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分享下自己的家庭网络拓扑和结构

上次对于树莓派搭建的家庭网络可能说了个大概,其实根据每个家庭的需求不同,网络的拓扑其实也会有些调整。下面从应用的切面角度分享下目前家庭的网络拓扑情况,这个是个大概的图:

Network

旁路由

家里的路由器性能其实不差,但考虑其实很多的工作(网关、代理、端口转发、等等)如果在路由器上处理,往往路由器的性能会打个折扣,同时也会影响稳定性。

同时,其实路由器上配置多了以后,对于以后更换路由器重新配置也是件比较麻烦的事情。所以,我使用了树莓派分担了部分路由器的任务,主要是些网络寻址以及服务发现等相关的服务,例如 DNS、DHCP 以及防火墙等。

DNS 这块主要使用 DNSMasq,做了很多使用这个应用应该做的事情,例如「境外网络加速」、对接 Consul 作为内部的无痛服务发现、网络内容过滤(去广告)等功能,同时为了加块解析速度本地加大了缓存。

后面考虑由于 斐讯 N1 综合性价比比树莓派高出很多,因此会考虑这部份的服务将往 N1 的硬件上迁移。同时,树莓派打算用来做 4G 的网关,搭配 UPS 这样子家庭网络就不会断网了。

监控

监控使用了 Prometheus 以及 Grafana 同时独立管理,具体的可以参看这里

应用层

应用层主要使用了虚拟机,系统方面主要是 CentOS 以及 Manjaro 以及 Debian 还有几台 FreeBSD。主要应用场景分别是用来做 CI、以及数据抓取(爬虫)以及其他些比较费时的操作。

虚拟机的寻址主要使用 Consul 搭配 DNSMasq 完成,写个 go 小程序用来注册以及健康检查。其中台虚拟机还对接了统一的通知服务,例如收发邮件以及短信。

数据层

数据层相对比较简单,使用了两台物理机:分别是台联想的 i7 四代小主机、16g 的内存(性能不差因此拿来开虚拟机用);以及还有台相对比较弱的奔腾机接了 Raid1 阵列柜,专门用来做数据存储和同步。后面会考虑使用黑群晖,将这部份硬件的可靠性强化下。

物理机

以上

在 Xorg 中配置苹果的蓝牙键盘

目前同时有台 MacBook Pro 以及 Thinkpad X1,所以想同时使用苹果的蓝牙键盘链接,碰到了键位映射的问题,所以记录下。这次折腾的主要原因是 Thinkpad 的左下角功能键的键位和苹果键盘是不一致,如图:

Apple Keyboard

最主要是对比 Thinkpad 的 Win(Meta) 键和 Alt 和苹果蓝牙键盘的 Apple 和 Alt 是相反的,如果同时使用会有转换的过程,因此需要转换下键位。

硬件方面链接蓝牙的过程就不复述了,Arch Wiki 中有很详细的说明。我使用的是 bluetoothctl 连接硬件,同时使用 BlueMan 作为 GUI 的前端。同时将 BlueMan 加入到 i3wm 的启动脚本中,能够做到自动链接,方便。

键盘链接成功以后,使用 xinput list 查看对应的 device id:

$ xinput list 
⎡ Virtual core pointer                        id=2    [master pointer  (3)]
⎜   ↳ Virtual core XTEST pointer                  id=4    [slave  pointer  (2)]
⎜   ↳ Synaptics TM3072-003                        id=11    [slave  pointer  (2)]
⎜   ↳ Logitech M570                               id=14    [slave  pointer  (2)]
⎜   ↳ TPPS/2 IBM TrackPoint                       id=12    [slave  pointer  (2)]
⎣ Virtual core keyboard                       id=3    [master keyboard (2)]
    ↳ Virtual core XTEST keyboard                 id=5    [slave  keyboard (3)]
    ↳ Power Button                                id=6    [slave  keyboard (3)]
    ↳ Video Bus                                   id=7    [slave  keyboard (3)]
    ↳ Sleep Button                                id=8    [slave  keyboard (3)]
    ↳ AT Translated Set 2 keyboard                id=9    [slave  keyboard (3)]
    ↳ ThinkPad Extra Buttons                      id=10    [slave  keyboard (3)]
    ↳ Integrated Camera: Integrated C             id=13    [slave  keyboard (3)]
    ↳ Apple Inc. Magic Keyboard                   id=15    [slave  keyboard (3)]

