理能力。

如果你的网速连这个都达不到，这根本不是问题。

也许树莓派400或计算模块在这方面表现更好，因为它们的cpu的频率更高。

关闭的话

实现这个设置是否有意义，只由您自己决定。我已经运行这种设置(使用x86服务器)10年了，因为我无法从我的调制解调器连接到路由器所在的房间。为了更详细地了解我的家庭网络设置，看这里．

请在下方留下任何问题。

关于这篇文章的黑客新闻讨论欧宝体育直播官网可以在这里找到．

Route-on-a-stick

我从黑客新闻讨论中了解到，只有一个网络接口的路由器被称为路由器棍子上的路由器．

我的家庭网络设置

我住在一套两层的公寓里，顶楼是我的储物柜和客厅。底层是一间卧室，里面有我所有的服务器和网络设备。

这是我的设置(点击查看更大的版本):

我喜欢自己开路由器，但我的公用事业关闭了，在安全和气候方面不是最安全的地方。

默认情况下，大多数使用家用路由器的人会使用带有两个网络接口的盒子，一个连接到(电缆)调制解调器，另一个连接到家庭网络。

我也可以做同样的事情，把一根电缆从调制解调器连接到路由器，再把另一根电缆连接到我的衣柜(和客厅)。

然而，我不想从我的公用设施到我楼下的卧室连接多条电缆，我认为没有必要这样做:因为我可以使用vlan。

封闭的8口小开关用一根(长)电缆连接到我楼下卧室里的24口开关。这个交换机连接到我的路由器和多台服务器。

我在这两个交换机之间建立了一个trunk，我的互联网流量通过“VLAN 100”，我的家庭网络使用“VLAN 200”。

路由器，一个惠普N40L，只有一个网络接口。我只是将两个vlan暴露为“tagged”，并让路由器在两个vlan之间路由流量。不需要第二个接口(许多家庭设置都需要)。

所以在我的设置中有两个主干，一个在两个开关之间，另一个在卧室开关和我的路由器之间。所有其他设备都连接到未标记的网口，在其相应的VLAN中。

壁橱里的小交换机负责把我的家庭网络连接到我客厅里的交换机。

树莓派连接到我的智能电表，收集我的电力和燃气使用信息。欧宝体育直播官网

简介

2017年夏天，惠普发布了Proliant Microserver Gen10．这台机器取代了旧的Gen8型号。

对于业余爱好者来说，Microserver一直是自定义家庭NAS构建或作为路由器的有趣设备。

让我们看看情况是否仍然如此。

价格

在荷兰，入门级车型的价格与Gen8类似:含税约220欧元。

CPU

新的AMD X3216处理器有更好的单线程性能相比之下Gen8中较老的G1610t。总的来说，这两种设备的CPU性能相似。

最大的区别是TDP:赛扬的35瓦vs AMD的15瓦。

内存

默认情况下，它有8gb的无缓冲ECC内存，比旧型号多了4gb。两个内存插槽中只有一个被占用，所以你可以通过添加另一个8gb的棒来增加一倍的数量。似乎32gb是最大的。

存储

这台机器保留了四个3.5英寸的驱动器插槽。没有驱动器括号了。在插入硬盘之前，您需要从机箱前面取下一ob体育下载堆螺钉，并在每个硬盘的安装孔中放入4个螺钉。然后这些螺丝引导驱动器通过凹槽进入驱动器槽。这种无球童的设计工作完美，驱动器是安装在它的位置坚如磐石。

要弹出驱动器，你必须按下相应的蓝色杠杆，该杠杆锁定在驱动器上的一个前螺钉上，并将其拉出插槽。

板载sata控制器2个。

00：11.0萨塔控制器：先进的微设备，公司．［AMD］FCH萨塔控制器［AHCI模式］（牧师49）01：00.0萨塔控制器：迈威尔公司技术集团有限公司．88SE9230作为PCIe萨塔6Gb/年代控制器（牧师11）

Marvell控制器连接到四个驱动器槽。AMD控制器可能连接到板载第5个SATA端口。

和Gen8一样，如果你想使用带有第五个板载SATA端口的SATA驱动器，你需要一根软式电源连接器到SATA电源连接器的电缆。

由于内部SATA标头或USB2.0标头，您可以决定在没有冗余的情况下运行操作系统，并使用所有四个驱动器槽进行存储。由于固态硬盘往往非常可靠，您可以使用一个小的SSD来降低成本和功耗，并仍然保持可靠性(尽管不是RAID1提供的可靠性级别)。

