个人家庭影音系统2.0

bdwms

2023-06-19

杂

基于软路由打造的新一版家庭网络拓扑图

需求分析

接上文《个人家庭影音系统》，在测试运行一段时间后遇上一些问题：

wrt32x 路由器刷自编译的 openwrt 不够稳定，有时候需要重启路由器才能连接网络。
直接路由器裸接硬盘盒的管理方式稍显粗糙。
最重要的是路由器的天线给猫撞断了。

本来笔者考虑的是否买一个路由器重新刷 openwrt，例如红米 AX6000。但是考虑到后续家庭的网络拓展以及自己动手的乐趣，最终决定上手软路由，基于软路由来打造整个家庭的网络拓扑。

硬件准备

通过在恩山论坛，v2ex，知乎等平台研究了几天，大致理清了整个软路由硬件的体系。购买软路由最为主要的就是挑选 CPU 型号，其中 CPU 又分为 x86 和 arm 架构，x86 架构的软路由更加通用并且可拓展性可玩性更好，arm 架构的 CPU 会更便宜，笔者根据自身需求选择 x86 架构的 CPU。目前市面上主流的 x86 软路由 CPU 型号为 J4125，N5105，以及比较新的 N100 等。对于笔者，由于选择的电信宽带暂时还是 300M 的，并且也并不准备在软路由上运行 Windows 虚拟机等过于复杂的操作，所以选择了 J4125 作为入门软路由的第一站。

倍控这款 J4125 最主要的是有 4 个 2.5G 的网口，并配有 2 个 3.0 的 USB 口，这也是后面最为主要使用的。裸的 J4125 软路由需要自己搭配内存条以及固态硬盘，目前的内存和固态硬盘都十分便宜，这里在京东上选择了内存条为光威 3200 DDR4 8G * 2，其实这款最高内存频率只支持到 2666MHz，但是由于 J4125 比较吃内存颗粒，不是每个内存条都能点亮所以，最后 3200 点亮后不想再麻烦更换了。

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固态硬盘的话，这款支持 mSATA 和 2.5 寸的 SATA 固态同时安装，这里随便购买了金百达的 mSATA 240GB 固态作为软路由的系统盘，因为无论是目前临时使用硬盘盒还是之后添加 NAS，笔者都认为路由处理，数据存储等各种服务最好还是隔离，毕竟 ALL IN ONE 等于 ALL IN BOOM。

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拆机将内存和硬盘安装上，效果图大致如下：

然后软路由如果想要支持 WiFi 连接需要一个信号发射器，那么之前使用的路由器用来当作 AP 再好不过了，笔者使用的是经典的红米 AC2100。整体的大致物理网络连接图如下：

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软件安装

技术选型

对于软路由的有多种技术选型，例如简单的有直接物理机安装 OpenWrt，iKuai 等软路由操作系统、物理机安装 ikuai 虚拟机安装 OpenWrt、物理机安装虚拟机，虚拟机中运行操作系统等等部署方式。经过简单的调研这边考虑到可玩性、稳定性、可移植等因素，最终选择了虚拟机安装操作系统，其中常见的虚拟机 ESXi、PVE、unRaid：

ESXi：是VMWare vSphere Hypervisor套件之下重要组件。前身是ESX，依赖Linux源码，后来抛弃Linux源码做成了ESXi。整个产品商用气息浓重，界面清晰易用，但硬件兼容性较差（主要面向服务器），没什么扩展性（毕竟不是linux）。
PVE：全称Proxmox Virtual Environment，是基于Debian的Linux系统，虚拟机内核为KVM。硬件兼容性优秀。界面功能不强，很多操作要靠命令行，但扩展能力几乎是无限的。
unRaid：其实是个NAS系统，是基于Slackware的Linux系统，虚拟机内核也是KVM。磁盘阵列管理非常有特色，灵活性很高。同时还有很不错的插件、Docker和虚拟机支持。

