进阶教程之 OpenWrt 无线中继配置指南
无线网络传输距离是有限的,一个无线信号无法覆盖到较远的地方,或者远处的信号太弱,你希望能把信号增强并延伸过去。添加一台无线路由器,放在信号中间强度位置,通过无线信号连接上一个路由,那么这就称之为无线中继。
无线相关基础概念入门
无线路由器/无线网关
指的是能发射无线信号的路由器设备,且此设备属于“网关”身份,局域网内所有发往外部网络的数据都要经过此设备处理。
无线 AP
指的是能发射无线信号的网络接入点设备,此设备相当于一台能发射无线信号的“交换机”,它只负责将无线数据传输到网关(路由器)。
通常人们所说的无线 AP 设备,特指各品牌商定制的产品,一般无法单独使用,需要搭配指定的无线 AC 设备。
注意:普通无线路由器也可以通过修改设置后,当作无线 AP 使用。
无线 AC
指的是一种专门用于管控无线 AP 的网络设备,常见于各类企业级无线场景,因为企业环境下,往往会部署多个无线 AP,如果一个一个去配置会费时费力,所以各大品牌路由推出了配套的无线 AC 加 AP 产品,只需登录无线 AC 控制界面,即可管控所有的无线AP,以方便无线部署与管理。
严格来讲无线 AC 只是一种软件控制机制(专用于管控无线 AP),并不是网关路由器,但很少有厂商会将无线 AC 做成独立设备,实际上大多数厂商会把无线 AC 功能整合到路由器系统中,即常见的无线 AC 设备其实也是网关路由器。
注意:AC 加 AP 方案属于配套软件的专有效果,只能使用同品牌指定的 AC 加 AP 产品,不能与其他品牌或产品混用。
无线接入点
通常情况下指的是无线信号的名称,就是连无线网时看到的名称,专业术语称其为“无线接入点”。
无线速率
指的是无线客户端连接到无线接入点时的最大网络速率,此速率不等于实际最大网速,受无线信号干扰、软件问题、网络限速等多种因素影响,最理想的实际无线网速大约为显示的无线速率的一半左右。
信号强度
无线上网依靠双方设备互相发送信号来完成通信,实际信号强度取决于双方设备中最弱的一个,例如:无线路由器发射信号到手机(信号强度降为60%),同时手机也会发射信号到路由器(信号强度降为30%),那么最终这条通信链路的信号强度为30%,信号强度越高,则无线速率越高且网络延迟越低。
同样的房间,有的手机可以正常上网,有的手机则几乎无法连接,这是因为不同手机发射的无线信号强度不同,这种情况下,仅更换原有的无线路由器并不能解决问题,最佳解决方案是在附近增加无线路由器。
常识科普:手机显示的无线信号强度指的是收到的信号强度,不代表手机发出的信号强度。
OpenWrt 万能无线中继
OpenWrt 可以实现一种称之为“万能无线中继”的功能,其实是把路由器其中一个无线网卡当作上网客户端,连接上游无线网络,然后用另一个无线网卡作为无线接入点,因此不限制上游路由器的品牌或型号,具备最大程度的兼容性。
打开“网络”-“无线”按需配置即可,示例操作以连接上游 2.4G 无线网络 “WIFI_2” 为例。
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这种无线中继方式能非常方便的拓展无线上网覆盖范围,缺点就是无法形成一个统一的局域网。
注意:此模式下,路由器 LAN 口地址不可与上级网络使用相同的网段,否则将导致无法上网。
OpenWrt 万能无线中继-网络拓扑示意图
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单网卡双模式无线中继
上面介绍的方式是一张网卡当作无线客户端,另一张网卡当作无线接入点,此方式的特点是互不干扰,稳定性强。
根据需要也可启用单网卡双模式,即同一张网卡既当客户端又当接入点,此方式下可充分利用无线带宽。
注意:单网卡双模式下完全依赖于上游路由器的信号,一旦无法连接上游无线信号,则路由器将不会发射接入点信号。
无线桥接模式
即手动配置“接口”参数,将连接上游无线网络的接口加入到 “lan” 接口中,并关闭本机的 DHCP 服务,以实现和上游网络同网段的效果,适用于高级用户。
无线中继 OpenWrt WDS
与万能中继不同之处在于,需要上下游路由器都具备 WDS 功能才能使用,WDS 无线中继最大的特点是,上下游路由器都在同一个局域网中,非常方便日常使用。
WDS 中继环境,通过 WAN 口网线上网的路由器我们称其为“主路由”,其它通过无线信号进行中继的路由器,我们称其为“从路由”。
第一步
