［蔣福德 歐旭 譚彬］

1 引言

當(dāng)今時(shí)代是一個(gè)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，人們的社會(huì)生產(chǎn)已經(jīng)跟互聯(lián)網(wǎng)緊密地聯(lián)系在一起了，特別是近年來(lái)“互聯(lián)網(wǎng)+”已經(jīng)逐漸發(fā)展成為了各行各業(yè)的一種新業(yè)態(tài)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)事實(shí)上已經(jīng)成為了社會(huì)生產(chǎn)的一種重要基礎(chǔ)設(shè)施，人們對(duì)網(wǎng)絡(luò)的依賴性日益增強(qiáng)[1]。

很多中小型的社會(huì)組織機(jī)構(gòu)或分支機(jī)構(gòu)，為了上網(wǎng)，它們通常會(huì)從電信運(yùn)營(yíng)商處開(kāi)通一條寬帶網(wǎng)絡(luò)線路，但基于成本考慮，它們一般不會(huì)再開(kāi)通可用于容災(zāi)備用的第二條及以上的寬帶線路。在現(xiàn)實(shí)生活中，由于城市化基建建設(shè)、雷擊、電信運(yùn)營(yíng)商設(shè)備故障等原因?qū)е碌膶拵ЬW(wǎng)絡(luò)通信線路中斷事件時(shí)有發(fā)生，并且由于線路故障的原因與嚴(yán)重程度無(wú)法提前預(yù)料，從線路出現(xiàn)中斷到線路修復(fù)完好，期間的斷網(wǎng)時(shí)間長(zhǎng)短也具有較高的不確定性，情況嚴(yán)重時(shí)，斷網(wǎng)時(shí)間甚至可能長(zhǎng)達(dá)幾天。在寬帶網(wǎng)絡(luò)線路中斷的情況下，整個(gè)組織機(jī)構(gòu)局域網(wǎng)里的計(jì)算機(jī)就無(wú)法上網(wǎng)了，但是有些重要的、關(guān)鍵的信息化業(yè)務(wù)是有時(shí)效要求的，由于網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)中斷，導(dǎo)致正常的信息化業(yè)務(wù)被迫中斷，生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)被迫停滯，有時(shí)會(huì)給組織機(jī)構(gòu)遭成意外的較大甚至重大損失。事實(shí)上，企業(yè)不論規(guī)模大小，都無(wú)法承受服務(wù)中斷等業(yè)務(wù)損失。[2]

在現(xiàn)實(shí)生活中，當(dāng)寬帶網(wǎng)絡(luò)線路出現(xiàn)中斷時(shí)，很多組織機(jī)構(gòu)除了打電話催促寬帶運(yùn)營(yíng)商盡快修復(fù)好網(wǎng)絡(luò)故障外，只是無(wú)奈地、焦慮地、被動(dòng)地等待寬帶網(wǎng)絡(luò)故障的修復(fù)，其表現(xiàn)近乎“躺平”而不是主動(dòng)有所作為，由于網(wǎng)絡(luò)中斷而導(dǎo)致的業(yè)務(wù)中斷、生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)停滯的損失最后它們也只能默默地承受，筆者在很多地方就親眼見(jiàn)到過(guò)很多次這種“網(wǎng)絡(luò)災(zāi)難”現(xiàn)象，對(duì)此深感痛惜。

如果能夠構(gòu)建一種低成本的、易于實(shí)現(xiàn)的、靈活易用的容災(zāi)備用網(wǎng)絡(luò)，在主網(wǎng)絡(luò)出口出現(xiàn)中斷的情況下，能夠快速切換到使用備用網(wǎng)絡(luò)出口上網(wǎng)，使得信息化生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)業(yè)務(wù)不出現(xiàn)中斷、不受到影響，通過(guò)“有備無(wú)患”，避免因?qū)拵ЬW(wǎng)絡(luò)中斷給生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)帶來(lái)可能的意外損失，對(duì)組織機(jī)構(gòu)而言將具有重要的現(xiàn)實(shí)意義！

