Conectando muitos pequenos dispositivos Wi-Fi em uma casa sem sufocar o roteador

Question

Eu gostaria de experimentar alguns domóticos usando Arduinos, framboesa PIs et al.

Não sou especialista em rede. Eu certamente sei como roteadores, modem e switches funcionam e eu conheço os componentes internos de vários protocolos OSI, mas sou 100% ignorante em Wi-Fi.

Cada dispositivo pode controlar uma lâmpada, ou o sistema de ar condicionado, ou o que for. Eu gostaria de ter todos eles conectados à rede local usando o Wi-Fi, para que eu possa controlá-los usando meu PC ou um smartphone.

No entanto, todos esses dispositivos não precisariam de acesso à Internet (99% do tempo) e eu não quero conectar todos eles ao roteador doméstico principal, preenchendo rapidamente os 255 slots dos IPs. Também estou preocupado com os problemas de velocidade que podem ocorrer quando dezenas de dispositivos conectados a um roteador são construídos para suportar 4-5 conexões.

O que eu estou pensando é uma "sub-rede" (termo correto?), onde todos os dispositivos estão conectados a um "dispositivo mestre", que seria um ponto de acesso e executar um servidor DHCP. E o dispositivo mestre, por sua vez, seria conectado à rede doméstica, permitindo acesso à Internet e controle remoto da infraestrutura.

Isso é possível? O mestre teria uma conexão Wi-Fi e um ponto de acesso para outros dispositivos. Precisa de dois adaptadores Wi-Fi?

    

Answer 1

O problema que você descreve é precisamente por que o wifi é o protocolo sem fio menos desejável para automação residencial (domótica). Existem muitos protocolos que competem por este espaço, e. Z-wave, ZigBee, Thread para citar alguns. O melhor conselho é explorar os dispositivos que os suportam em vez de wifi. Além de descarregar sua rede, eles usam menos energia, o que é um grande fator em dispositivos pequenos / portáteis / alimentados por bateria.

No entanto, se você insistir em usar o Wi-Fi, terá dois problemas a serem abordados:

1. espaço de endereço IP, que é bastante fácil (por exemplo, usar um espaço de endereço 10.x.x.x / 8) e usar um roteador ou outro servidor DHCP capaz de lidar com isso.
2. Quantidade de dispositivos Wi-Fi conversando ao mesmo tempo em um ponto de acesso. A única solução real é múltiplos de pontos de acesso (mas significa executar mais cabos, gerenciar canais wifi e planejar minimizar a sobreposição de RF) ou usar um único ponto de acesso de fluxo / multicanal mais poderoso (por exemplo, 3x3 ou pelo menos 2x2) Bons pontos de acesso dessa capacidade NÃO serão baratos. Eu faço automação residencial para ganhar a vida e em casos onde eu tenho mais de 50 clientes wi-fi ou esperam mais de 15 clientes wi-fi de uso simultâneo ou pesado Eu usarei nada menos que um Ruckus R300 (msrp em torno de $ 450 iirc). Os pares recomendaram Aruba para mim e os modelos comparáveis têm um preço semelhante.

No que diz respeito à segmentação da rede, um bom AP (como o R300) fornecerá vários SSID (nomes de transmissão wifi) e você poderá marcar cada ssid como uma vlan diferente. Isso é muito parecido com sub-redes differnet, mas com menos futzing em torno de rotas estáticas no roteador. Isso exigirá um roteador de várias portas ou um comutador de Camada 3 para manipular as tags de VLAN corretamente.

Linha de fundo - reavaliar seriamente o uso de dispositivos baseados em Wi-Fi se você tiver uma quantidade substancial deles. No geral, você terá uma experiência muito melhor, provavelmente gastará menos, terá menos dor de cabeça e liberará sua infraestrutura de Wi-Fi para seus computadores e tablets, o que proporcionará uma melhor experiência neles também.

hth.

    

Answer 2

O Wi-Fi é como a antiga Ethernet half-duplex.

Alguns roteadores bloqueiam sua LAN na máscara 255.255.255.0, mas muitos permitem usar outra máscara com muito mais que 254 endereços. 10.0.0.0/255.255.0.0 por exemplo, dar-lhe 65534 IPs.

Se você realmente conseguir mais de 200 dispositivos sem fio, você pode ter problemas com wi-fi, devido a colisões e sobrecarga AP. Nesta situação, você precisa planejar sua cobertura sem fio por muitos AP e diferentes freqüências (canais 1, 6, 11). Depende de quão grande é o seu projeto.

A separação da automação residencial em sub-redes separadas (na visualização L3 / IP) e o domínio de broadcast separado (na visualização L2) geralmente tem mais segurança do que o problema de desempenho.

O que você descreveu é possível. Se você acabou de colocar esses dispositivos em canais Wi-Fi separados, "dispositivo mestre" é um ou mais AP adicionais. Se você fizer a separação no nível L2 e L3, o "dispositivo mestre" é um roteador mais ou menos profissional (por exemplo, Mikrotik como profissional) e adicionar rotas estáticas ao seu roteador atual. É possível, para usar "roteador doméstico com Wi-Fi" neste lugar, mas porque "roteador doméstico" geralmente força usando NAT, você deve definir muitas regras de mapeamento de porta para acesso de dispositivos na rede doméstica principal para dispositivos em automação residencial líquido.

Espero que você planeje adicionar não mais de 10 a 20 dispositivos de alta disponibilidade ao mesmo tempo. Basta adicionar e monitorar a carga na sua rede. Olha qual problema você enfrenta no início.

Se você planeja implantar de forma rápida e sem dor milhares de dispositivos de alta disponibilidade, é necessário contratar um consultor ou fazer testes de laboratório passo a passo.

    

Answer 3

Você pode conectar todos os seus dispositivos a um ponto de acesso separado (roteador) em um canal diferente do restante da sua casa, mas ainda pode ter o problema de ter muitos dispositivos associados a um ponto de acesso projetado apenas para alguns. . Você sempre pode comprar um AP mais caro se estiver dentro do seu orçamento.

Conecte o segundo AP ao seu roteador principal por meio de uma conexão com fio para obter melhores resultados. Defina o seu roteador principal para o canal 1 e o roteador do dispositivo para o canal 11, por exemplo.