家庭網路改造記，UBNT UniFi全家桶和我的智能家居中心
前言
作為一個喜歡折騰的玩家，對UBNT的AP也算是有了一定的了解。它那簡潔精緻的外觀，穩定的性能，良好的固件支持，便捷的管理都給我留下了很好的印象。想必論壇的小夥伴們也是對UBNT的AC+AP的組網效果十分的好奇，在這辭舊迎新之際，為大家送上這篇UBNT全家桶網路改造記，給2019年網路版塊翻開新的一頁
▲在選擇設備之前，可以先下載個UBNT的軟體控制器，將自己家的房型圖用CAD畫好上傳到UniFi控制器中的地圖中，使用虛擬設備查看在家中的覆蓋效果。在本圖中使用兩個AP就可以做到5G全覆蓋，但是大家都知道5G穿牆後性能會衰減，而我的需求是打造一個全屋的5G高速網路，所以在這裡使用了三台wave2標準的AP
▲UBNT UniFi全家桶的所有設備，路由器和交換機都是選用的桌面式，家中有機櫃的朋友可以選擇性能更好的機架式交換機和路由器
▲構建UBNT全家桶的大體框架，後續所有設備的加入都基於此圖
設備選擇
▲光貓選擇的是華為的MA5671鐵殼，用做橋接
▲路由器選擇的是USG，採用雙核500Mhz，MIPS64架構，包含有數據包處理的硬體加速處理器。64位元組的數據包轉發性能在1000000pps，512 位元組或更大的數據包轉發性能有3Gbps。同時該路由器支持雙ISP接入，最後一個RJ45埠可以配置為LAN口亦可配置為WAN口
▲交換機選擇的是UniFi-switch-8-150w交換機。這款UniFi交換機採用了無風扇靜音設計，性能卓越，擁有10個獨立的交換埠，全埠最大PoE輸出功率可達150W，其中 8 個千兆網口均支持802.3af/at PoE+或24V被動式PoE輸出，其餘2個SFP埠可用於光纖連接
▲UAP-IW-HD（評測鏈接），採用MTK方案。這是一台wave2標準，支持4x4 MU-MIMO的面板式AP，可以輕輕鬆鬆將家裡牆壁上的有線網路升級，實現高速無線網路覆蓋，同時也能夠美觀和整潔
▲UAP-AC-HD（評測鏈接），採用高通方案。這是一台wave2標準，支持4x4 MU-MIMO的吸頂式AP，雙射頻2.53Gbps的性能，可以更好的支持高密度型應用場景
▲攝像頭選擇的是UVC?G3?DOME，可以使用支持802.3af標準的交換機或者POE電源模塊為其供電。UVC?G3?DOME配備了一個117度超寬視角廣角鏡頭，視野更寬廣，可在1080p高解晰下達到每秒30幀的流暢畫質。這款攝像頭能安裝在任何天花板或者牆壁表面。無論是在室內或者室外陽台下均可使用
▲為了配合攝像頭使用，這裡控制器選擇的是UCK-G2-PLUS。這是性能卓絕的第二代Cloud Key，相比於第一代Cloud Key性能要快上4倍，採用2.0Ghz高通8核處理器，3GB內存，1TB HDD硬碟（最高可以擴充的5TB）。除此之外它還能夠管理高達50台UniFi設備，管理20個UniFi攝像機
▲當然了，如果不需要使用UBNT家的攝像頭，你還可以選擇UCK-G2控制器，採用2.0Ghz高通8核處理器，2GB內存，可以管理高達50台UniFi設備，相比於第一代Cloud Key性能要快上4倍。和UCK-G2-PLUS相比，性價比更高
網路改造
▲之前更換冥王峽谷軟路由時已經做過一次網路改造，很明顯，弱電箱已無法塞下UBNT全家桶
▲在這裡需要將雙口的網路面板替換成4口才行，一口用於連接光貓，另外三口用於連接終端
▲拆除舊面板，替換網路模塊。為了方便大家看清楚，這裡拆下了弱電箱的蓋板
▲在這裡我選擇的是超五類免打工具模塊，按照568B標準接好線。省時省力，也不會過多破壞原本網線的雙絞結構。比較適合像我這樣的網路小白