2 電信運(yùn)營(yíng)商原配寬帶路由器無(wú)線功能的局限性

在現(xiàn)實(shí)生活中，一般的中小型組織機(jī)構(gòu)出于成本的考慮，它們通常只從電信運(yùn)營(yíng)商處開(kāi)通一條寬帶網(wǎng)絡(luò)線路（如光纖、ADSL 等），通常電信運(yùn)營(yíng)商在開(kāi)通寬帶網(wǎng)絡(luò)時(shí)都會(huì)原配一個(gè)帶無(wú)線功能的路由器，但是該原配路由器的無(wú)線模塊一般只能工作在AP 模式，只能作為服務(wù)提供者接受無(wú)線終端的接入，不具備接入其他AP 的能力。

一般情況下，組織機(jī)構(gòu)的整個(gè)局域網(wǎng)默認(rèn)只能通過(guò)電信運(yùn)營(yíng)商原配的寬帶路由器WAN 口上的有線線路上網(wǎng)，由于原配寬帶路由器無(wú)線模塊的功能局限性，是無(wú)法通過(guò)寬帶路由器的無(wú)線模塊連接到其他無(wú)線網(wǎng)絡(luò)出口來(lái)上網(wǎng)的，如果僅有的寬帶網(wǎng)絡(luò)出口出現(xiàn)中斷，則整個(gè)局域網(wǎng)將無(wú)法上網(wǎng)。一般情況下，大多數(shù)的中小型組織機(jī)構(gòu)的寬帶網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)大體如圖1 所示。

圖1 一般寬帶網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖

3 5G/4G 移動(dòng)數(shù)據(jù)分享網(wǎng)絡(luò)價(jià)格低廉、易于實(shí)現(xiàn)，適合用于無(wú)線應(yīng)急通信

隨著無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展，5G/4G 移動(dòng)通信技術(shù)在我國(guó)得到了廣泛的應(yīng)用，目前5G/4G智能終端已經(jīng)相當(dāng)普遍，5G/4G 網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)速很快，目前資費(fèi)也比較便宜，并且將來(lái)價(jià)格還可能越來(lái)越低。目前市面上的隨身WiFi、智能手機(jī)等設(shè)備都自帶網(wǎng)絡(luò)分享功能，能把5G/4G 移動(dòng)數(shù)據(jù)連接通過(guò)創(chuàng)建WiFi 熱點(diǎn)分享出來(lái)，只要計(jì)算設(shè)備有無(wú)線網(wǎng)卡就可以通過(guò)連接分享出來(lái)的WiFi 熱點(diǎn)，使用5G/4G 移動(dòng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)來(lái)上網(wǎng)。

在寬帶網(wǎng)絡(luò)出口出現(xiàn)中斷的情況下，通過(guò)使用5G/4G移動(dòng)數(shù)據(jù)分享網(wǎng)絡(luò)來(lái)開(kāi)展無(wú)線應(yīng)急通信，是一種較為理想的低成本解決方案。

4 多模式無(wú)線路由器能打通有線局域網(wǎng)與5G/4G 移動(dòng)數(shù)據(jù)分享網(wǎng)絡(luò)之間的藩籬

在現(xiàn)實(shí)生活中，各類組織機(jī)構(gòu)的重要信息系統(tǒng)、信息資源大多部署在有線局域網(wǎng)（固網(wǎng)）的服務(wù)器、臺(tái)式機(jī)之上。服務(wù)器、臺(tái)式機(jī)由于設(shè)備本身的使用定位，基本都不裝配無(wú)線網(wǎng)卡，是通過(guò)有線網(wǎng)卡接入有線局域網(wǎng)再通過(guò)路由器上網(wǎng)的，是無(wú)法直接與5G/4G 分享網(wǎng)絡(luò)的WiFi 熱點(diǎn)相連接來(lái)上網(wǎng)的。

隨著無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，市面上無(wú)線路由器的功能越來(lái)越多，越來(lái)越強(qiáng)大，價(jià)格也越來(lái)越便宜，當(dāng)今市場(chǎng)上出現(xiàn)了不少能同時(shí)支持無(wú)線中繼、無(wú)線橋接、無(wú)線客戶端、AP、無(wú)線路由等多種工作模式的無(wú)線路由器[2]，并且價(jià)格也非常低廉（如TP-Link TL-WR802N 無(wú)線路由器能同時(shí)支持無(wú)線中繼、無(wú)線橋接、無(wú)線客戶端、AP、無(wú)線路由多種模式，市場(chǎng)售價(jià)甚至都不到100 元）。