其中,能够看到苹果的蓝牙键盘的 device id 是 15,需要暂时记下这个值。然后使用

$ setxkbmap -option altwin:swap_alt_win -device $DEVICE_ID

就可以测试 Win 键和 Alt 键是否对调成功。顺便说一句,对应的还有个命令可以将 Caps Lock 利用起来:

$ setxkbmap -option ctrl:nocaps -device $DEVICE_ID

这样子 Caps Lock 就映射到 Ctrl 键了。具体更多的设置可以在这里 查看(我是 Arch Wiki 的搬运工 😄)。

这样子还有点不方便的地方,就是每次链接蓝牙键盘的时候都要跑下这个命令,于是还是考虑到使用 udev 脚本去自动化。下面是我的 udev 脚本,可以供参考:

ACTION=="bind", SUBSYSTEM=="hid*", DRIVER=="*apple*", RUN+="/usr/bin/sudo -i -u <user> /<path>/key-mapping.sh"

然后还需要考虑到插入 USB 键盘的情况,这再多加一条规则:

ACTION=="bind", SUBSYSTEM=="usb", ENV{ID_VENDOR}=="Apple*", RUN+="/usr/bin/sudo -i -u <user>  /<path>/key-mapping.sh"

其中,key-mapping.sh 是复制下上面命令的脚本。

然后,将这个命令保存到个 rules 文件中,例如我的文件命名是 90-bluetooth-keyboard-mapping.rules 然后放到 /etc/udev/rules.d

最后,重启 udev 规则 sudo udevadm control -R 即可。

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Arch Linux 下安装 EM7345 4G 网卡小记

💊 后记(10/18):人生苦短,后来发现安装完 Manjaro Linux 以后,这个 4G 网卡已经都配置好可以直接使用。

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一直使用台 ThinkPad X1 Carbon 用来当做开发用机,使用方面都很稳定系统方面选择安装了 Arch Linux 。

由于硬件方面并不是算很新,所以系统支持的硬件都很顺利。还注意到 X1 Carbon 支持 4G 网卡,手头上刚好有一张联通的流量卡,考虑能否用起来。但是打开了盖板以后发现只是预留了插槽和天线,并没有 4G 网卡模块。

https://friable.rocks/_/2018_09_20/1537424625.jpg

根据 ArchLiux 的文档,淘宝上找了家靠谱的卖家,名为  Sierra EM7345 的模块很便宜,原装拆机的只要一百多,而且对 Linux 的支持很好,于是下单。

硬件安装好了以后,启动使用 # lsusb 就能看到硬件了。

然后安装对应的软件包:

# pacman -S usbutils usb_modeswitch modemmanager mobile-broadband-provider-info

但是启动 ModemManage 的时候发现了问题,有报错信息:

ModemManager[13625]: <info>  Couldn't check support for device '/sys/devices/pci0000:00/0000:00:14.0/usb2/2-1': not supported by any plugin
ModemManager[13625]: <info>  Couldn't check support for device '/sys/devices/pci0000:00/0000:00:19.0': not supported by any plugin
ModemManager[13625]: <info>  Couldn't check support for device '/sys/devices/pci0000:00/0000:00:1c.1/0000:04:00.0': not supported by any plugin

好在 ArchLinux 的 Wiki 上有对应的信息说明,对应的应该是 udev 的权限问题。于是增加相应的配置文件,发现并不成功。然后搜索了一圈,并没有对应的解决方案。