网络

和Gen8一样，Gen10也有两个千兆网卡。品牌和型号为:Broadcom Limited NetXtreme BCM5720

正如用iperf3我得到了1gbit的网络性能。这里没有问题(在CentOS 7上测试)。

作为PCIe插槽

该型号有两个半高PCIe插槽(4x和8x物理插槽中的1x和8x)，这是对Gen8中单个PCIe插槽的改进。

USB

USB配置类似于Gen8，有USB2和USB3端口，主板上有一个内部USB2头。

注:Gen8中发现的板载micro - SD卡槽为不出现在Gen10上。

图形

Gen10也内置了GPU，但我没有研究过，因为我用不上它。

与Gen8相比，Gen10的输出选项有所不同:它支持一个VGA和两个显示端口连接。这些显示接口连接器可以使Gen10成为一个有趣的DIY HTPC构建，但我还没有研究它。

国际劳工组织

Gen10拥有没有对劳工组织的支持。所以没有远程管理，除非您有一个外部KVM-over-IP解决方案。

这是一个缺点，但对于家庭用户来说，这可能不是什么大问题。我的旧微服务器N40L没有iLO，它从来没有困扰过我。

最重要的是:iLO是一个小型的机载微型计算机，增加空闲功耗。因此，缺乏国际劳工组织的支持应该意味着更好的闲置电力消耗。

引导

支持Legacy引导和UEFI引导。我还没有尝试过UEFI引导。

支持从第5个内部SATA头启动，工作正常(与Gen8相反)。

对于那些关心的人来说:与Gen8相比，引导速度要快得多，Gen8需要很长时间才能通过BIOS。

用电

我更新了这段，因为我在原文中使用了一些不正确的信息。

Gen10似乎很耗电闲置14瓦，启动到Centos 7没有任何磁盘驱动器连接(在引导后删除了所有驱动器)。这个14瓦的数字是由我的外部功率表报告的。

添加一个旧的7200 1tb驱动器可以使功耗高达21瓦(如预期的那样)。

根据外部功率计，四个老式的7200 RPM驱动器，整个系统使用约43瓦。欧宝体育直播官网

作为一个实验，我在前两个插槽中放置了两个旧的60 GB 2.5英寸笔记本电脑驱动器，配置为RAID1。然后我添加了两个1tb 7200 RPM驱动器来填充剩余的插槽。这导致功耗为32瓦。

尺寸和外观

和Gen8完全一样，它们堆叠得很完美。

Gen8有一个前门，通过两个铰链保护驱动器舱连接到底盘。HP在Gen10上已经很便宜了，所以当你打开门的时候，它基本上会掉下来，没有铰链。这不是一个大问题，Gen10的整体构建质量是优秀的。

我没有对噪音水平进行客观测量，但在我看来，这个设备几乎是无声的。

评价与结论

起初，我对缺少国际劳工组织感到有点失望，但结果是最好的。欧宝体育直播官网Gen10的有趣之处在于闲置功耗。缺乏国际劳工组织的支持可能有助于改善闲置电力消耗。

Gen8的空闲功耗在30到35瓦之间，因此Gen10的表现要好得多(约18瓦)。

防火墙/路由器

在这种功耗水平上，Gen10可能是一个强大的路由器/防火墙解决方案。唯一真正的缺点是与专用的防火墙/路由器相比，它的大小。两个网络接口可以提供足够的网络连接，但如果您需要更多端口，而使用vlan还不够，则很容易添加一些额外的端口。

如果一台老式的N40L和一个非常糟糕的Atom处理器可以处理500mbit的互联网连接，我认为这台设备不会有任何问题。一旦我将这个设备投入生产，作为现有路由器/防火墙的替代品，我将分享我的经验。

存储/ NAS

Gen8和Gen10都有四个SATA驱动器槽和第五个内部SATA头部。从这个角度来看，一切都没有改变。减少闲置功耗可以使Gen10成为DIY家庭种植NAS的更有吸引力的选择。

总的来说，我认为Gen10是一款很棒的设备，我还没有遇到任何缺点。如果你不介意自己动手做一个解决方案，Gen10是一个很好的NAS或路由器/防火墙平台，可以与大多数专用设备竞争。

随着我对这款设备的使用经验的增加，我可能会更新这篇文章。