首先配置“主路由”,按需修改无线接入点的配置参数。
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第二步
然后开始配置“从路由”,修改“从路由”的 LAN 口地址,为其固定一个同网段的局域网 IP,不可与局域网内其它设备冲突。
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第三步
关闭从路由的 DHCP 服务器,以免造成 DHCP 冲突。
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第四步
禁用 LAN 接口的 IPv6 服务,以避免局域网设备获得多个临时 IPv6 地址,详情参见 okaa.io/index.php/2023/11/04/进阶教程之-openwrt-常用网络配置指南/
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第五步
加入上游路由器的 WDS 无线网络。
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至此,从路由的 WDS 相关配置已完毕,只要处于上游无线信号范围内,从路由就能连接到上游路由。
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一点收尾工作,删除界面创建的无效接口。这是因为使用了无线扫描功能来添加WDS客户端参数导致的,直接把无线接入点改为WDS 客户端就不会有这个问题了。
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OpenWrt 无线中继 WDS-网络拓扑示意图
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单网卡双模式无线中继
上面介绍的方式是一张网卡当作无线客户端,另一张网卡当作无线接入点,此方式的特点是互不干扰,稳定性强。
根据需要也可启用单网卡双模式,即同一张网卡既当客户端又当接入点,此方式下可充分利用无线带宽。
注意:单网卡双模式下完全依赖于上游路由器的信号,一旦无法连接上游无线信号,则路由器将不会发射接入点信号。
无线中继 OpenWrt Mesh 组网
与 WDS 无线中继相似,所有设备均处于同一个局域网,但不同之处在于 Mesh 网络属于网状网络,多跳互联,即并不固定连接某个上游设备,而是可以多个设备互相连接,这种特性使得无线拓展和维护更方便。
因 Mesh 网络的组网特性,不区分主从路由,所有参与组网的设备称其为 “Mesh 节点”,只需在相关无线网卡添加对应的 Mesh 网络参数,任意一个 Mesh 节点能联网即可。
提示:Mesh 网络参数与无线网卡的接入点参数不存在依赖关系,即同一张无线网卡可以同时使用接入点和 Mesh 网络,即使 Mesh 网络信号丢失,也不会影响无线网卡的接入点信号。
按需在无线网卡添加 Mesh 网络参数,网卡的接入点则可以全部设为同名称同密码,以方便无线漫游,或者也可以单独设置。
注意:Mesh 网络的加密方式只有两个选择,无加密或者 WPA3-SAE
第一步:为路由器 LAN 口配置一个 同网段的 IP 地址,不可与局域网其它设备冲突。
第二步:关闭 DHCP 服务器。(局域网内只能保留一个 DHCP 服务器。)
第三步:禁用 LAN 接口的 IPv6 服务,以避免局域网设备获得多个临时 IPv6 地址,详情参见 okaa.io/index.php/2023/11/04/进阶教程之-openwrt-常用网络配置指南/
第四步:添加 Mesh 节点无线参数,按需修改无线接入点参数,然后就可以使用了。
把配置完毕的 Mesh 路由器,放置于其它配套的 Mesh 路由器信号范围内即可自动连接上。
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注意:Mesh 网络本质上属于 802.11s 协议,一般只有路由器系统才支持,手机、电脑等是不支持该协议的,即手机、电脑等并不能直接连接到 Mesh 网络,想使用 Mesh 网络来进行无线漫游是极其错误的认知,Mesh 和无线漫游完全是两种不同的东西。
Mesh 协议本质上是为了实现免布线组网,在无法安装网线的情况下,才应启用 Mesh 网络。