▲輕鬆將網路模塊裝好，然後將網線穿至弱電箱，需要穿四根網線才可以。友情提醒一下：同一管道內網線的截面積，最好不要超過管子截面積的40%。一般而言一根管道內兩根網線為佳，多了不好抽動，也不利於後期替換網線
▲將網路模塊安裝上面板。由於裝修時施工人員不入門，把網線和電纜線穿了同一個管道，所以你們看到的就是上圖的效果
▲將面板固定上牆。一共有四個網口，1與光貓對接，2、3、4分別和終端相連
▲網線的另一側繼續安裝模塊，用來和弱電箱內原本的網線對接
▲和連接第一台AP的網線對接
▲與連接第二台AP的網線對接
▲和第三台AP對接。最後還是要啰嗦一句，家中裝修的朋友記得網線和電纜線不要走同一條管道，強弱電管道平行間距分開50公分以上為佳
▲整改好的弱電箱
▲蓋上蓋子，弱電箱部分就結束了
網路搭建
▲施工之前準備好網路拓撲
▲為了安放UBNT全家桶，特地購置了這款小書架作為機櫃的替代品
▲安放好交換機，考慮到散熱，等下需要將交換機墊高
▲USG路由器安放在第一層，UCK控制器暫時先和路由器放在一起，後期走線時再變動
▲NAS和插座安放在最底層
▲整個布局
▲換個角度
▲走線之前準備好工具
▲通電試運行，測試網路是否正常，製作的網線有無問題
▲卧室AP安裝位置
▲客廳AP安裝位置
▲書房AP安裝位置，因為裝修時天花板未預留網口，所以將AP放在機箱上
固件解析
▲首先登陸UCK，UCK自帶一塊顯示屏，上面能顯示UCK的IP地址，只需要使用顯示的IP地址就能登陸，非常方便
▲點擊右側的manage cloud key就能進入UCK的配置界面。可以看到採用的是高通8核64位處理器，2GB內存
▲在Performance選項欄中可以查看CPU的使用率，溫度，內存佔用率，eMMC儲存使用率
▲在Controllers中可以查看UniFi SDN軟體控制器佔用UCK的CPU和內存
▲Settings中可以對UCK進行固件升級，重啟，關機，恢復出廠設置等操作
▲進入UniFi SDN軟體控制器，新的控制器軟體給人眼前一亮的感覺。主頁面中可以知曉ISP負載，各設備運行狀況，所有連接的客戶端，每個AP工作的2.4G和5G信道，WiFi指標等等。所有項目都以圖形化展示，簡潔且直觀
▲統計數據—概覽中可以查看AP以及客戶端的數量和流量
▲統計數據—流量統計甚至可以看出這些流量的來源，非常強大
▲統計數據—性能中可以查看UBNT全家桶中的各台設備CPU和內存的佔用率
▲統計數據—交換機統計數據中可以知道交換機每個埠的工作狀態，還能知道連接到交換機的每台設備的已接收和已發送的流量。不僅如此，只要是帶有交換機功能的UniFi設備都能在這裡看到，例如上圖中卧室的UAP-IW-HD的交換機埠因為沒有使用，所以沒有流量產生，但是背後的POE埠接入有流量產生，所以便有了顯示
▲統計數據—調試指標中可以看到每台AP的已發送和已接收的流量，每個AP所連接的客戶端數量，CPU內存使用率，信道利用率，還可以看到各個AP的重傳率。AP的重傳率一般是由外部干擾或者是弱覆蓋導致，所以布置AP的時候要選擇干擾比較少的信道。一個AP覆蓋範圍不理想的時候可以採用多個AP覆蓋
▲地圖中可以上傳家中的房型圖，設置好比例尺，就能查看AP的覆蓋範圍了，上圖顯示的是3台AP的5G覆蓋範圍
▲為了智能家居的接入，我只開放了UAP-AC-HD這台設備的2.4G頻段，並且將2.4G頻段和5G頻段的SSID分開。這樣的好處是，家中所有的設備都能接入速度更快的5G網路，並能快速的漫遊，不會出現客戶端有時鏈接到2.4G漫遊時切不回5G的尷尬狀況。其次一台UAP-AC-HD的2.4G已經能覆蓋全家，對於掃地機器人這種到處跑的智能家居不用擔心網路中斷的狀況
