单臂软路由实现（二）新版OpenWrt实现VLAN划分结合交换机进行拨号上网

　　若想使用只有一个网口的设备搭建软路由（如电脑），则可以通过划分虚拟局域网VLAN，将WAN、LAN的数据分别划分至不同的广播域。利用一根网线连接交换机与电脑，交换机和电脑对Tag标签进行解析，并将两个广播域的数据分开后即可进行处理。

　　OpenWrt内核5.4以前，在Web管理面板内有 “交换机” 的功能，可在此划分VLAN，实现单以太网口LAN、WAN的复用。内核5.4以后，采用DSA方式驱动，OpenWrt内不再有 “交换机” 功能，需采用其他方式划分VLAN。

一、交换机准备

1. 实验说明

2. 交换机配置

二、 OpenWrt进行VLAN划分

1. 方法一：仅需接收带VLAN ID的数据

2. 方法二：可收发带VLAN ID的数据

三、 OpenWrt接口WAN、LAN的配置

1. 配置WAN接口

2. 新增LAN接口

四、OpenWrt防火墙配置

五、物理机配置

1. 延伸：配置网卡接收指定VLAN ID数据

2. 设置实现不剥离VLAN信息的方法

一、交换机准备

1. 实验说明

实验设备：单网口电脑（已装有VMware并安装配置好OpenWrt）、二层管理型交换机（TL-SG2008D）

VMware内安装OpenWrthttps://blog.csdn.net/Cx2008Lxl/article/details/122988514

设备连接示意图：

　　【说明】广域网与交换机端口1在同一广播域、端口3-8处于局域网广播域。端口2将端口1、端口3-8的数据包打上对应的VLAN Tag后发送至电脑（软路由），并将电脑（软路由）发回的数据根据Tag转发至端口1（广域网）或端口3-8（局域网）。

2. 交换机配置

表1 交换机802.1Q VLAN配置
VLAN	VLAN描述	成员端口	Tagged端口	Untagged端口
1	Default
101	WAN	1-2	2	1
1000	LAN	2-8	2	3-8

表2 交换机PVID配置
端口	PVID
1	101
2	1
3-8	1000

二、 OpenWrt进行VLAN划分

　　在Web管理界面顶部，点击 “网络->接口”，进入 “接口” 配置页面。切换至“设备”选项卡，添加设备配置。

　　本实验在VMware内为OpenWrt分配了两张网络适配器，分别为：网络适配器、网络适配器 2。网络适配器对应OpenWrt系统内的eth0，网络适配器 2对应OpenWrt系统内的eth1。

　　eth0设备是与物理机有线以太网卡桥接的虚拟网络适配器设备，所有通过有线以太网卡传输的数据，都将会在eth0中收到。因此对eth0划分软件VLAN，可以解析不同VLAN的数据。eth1设备仅能与主机（物理机）通信，作为物理机管理虚拟机内的OpenWrt的管理通道。

1. 方法一：仅需接收带VLAN ID的数据

　　该方法通过添加OpenWrt的eth0软件VLAN设备来接收eth0适配器带有VLAN ID的数据，但无法发送正确的VLAN ID数据。该方法为不正确的配置方法，局限性强，不推荐使用。

　　1）在 “接口” 页面，切换至 “设备” 选项卡，点击“添加设备配置”按钮。

　　2）设备类型选择“VLAN(802.1q)”。基设备为“eth0”，VLAN ID为101。点击“保存”按钮。用于接收WAN数据。

　　3）按同样的方式，再次添加设备配置，VLAN ID为1000。

　　4）配置完毕后，点击“设备”选项卡下方的“保存并应用”按钮（图2）。

　　5）在 “接口” 页面中，添加具体的接口时，选择对应的软件VLAN设备即可。例如：创建PPPoE拨号接口时，选择的设备为：eth0.101设备。

2. 方法二：可收发带VLAN ID的数据

　　该方法可正确接收和发送带有VLAN ID标签的数据，本次实验将采用改方法实现。

　　1）在 “接口” 页面，切换至 “设备” 选项卡，点击左下角的 “添加设备配置”，添加一 “网桥设备”。如果是新安装的OpenWrt，也可直接编辑网桥设备 “br-lan”，在名为 “br-lan” 设备的右侧，点击 “配置” 按钮。

　　2）在“常规设备选项”中，将“网桥端口”更改为eth0，此时所有eth0端口的数据将经过该网桥。

　　3）切换至 “网桥VLAN过滤” 选项卡，启用VLAN过滤，并新增VLAN 101、1000。eth0作为他们俩已标记的出口。设置完毕后点击“保存”按钮。这样，网桥内VLAN ID为101、1000的数据，将会被打上VLAN Tag后，从eth0端口发送。