具体的对比可参考这篇文章：ESXi、PVE、unRaid对比，笔者身为程序员肯定是选择可拓展性，可玩性更好的 PVE。

系统安装

之后就是 PVE 以及软路由系统的安装配置，具体参考这篇文章不再赘述：保姆级J4125下安装pve/爱快/op 或者教程视频参考：YouTube 视频

安装之后整个的网络配置，子网网段：192.168.31.xxx/256

PVE 虚拟机：192.168.31.2:8006
ikuai 主路由：192.168.31.3
OpenWrt 旁路由：192.168.31.5

其中 ikuai 通过 DHCP 自动从天翼网关获取 IP，这里其实也可以用宽带账号 + 密码 PPPoE 拨号上网，这里暂时不想折腾要密码。

安装好的 OpenWrt 设置 Lan 口，将网关指向 ikuai 主路由：

ikuai 主路由负责家庭的正常上网，OpenWrt 负责科学上网等各种特殊操作折腾而不会影响到主路由的正常使用，那么设备想要科学上网如何选择究竟走哪个网关，有一种解法是主路由和旁路由网关互指，就不需要改设置网关，但是这个操作很不优雅，并且旁路由问题可能会影响到主路由，这是不想要的。所以目前暂时还是通过设备手动指定网关，或者在 ikuai 的 DHCP 静态分配中指定网关。例如笔者的 Windows 系统是网线连接路由器，静态绑定 IP 后可以通过内网 WiFi 远程唤醒 WakeOnLan，这里就可以指定 Windows 网关到 OpenWrt 的地址 192.168.31.5。Windows 就会走 OpenWrt 的科学代理，再通过 ikuai 主路由连接到互联网了。

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至此整个家里的各种设备就应该可以正常联网了。

服务拓展

接下来就是各种服务例如 Jellyfin 应该如何运行呢，同样有各种技术选型，对于笔者来说各种服务肯定优先运行在 docker 中，那么问题就是 docker 在 PVE 中如何安装呢，通过搜索资料大致集中方式如下：

直接安装在 PVE 上
安装在 ikuai，OpenWrt 等路由系统的 Docker 中
安装在 lxc 上，模版选择 Ubuntu，Debian 等系统模版
安装在虚拟机上，用 Ubuntu，Debian 等系统镜像

每个方案来大致讲解下：

对于方案一，直接安装在 PVE 虚拟机底座系统上就污染基础环境，十分不推荐。
对于方案二，将服务安装在路由系统上十分不优雅，路由系统故障可能导致其他服务不可用，所以也会有单点故障的问题，不可选。
对于方案三，LXC 的大致原理是利用 namespace, cgroup 等技术，轻量级的虚拟化技术。
对于方案四，虚拟机中安装更加隔离，安全性更好，但是消耗的资源相对较多一些，同样复杂一些，这是 PVE 官方推荐安装 docker 的方式。

综合考虑方案三，四都是可以的，安全性和资源消耗都暂时不是考虑的重点，所以这里笔者选择了教程比较多的使用 LXC 安装 docker 并部署 Jellyfin 的方式，具体步骤参考这个视频：免费开源影音服务Jellyfin部署，PVE下LXC套娃安装Debian Docker，核显硬解转码以N5105为例低功耗intel CPU核显通用

Jellyfin 服务跑在 Ubuntu22 的 LXC 容器安装的 docker 中，使用 portainer 来管理 Docker 并安装 N 大的中国定制版 Jellyfin。但是在实际使用的时候，因为 J4125 与 N5105 不同，所以有些步骤弄了半天没有开启例如低电压模式，暂时放弃测试局域网硬解效果还可以就不再折腾，毕竟音视频驱动不是笔者擅长的。

这里可以简单看下硬解的作用，主要是为了客户端无法支持的编码，或者外网带宽不够需要调整清晰度在服务端解码，如果此时使用软解那么整个软路由的 CPU 就会 100% 被挤爆，路由等其他服务也会受到影响，这也是为什么需要将 J4125 的集成显卡 600 分配直通给 LXC 容器，并透传给 docker 容器中。