在組織機(jī)構(gòu)的有線局域網(wǎng)中部署一個(gè)支持無(wú)線中繼/無(wú)線橋接/無(wú)線客戶端模式的無(wú)線路由器(只需支持無(wú)線中繼、無(wú)線橋接、無(wú)線客戶端三種模式中的一種就行)，在寬帶網(wǎng)絡(luò)出口出現(xiàn)故障的情況下，利用這個(gè)無(wú)線路由器與5G/4G 終端設(shè)備使用網(wǎng)絡(luò)分享功能創(chuàng)建的WiFi 熱點(diǎn)進(jìn)行連接，就能建立起一條容災(zāi)應(yīng)急無(wú)線通信鏈路，使得組織機(jī)構(gòu)的有線局域網(wǎng)（生產(chǎn)系統(tǒng)）可以通過(guò)5G/4G 移動(dòng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)出口來(lái)上網(wǎng)，從而保障組織機(jī)構(gòu)中重要的關(guān)鍵業(yè)務(wù)不出現(xiàn)中斷，最終避免因?qū)拵ЬW(wǎng)絡(luò)故障而導(dǎo)致組織機(jī)構(gòu)出現(xiàn)意外的、不必要的甚至是重大的損失。

5 基于多模式無(wú)線路由器及5G/4G 移動(dòng)數(shù)據(jù)分享網(wǎng)絡(luò)的容災(zāi)備用網(wǎng)絡(luò)的詳細(xì)設(shè)計(jì)、實(shí)施方法

5.1 在原有局域網(wǎng)上部署多模式無(wú)線路由器，作為容災(zāi)備用網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵設(shè)備

一般情況下，在大多數(shù)中小型組織機(jī)構(gòu)的寬帶網(wǎng)絡(luò)中，寬帶路由器的LAN 口通常是與有線局域網(wǎng)的交換機(jī)相連接的，在平時(shí)寬帶路由器外網(wǎng)出口還能正常工作的時(shí)候，我們就預(yù)先在有線局域網(wǎng)上部署一個(gè)支持無(wú)線中繼（repeater）/無(wú)線橋接（bridge）/無(wú)線客戶端（client）等模式的多模式無(wú)線路由器，將多模式無(wú)線路由器的LAN口與有線局域網(wǎng)的交換機(jī)相連，使之與有線局域網(wǎng)上的計(jì)算機(jī)同屬一個(gè)二層網(wǎng)絡(luò)廣播域。

然后我們使用多模式無(wú)線路由器的配置功能，選擇一個(gè)在局域網(wǎng)的網(wǎng)段上不會(huì)用到的唯一的靜態(tài)IP 地址，給多模式無(wú)線路由器配置好，方便以后可以隨時(shí)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)來(lái)對(duì)多模式無(wú)線路由器進(jìn)行管理、設(shè)置。同時(shí)一定要記得關(guān)閉多模式無(wú)線路由器自帶的DHCP 服務(wù)，以避免對(duì)局域網(wǎng)原來(lái)的DHCP 服務(wù)造成干擾、導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)異常。

在平時(shí)寬帶網(wǎng)絡(luò)出口還能正常工作的時(shí)候，多模式無(wú)線路由器作為容災(zāi)備用網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵設(shè)備處于備用狀態(tài)，為了節(jié)能我們也可以直接關(guān)閉它的電源，在寬帶網(wǎng)絡(luò)出口出現(xiàn)中斷的時(shí)候再開(kāi)啟。

5.2 在寬帶網(wǎng)絡(luò)出口出現(xiàn)中斷時(shí)，使用5G/4G 終端通過(guò)創(chuàng)建WiFi 熱點(diǎn)來(lái)分享5G/4G 移動(dòng)數(shù)據(jù)連接