无线漫游需要的是上网客户端支持 802.11k、802.11v、802.11r 这些协议,然后各个无线AP 也支持启用这些协议才能实现无线漫游。
OpenWrt 无线中继 Mesh 组网-网络拓扑示意图
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封锁 Mesh 节点
有时出于安全或调试原因,可能会需要封锁个别 Mesh 节点接入网络,可以使用 iw 命令实现封锁指定的 Mesh 节点。
封锁:
iw dev $MESH_Name station set $MESH_MAC plink_action block
解锁:
iw dev $MESH_Name station set $MESH_MAC plink_action open
验证以上是否生效:
iw dev $MESH_Name station dump
关于 Mesh 无线漫游路由器
通过上面的说明已经很清楚的表明,Mesh 功能和无线漫游是没有任何关系的,但为什么生活中看到的各种商品介绍都是说的“Mesh 无线漫游路由器”呢?这种说法从技术层面来讲当然是错误的、不严谨的,但是商品路由器面对的是广大普通用户,绝大多数普通用户并不具备相关的专业技术知识,所以最恰当的做法当然是把复杂的概念简单化,使用简单的广告营销词语,促进用户的消费意向即可。
这种宣传的 Mesh 无线漫游路由器的技术原理,其实是使用了定制的软件机制,让路由器能自动启用 Mesh 功能组网、自动启用 802.11kvr 协议、自动同步无线名称和密码等,最终实现傻瓜式的开箱即用,这样普通用户只需要记住“Mesh 路由器可以无线漫游”就够了,至于背后的具体实现原理普通用户无需了解。
各技术人员无需纠结这些宣传用语,因为面向普通用户的商品,本质上都是为了把复杂的技术成果,交给不懂技术的外行去使用。所以需要尽量简化操作步骤(即提前预设好,不让用户修改),不给用户太多的操作空间,一方面是为了减少用户误操作导致的故障,一方面是为了降低上手难度,以便尽可能的卖给更多的人。
做过系统运维的技术人员应该最了解,往往给懂技术的人分配的是 Administrator 账户,给普通用户分配的却是 user 账户,也是同样的道理。
普通用户需求的终极产品,实际上就是“零操作”产品,说得更通俗一点,就是“只需动动嘴就行”,对于技术类产品来说,要想实现真正的“零操作”,实际上就是要开发一款“真人工智能”,然后让人工智能接管一切,但凡事都有两面性,那么这种终极产物究竟是好是坏,只能留待历史去记录。
总结
无线中继的意义本质上是为了在无法布置网线的情况下,实现扩展无线覆盖范围的需求,但受限于其物理属性,不管使用何种无线中继方式,都有一个共同的缺点:无线带宽不可避免的减少,因为无线网卡要同时与上游路由和上网设备通信,就像一根水管被一分为二使用,所以无线带宽至少会减半。
少数高端品牌专门定制了无线组网专用版路由,无线中继带宽不会减少,本质上是因为其配备了两个5G无线网卡,被设置为其中一个5G网卡专门连接上游路由,另一个5G网卡作为无线接入点连接上网设备,所以能做到不减无线带宽。
网线方式组建无线局域网
在非常注重无线速度和网络稳定性的场景,那么最佳的无线组网方式仍然是传统的网线连接,例如企业办公环境等。
为无线路由配置一个 LAN 口 IP,关掉无线路由的 DHCP 服务器,再用网线连接 LAN 口到上级路由的 LAN 口即可,如此进行不断串联,即可扩展无线覆盖范围,无线接入点的网络名称和密码可以全部设为相同,以便进行无线漫游,无线信道则可以互相错开,以减少无线干扰。
第一步
先为作为 AP 的路由器配置一个同网段局域网 IP ,不可与其它设备冲突。
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第二步
关闭作为 AP 使用的路由器的 DHCP 服务器。
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第三步
禁用 LAN 接口的 IPv6 服务,以避免局域网设备获得多个临时 IPv6 地址,详情参见 https://iyzm.net/openwrt/478.html
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第四步
用网线连接 AP 路由器的 LAN 口到上级路由器的 LAN 口,然后就可以开始使用了。
OpenWrt 网线方式无线组网-网络拓扑示意图
