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OpenWrt 路由器如何实现单线复用？

发表于 更新于
作者 小王爷
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OpenWrt 路由器如何实现单线复用？

因为装修时，从弱电箱到客厅只预留了一根网线，此前电信师傅的方案是把网线的 8 芯分成两份，每 4 芯做成一个水晶头，一个接机顶盒，一个接路由器，这样就实现了一根网线既能上网，也能使用 IPTV。但由于 4 芯网线最多只能跑满 100M 的宽带，而现在大部分家庭宽带都是 300M 到 1000M，所以为了充分利用带宽，就需要使用单线复用技术。

单线复用是一种网络技术，旨在通过一根物理网线同时传输多种网络业务。通过这种技术，可以在不增加布线的情况下，实现普通上网数据和 IPTV 信号的传输，避免重新布线的麻烦。实现单线复用通常依赖 VLAN（虚拟局域网）技术，通过在网络设备上对数据流量进行标记和分离，达到不同网络业务共用一根网线的目的。

下面我就来介绍如何使用 OpenWrt 路由器，通过合理规划 LAN 口（普通上网区和 IPTV 专用区）并配置 VLAN 技术，实现单线复用，让一根网线同时满足千兆宽带上网和 IPTV 使用需求。

一、路由器端口规划

flowchart TB
    subgraph Router[路由器 OpenWrt]
        direction TB
        B[WAN 口]
        subgraph Home_Network[普通上网网络]
            direction TB
            LAN1[LAN1]
            LAN2[LAN2]
            LAN3[LAN3]
            LAN4[LAN4]
        end
        subgraph IPTV_Network[IPTV 专用网络]
            direction TB
            LAN5[LAN5]
        end
    end

    A[光猫] -->|单根网线| B
    B -->|普通流量| Home_Network
    Home_Network -->|网线 / WiFi| H[电脑 / 手机 / 其它]
    B -->|IPTV 流量| IPTV_Network
    IPTV_Network -->|网线| STB[IPTV 机顶盒]

    %% 配色方案
    style A stroke:#555,stroke-width:1px
    style B stroke:#555,stroke-width:1px
    style Home_Network stroke:#555,stroke-width:2px,stroke-dasharray: 5 5
    style IPTV_Network stroke:#555,stroke-width:2px,stroke-dasharray: 5 5
    style H stroke:#555,stroke-width:1px
    style STB stroke:#555,stroke-width:1px
    style LAN1 stroke:#555,stroke-width:1px
    style LAN2 stroke:#555,stroke-width:1px
    style LAN3 stroke:#555,stroke-width:1px
    style LAN4 stroke:#555,stroke-width:1px
    style LAN5 fill:#cfc,stroke:#555,stroke-width:1px

如上图所示，将路由器的 LAN 口分为两个功能区：

  • 普通上网区域（LAN1-LAN4）：用于连接电脑、手机等常规上网设备
  • IPTV 专用区域（LAN5）：专门用于连接 IPTV 机顶盒，确保 IPTV 信号的稳定传输

通过这样的规划，可以避免 IPTV 流量与普通网络流量的相互干扰。

二、网络架构设计

flowchart LR
    %% VLAN 和设备层
    subgraph Device_Layer[设备层（VLAN 配置）]
        direction RL
        eth1[物理设备: eth1]
        eth1_45[VLAN 设备: eth1.45<br>VLAN ID: 45]
        eth1 -->|VLAN 分离| eth1_45
    end

    %% 接口层
    subgraph Interface_Layer[接口层]
        wan_iface[WAN 接口<br>绑定设备: eth1<br>协议: DHCP / PPPoE]
        iptv_iface[IPTV 接口<br>绑定设备: eth1.45<br>协议: 不配置协议]
        eth1 --> wan_iface
        eth1_45 --> iptv_iface
    end

    %% 桥接层
    subgraph Bridge_Layer[桥接层]
        br_lan[br-lan<br>网桥端口: LAN1-LAN4]
        br_iptv[br-iptv<br>网桥端口: eth1.45 + LAN5]
        wan_iface -->|普通流量| br_lan
        iptv_iface -->|IPTV 流量| br_iptv
    end
    
    %% 配色方案
    style br_iptv fill:#cfc,stroke:#555,stroke-width:2px,stroke-dasharray: 5 5
    style iptv_iface fill:#cfc,stroke:#555,stroke-width:2px,stroke-dasharray: 5 5
    style eth1_45 fill:#cfc,stroke:#555,stroke-width:2px,stroke-dasharray: 5 5

图中绿色标注的部分表示 IPTV 相关的配置项。

这张网络分层架构图展示了 OpenWrt 路由器中单线复用的实现原理，分为三层：

  1. 设备层：
    • 基于物理设备 eth1（WAN 口）
    • 通过 VLAN 技术创建虚拟设备 eth1.45，用于分离 IPTV 流量
  2. 接口层：
    • WAN 接口：连接物理设备 eth1，配置 DHCP 或 PPPoE 协议实现上网
    • IPTV 接口：连接 VLAN 设备 eth1.45，无需配置协议，仅作为数据通道
  3. 桥接层：
    • br-lan：桥接 LAN1-LAN4 端口，用于普通上网数据传输
    • br-iptv：桥接 eth1.45 和 LAN5 端口，专门处理 IPTV 流量