當(dāng)寬帶網(wǎng)絡(luò)出口出現(xiàn)中斷的時(shí)候，整個(gè)局域網(wǎng)已經(jīng)無(wú)法上網(wǎng)，這時(shí)需要我們?nèi)斯⒂脗溆镁W(wǎng)絡(luò)來(lái)上網(wǎng)。首先，我們找到一個(gè)合適的能把5G/4G 網(wǎng)絡(luò)分享成WiFi 熱點(diǎn)的終端設(shè)備（如隨身WiFi、5G/4G 智能手機(jī)等），將它放置在一個(gè)5G/4G 網(wǎng)絡(luò)信號(hào)質(zhì)量較好的地方（如靠近窗戶、寬敞無(wú)遮擋的地方），使用它的網(wǎng)絡(luò)分享功能，配置好要?jiǎng)?chuàng)建的WiFi 熱點(diǎn)的SSID、加密方式以及密碼等各項(xiàng)參數(shù)，開(kāi)啟網(wǎng)絡(luò)分享功能后，就可用于給有線局域網(wǎng)提供一個(gè)應(yīng)急無(wú)線上網(wǎng)出口。

5.3 在寬帶網(wǎng)絡(luò)出口出現(xiàn)中斷時(shí)，使用多模式無(wú)線路由器連接5G/4G 無(wú)線分享網(wǎng)絡(luò)，建立無(wú)線上網(wǎng)鏈路

當(dāng)寬帶網(wǎng)絡(luò)出口出現(xiàn)中斷時(shí)，在5G/4G 無(wú)線分享網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)建好之后，我們開(kāi)啟有線局域網(wǎng)上備用的多模式無(wú)線路由器的電源，利用之前給多模式無(wú)線路由器預(yù)先配置好的IP 地址登錄其Web 管理界面，設(shè)置多模式無(wú)線路由器的工作模式，可以選擇讓多模式無(wú)線路由器工作在無(wú)線中繼（repeater）、無(wú)線橋接（bridge）、無(wú)線客戶端（client）三種模式中的任意一種模式，然后將多模式無(wú)線路由器連接到5G/4G 終端設(shè)備使用網(wǎng)絡(luò)分享功能創(chuàng)建的WiFi 熱點(diǎn)（如圖2 所示），即可為原有的有線局域網(wǎng)創(chuàng)建出一條應(yīng)急無(wú)線上網(wǎng)鏈路。

圖2 多模式無(wú)線路由器以Client 模式與5G/4G 網(wǎng)絡(luò)分享熱點(diǎn)相連接

關(guān)于多模式無(wú)線路由器的工作模式應(yīng)該如何選擇才好的問(wèn)題，無(wú)線橋接（bridge）模式相比無(wú)線中繼（repeater）模式還多一個(gè)可以創(chuàng)建自定義SSID 的功能；無(wú)線中繼（repeater）、無(wú)線橋接（bridge）模式比無(wú)線客戶端（client）模式功能更豐富一些，不僅可以與使用5G/4G 網(wǎng)絡(luò)分享功能創(chuàng)建的WiFi 熱點(diǎn)相連接，為有線局域網(wǎng)建立無(wú)線出口鏈路，還能在局域網(wǎng)上為無(wú)線計(jì)算終端提供無(wú)線接入服務(wù)；但是由于無(wú)線計(jì)算終端的接入會(huì)對(duì)無(wú)線出口鏈路的速度、延時(shí)等性能造成影響，又具有一定的缺點(diǎn)，因此適合在有線局域網(wǎng)負(fù)載較輕的情況下使用，如果有線局域網(wǎng)負(fù)載較重，建議采用無(wú)線客戶端（client）模式為好，具體實(shí)施時(shí)，我們可以根據(jù)實(shí)際情況來(lái)靈活選用。

5.4 在無(wú)線上網(wǎng)鏈路建立好后，調(diào)整好局域網(wǎng)上的DHCP 服務(wù)，將局域網(wǎng)切換到使用5G/4G 無(wú)線分享網(wǎng)絡(luò)上網(wǎng)

在無(wú)線上網(wǎng)鏈路建立好后，為了確保有線局域網(wǎng)上的關(guān)鍵業(yè)務(wù)計(jì)算機(jī)可以通過(guò)新創(chuàng)建的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)出口鏈路正常上網(wǎng)，我們還必須保證有線局域網(wǎng)計(jì)算機(jī)的IP 地址與5G/4G 無(wú)線分享網(wǎng)絡(luò)的WiFi 熱點(diǎn)同屬一個(gè)IP 網(wǎng)段，比較好的辦法是有線局域網(wǎng)計(jì)算機(jī)通過(guò)使用DHCP 協(xié)議來(lái)自動(dòng)配置IP 網(wǎng)絡(luò)參數(shù)。