▲設備中可以查看UBNT全家桶的所有設備，對各個設備進行配置，這部分在之前的評測已經詳細說過，想要了解更多的朋友可以去翻我之前的UBNT設備評測貼，這裡就不再贅述了。下面和大家介紹下如何將USG接入Internet，以及給AP的2.4G和5G頻段劃分不同的SSID
▲首先是配置USG，使其能接入互聯網。在設置—網路中可以對USG的WAN口接入方式進行選擇
▲可以選擇靜態IP，使用DHCP和PPPOE三種方式，根據自己的Internet接入方式設置好保存即可
▲其次我們給AP的2.4G和5G頻段劃分不同的SSID。可以在設置—無線網路中對群組進行編輯
▲改個名字，例如我這裡改為Important。當然你也可以使用默認的Default
▲群組創建好之後點擊創建無線網路
▲創建WiFi的SSID，設定好密碼。因為我是準備將其作為5G無線網路來使用，所以在SSID上加了5G的字樣用於區分
▲繼續點擊右上角的+號，新建一個群組
▲給群組命名，這裡我使用了Secondary
▲在Secondary這個群組下繼續創建新無線網路，設置WiFi的SSID，設定好密碼，將其作為2.4G無線網路來使用
▲最後一步來到設備欄，點開需要設置的AP，在WLANS選項中給2.4G和5G劃分SSID，應用就完成了
▲除此之外，我們還可以部署來賓網路，讓其驗證上網，首先在無線網路某一個群組下新建無線網路
▲命名好SSID，並啟用來賓策略。在這裡需要注意的是，後面Portal認證需要密碼，所以這裡的新無線網路加密方式使用的是開放
▲創建成功後就能看到新的無線網路中來賓網路已打上了勾
▲接著在來賓控制—來賓策略中勾選啟用來賓入口頁
▲認證方式中有5種方式可以選擇，這裡我使用的是簡單密碼。將密碼設置好，這裡的密碼就是來賓認證時需要輸入的密碼。像一些企業可以使用外部入口頁伺服器，例如微信認證等方式
▲最後一步來到設備欄，點開需要設置的AP，在WLANS選項中給2.4G和5G劃分群組，應用就完成了
▲驗證一下，Success
▲客戶端中可以查看當前連接的所有客戶端，可以對其封鎖，限制接入
▲查看詳情中可以查看每台AP周圍的WiFi的SSID，頻寬，信道，信號強度
▲事件中可以看到時刻發生的情況，例如AP斷開，重啟。客戶端漫遊，信道信息等等
性能測試
▲測試環境為江蘇電信百兆寬頻，簽約下行500M，上行50M
▲Speedtest測試
所有AP的國別代碼選擇美國，發射功率控制選擇100%
各房間大致面積說明
A:11平方米
B:15平方米
C:15平方米
D:40平方米
E:12平方米
F:5平方米（廁所區域，承重牆對信號質量的衰減有點厲害）
G:7.5平方米
測試工具為iphone7，測試軟體為Airport實用工具和Speedtest
▲1號位置處5G信號強度、Speedtest測試和吞吐量測試
▲2號位置處5G信號強度、Speedtest測試和吞吐量測試
▲3號位置處5G信號強度、Speedtest測試和吞吐量測試
▲4號位置處5G信號強度、Speedtest測試和吞吐量測試
▲5號位置處5G信號強度、Speedtest測試和吞吐量測試
▲6號位置處5G信號強度、Speedtest測試和吞吐量測試
▲7號位置處5G信號強度、Speedtest測試和吞吐量測試
漫遊測試
本次測試基於兩種不同的軟體平台，分別使用iphone7和小米5。查看它們在採用高通和MTK硬體方案的AP組合中漫遊效果如何
▲ping網關，漫遊路線為A-B-D-E，整個過程丟2個包，漫遊2次，漫遊切換時掉2個包