后来,在 rules.d 目录中发现了另外个文件 /lib/udev/rules.d/77-mm-sierra.rules 里面虽然没有对应的 Vendor, 但是从注释可以看出来这是 Sierra 相对应的 udev 权限配置文件,于是将配置加入到 /etc/udev/rules.d 其中。

注意,直接修改 /lib/udev/rules.d/ 目录的 rule 文件可能在下次更新的时候被覆盖掉。

ACTION!="add|change|move|bind", GOTO="mm_sierra_end"
SUBSYSTEMS=="usb", ATTRS{idVendor}=="1199", GOTO="mm_sierra"
GOTO="mm_sierra_end"

LABEL="mm_sierra"

# @see https://wiki.archlinux.org/index.php/USB_3G_Modem
# @see https://support.lenovo.com/us/en/solutions/pd031021
# @see https://www.freedesktop.org/software/ModemManager/api/1.8.0/ref-overview-modem-filter.html

ATTRS{idVendor}=="1199", ATTRS{idProduct}=="a001", ENV{FILTER_RULE_TTY_ACM_INTERFACE}="1"
ATTRS{idVendor}=="1199", ATTRS{idProduct}=="a001", ENV{MM_FILTER_RULE_CDC_WDM}="1"
ATTRS{idVendor}=="1199", ATTRS{idProduct}=="a001", ENV{MM_FILTER_RULE_EXPLICIT_WHITELIST}="1"
ATTRS{idVendor}=="1199", ATTRS{idProduct}=="a001", ENV{MM_FILTER_RULE_NET}="1"
ATTRS{idVendor}=="1199", ATTRS{idProduct}=="a001", ENV{MM_FILTER_RULE_TTY_BLACKLIST}="1"
ATTRS{idVendor}=="1199", ATTRS{idProduct}=="a001", ENV{MM_FILTER_RULE_TTY_DEFAULT_ALLOWED}="1"
ATTRS{idVendor}=="1199", ATTRS{idProduct}=="a001", ENV{MM_FILTER_RULE_TTY_DRIVER}="1"
ATTRS{idVendor}=="1199", ATTRS{idProduct}=="a001", ENV{MM_FILTER_RULE_TTY_MANUAL_SCAN_ONLY}="1"
ATTRS{idVendor}=="1199", ATTRS{idProduct}=="a001", ENV{MM_FILTER_RULE_TTY_PLATFORM_DRIVER}="1"
ATTRS{idVendor}=="1199", ATTRS{idProduct}=="a001", ENV{MM_FILTER_RULE_TTY_WITH_NET}="1"
ATTRS{idVendor}=="1199", ATTRS{idProduct}=="a001", ENV{MM_FILTER_RULE_TTY}="1"
ATTRS{idVendor}=="1199", ATTRS{idProduct}=="a001", ENV{MM_FILTER_RULE_VIRTUAL}="1"

LABEL="mm_sierra_end"

然后,刷新 udev 的配置,并通知 kernel 启用新的权限:

# udevadm control -R && udevadm trigger

再看下对应设备文件文件的 rule 是否已经启用成功:

# udevadm info /dev/cdc-wdm0

对应的输出

P: /devices/pci0000:00/0000:00:14.0/usb2/2-4/2-4:1.0/usbmisc/cdc-wdm0
N: cdc-wdm0
E: DEVNAME=/dev/cdc-wdm0
E: DEVPATH=/devices/pci0000:00/0000:00:14.0/usb2/2-4/2-4:1.0/usbmisc/cdc-wdm0
E: FILTER_RULE_TTY_ACM_INTERFACE=1
E: ID_MM_CANDIDATE=1
E: ID_MM_DEVICE_PROCESS=1
E: MAJOR=180
E: MINOR=0
E: MM_FILTER_RULE_CDC_WDM=1
E: MM_FILTER_RULE_EXPLICIT_WHITELIST=1
E: MM_FILTER_RULE_NET=1
E: MM_FILTER_RULE_TTY=1
E: MM_FILTER_RULE_TTY_BLACKLIST=1
E: MM_FILTER_RULE_TTY_DEFAULT_ALLOWED=1
E: MM_FILTER_RULE_TTY_DRIVER=1
E: MM_FILTER_RULE_TTY_MANUAL_SCAN_ONLY=1
E: MM_FILTER_RULE_TTY_PLATFORM_DRIVER=1
E: MM_FILTER_RULE_TTY_WITH_NET=1
E: MM_FILTER_RULE_VIRTUAL=1
E: SUBSYSTEM=usbmisc
E: USEC_INITIALIZED=10423134

配置生效,kernel 的配置看起来一切正常。

这时候启动 ModemManage 还是发现有错误信息,但是过了一段时间以后对应的 Modem 已经是 enable 可用状态(这点百思不得解,可能是 4G 网络连接需要初始化比较慢)。

Sep 20 14:25:44 x1-carbon ModemManager[2047]: opening device...
Sep 20 14:25:44 x1-carbon ModemManager[2047]: [/dev/cdc-wdm0] Read max control message size from descriptors file: 512
Sep 20 14:25:44 x1-carbon ModemManager[2047]: <info>  Couldn't check support for device '/sys/devices/pci0000:00/0000:00:14.0/usb2/2-1': not supported by any plugin
Sep 20 14:25:50 x1-carbon ModemManager[2047]: <info>  Modem: state changed (unknown -> disabled)
Sep 20 14:25:50 x1-carbon ModemManager[2047]: <info>  Modem /org/freedesktop/ModemManager1/Modem/0: state changed (disabled -> enabling)
Sep 20 14:25:54 x1-carbon ModemManager[2047]: <info>  Modem /org/freedesktop/ModemManager1/Modem/0: state changed (enabling -> enabled)
Sep 20 14:25:54 x1-carbon ModemManager[2047]: <info>  Modem /org/freedesktop/ModemManager1/Modem/0: 3GPP Registration state changed (unknown -> registering)
Sep 20 14:25:54 x1-carbon ModemManager[2047]: <info>  Modem /org/freedesktop/ModemManager1/Modem/0: 3GPP Registration state changed (registering -> home)
Sep 20 14:25:54 x1-carbon ModemManager[2047]: <info>  Modem /org/freedesktop/ModemManager1/Modem/0: state changed (enabled -> registered)

然后在控制台下使用 mmcli 获取相关的信息,具体的 mmcli 可以参考这里的文档。发现了一个不大不小的问题,就是 sim 卡的日期还是 20040101 ,很明显没有和网络同步(后来发现这块并不重要)。

$ mmcli -m 0 --simple-status

/org/freedesktop/ModemManager1/Modem/0
  -------------------------
  Status |          state: 'connected'
         | signal quality: '67' (recent)
         |          bands: 'unknown'
         |    access tech: 'lte'
  -------------------------
  3GPP   |   registration: 'home'
         |  operator code: '46001'
         |  operator name: 'CHN-UNICOM'
         |   subscription: 'unknown'

再尝试启动 modem-manage-gui 看其信息,过一会发现已经注册了网络并能获取对应的信息。

https://friable.rocks/_/2018_09_20/1537427550.png

硬件方面的配置没有问题,那么软件方面的设置就简单多了。然后使用 Gnome 的网络配置,配置 APN 已经相关的网络参数,过一会就能看到久违的信号了。

https://friable.rocks/_/2018_09_20/1537427570.png

总结下,这个问题困扰了我一个晚上的时间,然后也走了很多的弯路。

主要还是在硬件资源的权限方面,这块还是要多看 Arch 的 Wiki 以及对应软件的 Manual(开源社区的锅都扔给用户了)。

相关的参考链接:

PS,有什么靠谱的联通流量卡推荐下?

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