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企业级组网方案
如果有较高的局域网传输需求,请使用企业级组网方案,通常是在路由器后面增加一台高性能交换机,然后将每个 AP 用网线单独连接至交换机上,以此获得更高的局域网性能。
企业级无线组网-网络拓扑示意图
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超远距离无线组网
有时在一些特殊地理环境,可能无法部署网线,但两边的距离又太远,普通无线中继方案无法适用,这时就需要使用专门的室外天线来完成组网,这些室外天线一般称为“无线网桥”,通常长方体的“无线网桥”通信距离较短(5公里内),而碟形的“无线网桥”通信距离则能达到10公里以上,且效果更好。
这种无线组网天线称为 PtP 天线,即点对点天线,安装时需要互相对准,且中间不得有遮挡物。
其原理是使用大功率输出无线电信号,再通过特制天线进行定向发射,所以能做到超远距离传输。
注意:不要试图把普通无线路由器连接到这些室外天线,普通路由器的功率太低,无法正常驱动,碟形室外天线还必须搭配指定的“天线接收机”才能正常工作。(长方体的无线网桥通常内置了天线接收机,就不用单独安装了。)
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OpenWrt 无线漫游设置(无缝漫游)
OpenWrt 可以按需启用一些无线漫游的特性,以提升无线网络使用体验,在“无线漫游”选项卡,根据需要可启用“802.11k”、“802.11v”、“802.11r”等无线特性,使用得当的情况下,客户端可以进行无缝漫游,即漫游时网络连接不会被中断。
注意:这些特性同时需要上网客户端支持才能生效,用于实现无线漫游的 AP 需要设置为相同的无线名称和密码。
启用 802.11v
此选项在 “接口配置”-“无线漫游”选项卡。
802.11v 协议允许终端设备交换网络拓扑的信息,包括射频环境,接入点的负载信息,通知客户端切换至更合适的 AP,使得网络负载均衡变得更有效。
注意:部分无线网卡不支持 802.11v,并非设置未生效,而是无线驱动不支持。

启用 802.11k
此选项在 “接口配置”-“无线漫游”选项卡。
无线设备默认情况下总是倾向于连接信号最好的那个AP,而在实际应用中,这种逻辑可能会造成某个AP被过度使用,而信号稍弱的AP则没有什么设备连接,从而导致网络的整体利用效率下降。启用了 802.11k 协议后,如果信号最好的AP负载过高,则无线设备会连接到信号稍弱的那个AP。
注意:部分无线网卡不支持 802.11k,并非设置未生效,而是无线驱动不支持。
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启用 802.11r
此选项在 “接口配置”-“无线漫游”选项卡。
802.11r 协议着重于减少漫游时无线认证所需的时间,改善了客户端设备在接入点之间运动时的切换过程,协议允许一个无线客户端在实现切换之前,就建立起与新接入点之间安全且具备 QoS 的状态,这会将连接损失和网络中断减到最小,从而实现无感漫游,以使网络连接不会出现中断现象。
注意:“移动域标识符”用于将多个 AP 进行分组,同一组的 AP 应使用相同的“移动域标识符”。
提示:其它参数一般与 RADIUS 认证有关,常用于企业环境。
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获取 4 位数的十六进制数值可使用 Hex(16进制)随机生成计算器:https://www.jisuan.mobi/p1H31N31z611NyWX.html
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注意:为确保良好的无线漫游效果,还应当使用相同型号的无线路由器作为 AP 。
无线 AP 自身上网
当无线路由器关闭 DHCP 被作为 AP 接入局域网后,默认情况下 AP 自身是无法上网的,但有时想让 AP 自身上网,以实现某些网络功能,比如想让 AP 联网同步系统时间。
只需修改 LAN 口参数,补齐网关地址和 DNS 地址即可,有时可能需要重启一次系统,然后这个 AP 自身就可以正常上网了。
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