在近期折腾科学上网网关的过程中,顺便研究了一下 VLAN。通过适当地配置,一台只具备单物理网口的 NanoPi NEO2,同样可以变身「单臂」路由器。

准备工作

  • NanoPi NEO2
  • 支持 802.1Q VLAN 的交换机(例如我正在使用的 Netgear GS108Ev3)

配置交换机

配置交换机无非就是划分 VLAN 的过程。我将交换机的 8 个端口划分为两个 VLAN,ID 分别为 1 和 2。

如上图所示,其中:

  • VLAN 1 作为 WAN,对应 1、2、3、4 口。
  • VLAN 2 作为 LAN,对应 4、5、6、7、8 口。

可以看出,第 4 个接口横跨两个 VLAN,随后我们将会把 NanoPi 连接到该接口上。

同时,我将第 4 个接口配置为 Tagged VLAN,其余接口均配置为 Untagged:

这样,NanoPi 便能通过 VLAN Tag 获知数据包的来源是 WAN(VLAN 1)还是 LAN(VLAN 2);同时,也可以标记发出数据包应当传输到哪个 VLAN。

提示:关于 VLAN Tag 的知识请自行搜索;另外,交换机私有的、基于端口的 VLAN 不支持 Tag 功能,务必注意。

最后,配置接口默认的 PVID:

注意第 4 个接口,我将它的 PVID 设置为 2,也就是对应 VLAN 2;即收到由该接口发来的不带 VLAN Tag 的数据包,则默认认为属于 VLAN 2。

配置 NanoPi

首先连接到 NanoPi,创建对应 VLAN 的虚拟接口:

nmcli conn add type vlan ifname WAN dev eth0 id 1 # VLAN 1
nmcli conn add type vlan ifname LAN dev eth0 id 2 # VLAN 2

由于 NanoPi 在 LAN 内承担路由的工作,因此需要配置为静态 IP:

nmcli conn mod vlan-LAN \
ipv4.method manual \
ipv4.addresses 192.168.88.1/24 \
ipv4.gateway 192.168.88.1 \
ipv4.dns 192.168.88.1

其中 192.168.88.1 是 LAN 的网关 IP(也就是 NanoPi 自身的 IP 啦),/24 为 LAN 的子网 CIDR 前缀。

接下来,停止 Systemd 提供的本地 DNS 缓存服务 systemd-resolved,使用 DNSMASQ 代替:

systemctl stop systemd-resolved
systemctl disable systemd-resolved
apt install dnsmasq

并修改 /etc/dnsmasq.conf,配置 DHCP 服务和 DNS 服务:

# 仅对 LAN 提供服务
interface=LAN

# 不读取 /etc/resolv.conf 作为上游 DNS 服务器
no-resolv
# 配置上游 DNS 服务器为 114.114.114.114
server=114.114.114.114
# DNS 记录缓存数量为 10000
cache-size=10000

# DHCP IP 范围,由 192.168.88.50 到 192.168.88.150
# 子网掩码为 255.255.255.0,DHCP 租约有效期为 1 小时
dhcp-range=192.168.88.50,192.168.88.150,255.255.255.0,1h
# DHCP 选项,下发给客户端的 DNS 服务器为 192.168.88.1
dhcp-option=option:dns-server,192.168.88.1

另外,还需要配置 iptables,实现路由器最重要的功能 —— NAT:

# 增加规则
iptables -t nat -A POSTROUTING -o WAN -j MASQUERADE
# 持久化规则
apt install iptables-persistent netfilter-persistent
netfilter-persistent save

最后,开启内核 IPv4 数据包转发即可:

sed -i -E 's/#?\s*(net.ipv4.ip_forward)(.*)$/\1 = 1/' /etc/sysctl.conf
sysctl -p /etc/sysctl.conf

参考资料