　　4）在“设备”界面，可见自动新增了两个软件VLAN设备。通过eth0进入网桥“br-lan”的数据，将根据VLAN ID标签，将其转发至虚拟的br-lan.1000和br-lan.101设备。同时，br-lan.1000和br-lan.101设备发送的数据，进入网桥br-lan后，将根据设定的VLAN过滤规则，决定是否加上VLAN Tag从对应的实际硬件设备进行转发。

三、 OpenWrt接口WAN、LAN的配置

　　在 “接口” 页面，切换至 “接口” 选项卡，对WAN接口进行配置，并添加LAN接口。

1. 配置WAN接口

　　1）在“WAN”右侧，点击“编辑”按钮。将“协议”切换为“PPPoE”协议，“设备”选择“br-lan.101”软件VLAN。输入拨号上网的用户名和密码。

　　2）切换至“高级设置”，在“重设MTU”处填写1492或小于1492的值，例如1480等。确保PPPoE工作正常。

　　3）切换至“防火墙设置”选项卡，划分至wan防火墙区域。点击“保存”按钮完成配置。

2. 新增LAN接口

　　1）在 “接口” 页面 “接口” 选项卡下方，点击 “添加新接口”，为其添加LAN口。名称输入“lan”，协议选择 “静态地址”，设备选择 “br-lan.1000” 软件VLAN。点击“创建接口”。在弹出来的新窗口中，输入路由器IPv4地址。地址网段需与局域网内已有设备不冲突。

　　2）选择“防火墙设置”选项卡，添加至lan防火墙。完成后，点击“保存”按钮。

　　3）所有接口配置完成后，点击右下角“保存并应用”按钮完成接口配置。

四、OpenWrt防火墙配置

　　在最上方菜单，选择“网络->防火墙”，进入防火墙配置页面。在最下方的“区域”中可见，WAN的流量是没有转发区域的，而LAN的流量默认已经可以转发至WAN区域。

　　配置WAN区域，使其流量能转发至LAN区域：

　　① 点击WAN区域右侧的“编辑”按钮。

　　② 在“常规设置”选项卡中，“Forward”处选择“accept”。在Allow forward to destination zones中，指定允许转发至lan区域。

　　③ 完成后点击“保存”按钮。然后点击“保存并应用按钮”。至此，OpenWrt的所有配置完毕。

五、物理机配置

　　回到 “网络->接口” 页面，可以看到：WAN接口状态信息中显示拨号失败。其中，发送数据包中数量不停在增长，而接收数据包一直为0。

　　此问题是由于OpenWrt安装在VMware虚拟机内，物理机为Windows系统所致。如果OpenWrt直接安装在物理机中，将不存在该问题。在Windows系统中，对于Realtek PCIe GbE Family Controller的网卡，在接收到数据包后，数据包结构中如果没有vlan部分，则直接接收。如果有vlan部分，会先检查VLAN ID是否与网卡设置的VLAN ID一致，不一致则丢弃，一致则去除vlan部分后接收。

　　网卡的默认VLAN为0，则接收任何VLAN的数据包。但接收时会去除数据包结构中VLAN部分的信息。因此OpenWrt在虚拟机内通过桥接获取物理网卡接收到的数据包是不含VLAN部分的，无法根据VLAN ID标签识别出数据包的类型。因此拨号失败，且接收到的数据一直为0。

　　下面，将给出该问题的解决方案。

1. 延伸：配置网卡接收指定VLAN ID数据

　　该部分为延伸内容，无需实际操作。

　　1）在 “桌面->网络图标处右键->属性->更改适配器设置” 或 “控制面板->网络和Internet->网络连接” 中，找到 “以太网” 图标。

　　２）在该图标处，单击 “右键->属性”，打开 “以太网属性” 窗口。点击 “配置” 按钮。

　　３）选择“高级”选项卡，在“属性”中找到“VLAN ID”项，右侧即可输入指定的VLAN ID。（该部分为延伸内容，不必实际设置）

2. 设置实现不剥离VLAN信息的方法

　　1）在图16中，切换至“详细信息”选项卡，属性中选择“匹配设备Id”，记录其值。

　　2）使用组合键“Win+R”，在运行对话框中，输入“regedit”，打开注册表编辑器。

　　3）找到 HKEY_LOCAL_MACHINE \ SYSTEM \ ControlSet001 \ Control \ Class \ {4d36e972-e325-11ce-bfc1-08002be10318} \

　　4）依次翻阅左侧的项，在右侧窗口找到MatchingDeviceId的数据部分与1）中记录的设备Id相符的位置。将其下方的MonitorModeEnabled值修改为1。

　　5）将该以太网网络适配器禁用后重新启用，或重启计算机即可。至此，对于含有VLAN信息的数据包，不论VLAN ID是否与网卡配置一致，都不会去掉数据包中的VLAN信息。

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