通过这种分层设计，可以在同一物理链路上实现普通上网信号和 IPTV 信号的逻辑分离。

三、配置步骤

基于上述网络分层架构，需要在 OpenWrt 系统中完成以下配置，将逻辑架构转化为实际可用的网络环境：

  1. 设备层配置：创建 VLAN 设备（eth1.45），用于区分和承载 IPTV 流量
  2. 桥接层配置：创建专用网桥（br-iptv），将 VLAN 设备与物理 LAN5 口连接
  3. 接口层配置：设置 IPTV 接口并绑定到网桥，同时调整原有 br-lan 接口

通过这些配置步骤，就实现了 IPTV 流量与普通网络流量的物理分离。具体操作步骤如下：

步骤1：创建 VLAN 设备

在路由器上创建一个 VLAN 设备，用于承载 IPTV 流量，如下：

  • 设备类型：选择 VLAN(802.1q)
  • 基础设备：选择 eth1
  • VLAN ID：输入 45

在实际配置时，请根据您的具体网络环境（如 VLAN ID）调整相关参数。

设备名将自动设置为 eth1.45，如下图所示：

OpenWrt VLAN 设备配置界面

步骤2：创建网桥设备

在路由器上创建一个网桥设备，用于桥接 VLAN 设备和 LAN5 口，如下：

  • 设备类型：选择 网桥设备
  • 设备名称：输入 br-iptv
  • 网桥端口：勾选 eth1.45 和 lan5

如下图所示：

OpenWrt 网桥设备配置界面

步骤3：创建 IPTV 接口

在路由器上创建一个 br-iptv 接口，如下：

  • 协议：选择 不配置协议，表示纯二层透传给机顶盒，不经过路由器的三层处理。
  • 设备：选择 br-iptv

配置如下图所示：

OpenWrt IPTV 接口配置界面

步骤4：配置 br-lan 网桥设备

编辑 br-lan 网桥设备，取消勾选 LAN5，避免多余桥接，减少不必要的广播流量，如下图所示：

OpenWrt 网桥设备配置界面

步骤5：重启路由器

重启路由器，就可以通过一根网线实现上网和 IPTV 了。

四、总结

本文介绍了如何在 OpenWrt 路由器上实现单线复用，主要包含以下几个关键点：

  1. 网络规划
    • 将路由器 LAN 口分为普通上网区（LAN1-4）和 IPTV 专用区（LAN5）
    • 通过 VLAN 技术在单根网线上实现多种信号传输
  2. 实现原理
    • 设备层：使用 VLAN 技术分离不同类型的网络流量
    • 接口层：分别配置上网和 IPTV 数据传输通道
    • 桥接层：通过网桥实现物理端口的逻辑分组
  3. 配置要点
    • 创建 VLAN 设备（eth1.45）用于传输 IPTV 数据
    • 设置专用网桥连接（br-iptv），连接 IPTV 机顶盒
    • 合理规划接口配置，确保信号互不干扰

通过以上配置，可以在不增加布线的情况下，实现普通上网流量和 IPTV 流量的分离。这种方案不仅节省了布线成本，也提供了更灵活的网络管理方式。

五、常见问题

1. 为什么需要重启路由器？

因为 OpenWrt 的配置需要重启路由器才能生效，所以需要重启路由器。

2. 在光猫路由模式下，路由器刷了 OpenWrt 系统后，为什么能直接上网？

在 OpenWrt 中，WAN 口（eth1）的流量是通过路由（三层）转发到 br-lan，而不是通过网桥（二层）转发。这就是为什么默认情况下 eth1 不需要加入任何网桥也能正常上网。

3. 光猫如何改桥接模式？

当前电信光猫已经不需要手动修改了，默认就包含了桥接模式（2_INTERNET_B_VID_）和路由模式（5_INTERNET_R_VID_）的连接。只需要将路由器 WAN 接口修改为 PPPoE 协议，输入宽带上网账号和密码即可。

  • 2_INTERNET_B_VID_：桥接模式的连接，这里的 B 表示 Bridge。
  • 5_INTERNET_R_VID_：路由模式的连接，这里的 R 表示 Route。

4. 如何解决改桥接后路由器无法访问光猫？

  • 方法1：光猫开启 DHCP 服务，路由器创建一个 modem 接口，协议选择 DHCP 客户端，设备选择 eth1，即可通过光猫管理地址（比如：192.168.1.1）访问。
  • 方法2：路由器 LAN 口再连一根网线到光猫，一般客厅到路由器就一根网线，连连接 IPTV 机顶盒的网线都没有，该方法不太适用。
  • 方法3：临时使用一根网线，一头连接光猫 LAN 口，一头连接电脑，即可通过电脑访问光猫。
操作系统, OpenWrt
OpenWrt 单线复用 VLAN
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