▲ping網關，漫遊路線為E-D-B-A，整個過程丟1個包，漫遊2次，漫遊切換時掉1個包
▲iphone7在三個AP之間切換，上面是A-B-D-E路線漫遊情況，下面對應E-D-B-A漫遊情況
▲ping網關，漫遊路線為A-B-D-E，整個過程無丟包，漫遊2次，漫遊切換時掉0個包
▲ping網關，漫遊路線為E-D-B-A，整個過程丟1個包，漫遊2次，漫遊切換時掉0個包
▲小米5在三個AP之間切換，上面是A-B-D-E路線漫遊情況，下面對應E-D-B-A漫遊情況
智能家居
智能家居生活中有一個攝像頭是十分有用的，下面來給大家介紹下UBNT的UVC?G3?DOME攝像頭
▲首先想要使用UVC?G3?DOME攝像頭，必須先進控制器UCK-G2-PLUS配置，點擊攝像頭下面的Launch標籤，進入攝像頭配置頁面
▲攝像頭的主界面，因為UVC?G3?DOME攝像頭配備的是百兆LAN口，所以這裡的接入速率是100Mbps。另外全英文這點不太友好，希望能及時更新中文界面
▲好在谷歌瀏覽器可以翻譯成中文
▲點擊UVC?G3?DOME攝像頭，在右側可以對其進行配置
▲點擊右側畫面部分可以對攝像頭進行設置，像亮度，對比度，色調之類的參數可以自由設定
▲關閉LED燈也是非常的方便
▲UVC?G3?DOME攝像頭還帶有麥克風，錄製視頻時可以收錄聲音
▲在實時視圖中可以看到攝像頭顯示的畫面，可在1080p高解晰下達到每秒30幀的流暢畫質
▲如果使用多台攝像頭的話可以選擇分割成多個畫面
▲活動中顯示了攝像頭已經錄製的視頻，可以選擇任意時間段的視頻進行查看
▲最後設置中可以設置每日備份以及對攝像頭固件進行更新
我們還可以用UniFi Protect手機App對攝像頭進行管理和查看
▲登陸到二代UCK Plus上，添加攝像頭
▲左側可以查看攝像頭，事件以及設置
▲點擊畫面部分可以對攝像頭進行設置，像亮度，對比度，色調，畫面翻轉之類參數都可以自由設定
▲延時攝影，這是一個非常好用的功能。可以查看各個時刻的即時畫面，手指輕輕一划，即可形成連貫畫面。
▲延時攝影功能可快速瀏覽全時間段內容，輕輕鬆鬆在幾秒鐘內回顧多天的畫面
▲隨著人們生活的便捷化，智能家居設備的普及會越來越快。UBNT全家桶的加入，可以保證家中所有的智能家居能夠順暢的接入互聯網，這樣無論是在家中還是家外都可以使用手機APP對智能家居進行控制。上圖中可以看出，Ai音箱通過5G接入UBNT全家桶，對其他智能家居進行控制，可以做到空調的設定，掃地機器人定時打掃家中衛生清潔，空氣凈化機在霧霾嚴重時凈化家中的空氣。為了配合UniFi攝像頭的接入，這裡使用的是UCK二代Plus控制器。唯一的遺憾是攝像頭應該選用G3 Flex PoE監控攝像機，它能更好的的融入家居環境
建議
UBNT全家桶還有些可以進步的地方，希望可以在以後的新固件中解決
▲WiFi指標中有些例如丟包率這類的指標沒有漢化完全
▲UAP-AC-HD的自定義發射功率和UniFi SDN控制器中顯示的不一致
▲UCK控制器希望能和其他UniFi設備一樣，可以讓客戶自己選擇關閉LED燈，同時也希望可以儘快漢化，做到更友好的交互
總結
UBNT全家桶從測試結果來看，性能上已經滿足了我全屋5G高速上網的初衷， 客戶端在不同硬體方案的AP之間漫遊也足以滿足家庭日常使用。從易用性來看，新的UCK可算是十分的出彩，顯示屏的加入使得用戶更容易知曉UCK的狀態，還可以顯示當前UCK控制的AP數量，客戶端接入數量，非常直觀。而鋰電池的內置使得二代UCK在斷電後會自動保存數據，再也不用擔心丟失數據了。除此之外利用UBNT全家桶搭配智能家居也是很有應用前景，一台UAP-AC-HD就可以扛起所有智能家居的接入