因?yàn)槭褂?G/4G 網(wǎng)絡(luò)分享功能創(chuàng)建的WiFi 熱點(diǎn)是自帶DHCP 服務(wù)的，所以我們必須關(guān)閉寬帶路由器自帶的DHCP 服務(wù)，同時(shí)確保多模式無(wú)線路由器自帶的DHCP 服務(wù)也是關(guān)閉的，整個(gè)網(wǎng)段上僅保留使用網(wǎng)絡(luò)分享功能創(chuàng)建的WiFi 熱點(diǎn)的DHCP 服務(wù)，只有這樣才能保證在有線局域網(wǎng)上的計(jì)算機(jī)使用DHCP 協(xié)議來(lái)自動(dòng)獲取IP 網(wǎng)絡(luò)配置參數(shù)時(shí)，整個(gè)局域網(wǎng)上只有使用5G/4G 網(wǎng)絡(luò)分享功能創(chuàng)建的WiFi 熱點(diǎn)的DHCP 服務(wù)器在響應(yīng)DHCP 請(qǐng)求報(bào)文，避免存在其他的DHCP 服務(wù)器搶先響應(yīng)DHCP 請(qǐng)求報(bào)文，最終避免有線局域網(wǎng)計(jì)算機(jī)因獲取到錯(cuò)誤的DHCP 配置參數(shù)而導(dǎo)致無(wú)法在IP 網(wǎng)絡(luò)層（三層）正常通訊、無(wú)法正常使用已經(jīng)建立好的無(wú)線上網(wǎng)鏈路（二層）來(lái)上網(wǎng)的情況。這個(gè)步驟很重要，也比較容易被疏忽，具體實(shí)施時(shí)要特別注意。

此時(shí)，有線局域網(wǎng)上設(shè)置成自動(dòng)獲取IP 地址、自動(dòng)獲取DNS 服務(wù)器地址的計(jì)算機(jī)就可以自動(dòng)獲取到正確的網(wǎng)絡(luò)配置信息，可以通過(guò)容災(zāi)備用網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線鏈路來(lái)正常上網(wǎng)了。在使用容災(zāi)備用網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線鏈路來(lái)上網(wǎng)時(shí)，局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖3 所示。

圖3 啟用容災(zāi)備用網(wǎng)絡(luò)時(shí)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖

5.5 當(dāng)寬帶網(wǎng)絡(luò)出口線路恢復(fù)正常時(shí)，將網(wǎng)絡(luò)切換回正常模式

當(dāng)寬帶網(wǎng)絡(luò)出口線路恢復(fù)正常時(shí)，我們?cè)賹⒕W(wǎng)絡(luò)人工恢復(fù)到正常上網(wǎng)模式。此時(shí)只需切斷多模式無(wú)線路由器的電源（或關(guān)閉多模式無(wú)線路由器的無(wú)線連接），將多模式無(wú)線路由器切換到備用狀態(tài)；開(kāi)啟寬帶路由器的DHCP 服務(wù)，有線局域網(wǎng)上的計(jì)算機(jī)就又可以通過(guò)原來(lái)的寬帶路由器網(wǎng)絡(luò)出口上網(wǎng)了；提供5G/4G 網(wǎng)絡(luò)分享的終端設(shè)備這時(shí)也可以撤下了。至此，容災(zāi)備用網(wǎng)絡(luò)完成寬帶網(wǎng)絡(luò)斷網(wǎng)時(shí)提供應(yīng)急上網(wǎng)的使命，網(wǎng)絡(luò)切換回正常模式，整個(gè)局域網(wǎng)又恢復(fù)如初。

6 結(jié)語(yǔ)

在人們的社會(huì)生產(chǎn)跟計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)深度融合在一起的互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，很多重要的生產(chǎn)活動(dòng)需要依托計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)才能開(kāi)展，提高計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的健壯性、可用性具有很重要的現(xiàn)實(shí)意義，本文介紹的容災(zāi)備用網(wǎng)絡(luò)成本非常低廉（百元級(jí)），網(wǎng)絡(luò)部署實(shí)施簡(jiǎn)易靈活，對(duì)成本敏感型中小型組織機(jī)構(gòu)具有較好的參考應(yīng)用價(jià)值。