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家庭实验室网络设置

使用此技能设计一个可以持续扩展而无需全面重建的家庭或小型实验室网络。

何时使用

  • 规划新的家庭网络,或重新设计仅使用 ISP 路由器的网络架构。
  • 选择网关、交换机和接入点的角色。
  • 设计 IP 范围、DHCP 作用域、静态预留和 DNS。
  • 为未来的 VLAN、Pi-hole、NAS、实验室服务器或 VPN 访问做准备。
  • 排查新网络中的双重 NAT、不稳定的 Wi-Fi 或服务器地址变化问题。

工作原理

首先区分设备角色:

Internet
  |
Modem or ONT
  |
Gateway or router      NAT, firewall, DHCP, DNS, inter-VLAN routing
  |
Managed switch         wired clients, AP uplinks, optional VLAN trunks
  |
Access points          Wi-Fi only; ideally wired backhaul
Servers and NAS        stable addresses, DNS names, monitoring
Clients and IoT        DHCP pools, isolated later if VLANs are available

选择与使用者匹配的网关,而不只是对照功能清单:

选项 最适合的场景 备注
ISP 路由器 仅需基础互联网接入 控制能力有限,VLAN 支持通常较差
UniFi 网关 受管理的家庭网络 界面良好,但存在生态绑定
OPNsense 或 pfSense 灵活的家庭实验室 强大的 VLAN、防火墙、VPN 和 DNS 控制能力
MikroTik 高级网络用户 功能强大,但容易配置错误
Linux 路由器 热衷折腾的用户 在用作主网关之前,先记录好回滚方案

IP 规划

如果你打算使用 VPN,请避免最常见的默认网段 192.168.1.0/24。它经常与酒店、办公室和 ISP 路由器的网段冲突。

Example small homelab plan:

192.168.10.0/24  trusted clients
192.168.20.0/24  IoT and media devices
192.168.30.0/24  servers and NAS
192.168.40.0/24  guest Wi-Fi
192.168.99.0/24  network management

Gateway convention: .1
Infrastructure reservations: .2 through .49
Dynamic DHCP pool: .50 through .240
Spare room: .241 through .254

使用 home.arpa 作为本地域名。该域名专为家庭网络保留,可以避免像 home.lan 这类临时域名带来的泄漏/冲突问题。

nas.home.arpa
pihole.home.arpa
gateway.home.arpa
switch-01.home.arpa

DHCP 与 DNS

  • 对任何你会 SSH、添加书签、监控或作为服务暴露的设备使用 DHCP 预留。
  • 在有意部署本地解析器之前,将网关作为 DNS 下发给客户端。
  • 如果使用 Pi-hole 或其他 DNS 过滤器,请先为其设置预留地址,然后将 DHCP 的 DNS 选项指向该地址。
  • 在每个子网中保留一小段静态/预留范围,以免替换设备时与动态租约冲突。

布线与 Wi-Fi

  • 在可以布线以太网的情况下,优先使用有线 AP 回程而非 Mesh。
  • 如果预算允许,请为 AP 和摄像头使用 PoE 交换机。
  • 在每根线缆的两端做好标签,并维护一张简单的端口映射图。
  • 如果停电频繁,请为网关、交换机、DNS 服务器和 NAS 配备 UPS 电源。

示例

初学者升级

目标:保留 ISP 路由器,同时让小型实验室网络稳定运行。

  1. 为 NAS、Pi 以及任何 SSH 主机设置 DHCP 预留。
  2. 将本地域名迁移到 home.arpa。
  3. 禁用辅助路由器或 AP 上重复的 DHCP 服务器。
  4. 为主 AP 接上有线回程,而不是依赖无线回程。

面向 VLAN 的预备方案

目标:为未来的网络分段做准备,但暂时不立即启用。

  1. 为可信设备、IoT、服务器、访客和管理网络选择互不重叠的 /24 网段。
  2. 在每个子网上将 .1 预留为网关,.2-.49 预留为基础设施。
  3. 购买支持 VLAN 和 VLAN 间防火墙规则的网关与交换机。
  4. 记录哪些 SSID 和交换机端口最终将映射到各个网络。

反模式

  • 没有理由或没有文档的双重 NAT。
  • 在计划使用 VPN 时仍使用 192.168.1.0/24。
  • 让 NAS、Pi-hole、Home Assistant 或其他服务主机使用动态地址。
  • 将消费级路由器改作 AP 使用,却仍然启用其 DHCP 服务器。
  • 扁平网络中,摄像头、智能插座、笔记本电脑和服务器共享同一个信任边界。

参见

  • 技能:network-interface-health
  • 技能:network-config-validation

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