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智慧家庭控制系統之應用 搭配HiNet 光世代固定撥接式 PPPoE(靜態 IP), TeamViewer遠端控制[網路教學]

[網路教學]固定撥接式 PPPoE (靜態 IP) 與智慧家庭控制系統之應用  

    好友 C 先生家裡的網路環境，比起一般家庭的網路複雜許多。多數家庭網路的樣貌，大概就是俗稱光世代小烏龜加上無線分享器，兩個主要網路設備就用得嚇嚇叫了。畢竟當今無線網路技術成熟，許多家庭已經不太使用實體網路線，佈線的工作與集線器 (hub) 都可以省了。朋友家的網路，除了無線上網、還有無線印表機、MOD (Multimedia on Demand)，以及智慧家庭控制系統都在上面。 智慧家庭控制系統能被手機、平板等裝置連接，經由 Internet 遙控啟閉房子裡的空調，燈光或其它家電。

前一陣子他家的寬頻分享器發生故障了 (上圖中 ① 的位置)，頻頻當機造成網路無法正常連線，緊急救援措施就是換一台寬頻分享器。他家裡有一台閒置的 D-Link DIR-619L 無線寬頻分享器，無線寬頻分享器其實等效於寬頻分享器加上無線基地台的混合體，所以可以直接拿來替代壞掉的 Edimax，功能方面完全沒有問題。(註: 這台 DIR-619L 只拿來當寬頻分享器使用，所以下面章節就不用全名”無線寬頻分享器”，以免名稱過於冗長)

看起來相當複雜難懂的網路，將它拆解成幾個功能區塊，就比較容易了解了，請對照一下上面的網路圖一起看。

有兩個區塊，這次不深入討論，先做簡單介紹:

(A)圖片左下角的 MOD，是直接掛在光世代小烏龜的區網內，有兩台電視是用來收看 HiNet MOD 高畫質網路頻道。小烏龜底下的區網是獨立的，與寬頻分享器 DIR-619L 之後的區網不能直接連通。 

(B)圖片右上角的大量無線基地台 (AP，Access Point)，看起來頗壯觀，其實它們在這網路的作用，可簡化視為「無線轉有線」之用途，有線與無線等於橋接在一起。所有用戶端 IP 是由前面的寬頻分享器 DIR-619L 配發，即 DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) 功能，所以其後的所有裝置都屬於同一區域網路。AP 本身也會佔用一個 IP，它是直接設定好的，不在動態配發的範圍內。大家可能有個疑問，要這麼多台 Wi-Fi AP 做什麼? 一個目的是確保在家裡各處都能有良好收訊，另一個則為上網控管 (例如，小朋友只允許連到有時間限制的某台 AP，避免他們半夜不睡覺玩手機)。 

本文的主角有三:

位置 ① 的寬頻分享器 D-Link DIR-619L，它是區網的重心，一方面負責連接 Internet，同時也擔任其後所有裝置的 DHCP 及預設閘道 (default gateway)。 

位置 ② 的智慧家庭控制伺服器，實際上是屬於私人網段的 192.168.0.x 內，寬頻分享器需要配合做一些設定，才能將控制流量導引給它。 

位置 ③ 的部份與前面講到的無線基地台器，架構與設定都是類似的，特別指出來，是因為此處掛了一台跑 TeamViewer 的筆電，對遠端控制很重要。 

所以，當聚焦在上面的 ①②③，其他部份都能被忽略掉，可簡化成以下架構圖。 不深入討論的區塊全部被打上馬賽克，故意淡化視覺關注度後，網路是不是變得單純多了?

我以 TeamViewer 連線進去支援，主要是爭取時效，如果請廠商排班處理恐怕得多花幾天時間，因為他的家人隨時都會用到網路，尤其是暑假期間更是不能等。我能成功解救的條件只有一個，必須設法取得原來的 Edimax 寬頻分享器之設定值，然後 1:1 比照辦理將 D-Link DIR-619L 設定完成。 (註: 此處是指功能上的 1:1，真正的 1:1 需要另一台完全同款的機種才能辦到)

第一次嘗試是透過 4G 熱點分享，讓朋友位於 ③ 的筆電以手機 Wi-Fi 方式先連到 Internet，此筆電另有實體網路線連接到尚未設定完成的 DIR-619L。原本想利用雙網卡的模式進行控制，我的電腦經由 TeamViewer 連到他的筆電沒問題，但不知為什麼無法控制到實體網路線另一端的 DIR-619L。

時間頗為緊張，不容許慢慢排除障礙，商議後馬上改用備用方案。備用方案是兩人協同合作，由朋友就近操作 DIR-619L，我則開啟使用手冊 PDF 對照，有問題時再透過 LINE 提供意見，做非同步間接式的設定。第一次設定是使用動態 PPPoE，這是根據以前記錄下的 memo，但沒有成功 (後來確認，是因 HiNet PPPoE 撥接 ID 輸入不完全所致)。

第二次讓 DIR-619L 內建的「快速設定精靈」自動偵測，抓到的寬頻網路連線模式為動態「 IP 位址(DHCP)」這是中華電信光世代小烏龜支援的多種連線模式之一。小烏龜不僅能自己撥通 PPPoE，同時兼具橋接器 (bridge) 與 DHCP 等複合功能。簡單說，位於次一層的 DIR-619L 不必靠自己撥接 PPPoE，只要選用 DHCP 模式讓小烏龜給個 IP，一樣能夠連上 Internet。此刻 DIR-619L 後面的網路設備皆可以順利上網了，至少朋友家的小孩不會吵了，證明它的替代性。但網路還不算全部復原，因為尚有部份拼圖不完整。

目前 DIR-619L 寬頻分享器已經可以與外面的 Internet 通訊，因此 ③ 的 AP 與筆電都能照我想要的模式運作了，所以我的電腦不僅可以透過 TeamViewer 以遠端方式連到友人筆電，還可再用瀏覽器控制同一區網內的 DIR-619L，藉由 web 管理界面修改它的參數值。

朋友花了一些時間，仍找不到舊寬頻分享器的紙本設定資料或留底電子檔，不得已只能把腦筋動回 Edimax。無論如何都要設法把參數值挖掘出來，否則就有請廠商了。這台故障 Edimix 勉強可開機，困難之處是每數十秒或幾分不等就無預期當機，不在現場沒辦法處理。所以這任務是朋友需要單獨努力的部份，費了一番功夫，總算把所有參數設定與狀態畫面全部擷取下來，有這份資料在手就不用怕，可以放心讓 Edimax 功成身退了。

如法炮製，把所有 Edimax 參數值依 DIR-619L 慣用選單重新設定好。第一個確定的是 PPPoE 靜態連線，特徵為用戶識別碼以 ip.hinet.net 結尾，且需要填入 Hinet 給的固定 IP 值，即 1.34.x.x。其最大意義為，有了固定 IP，撥通後這台機器就具備唯一的合法位址，外界 Internet 的電腦或裝置就能夠找到它並與之通訊。

1.34.x.x 其實就是朋友的智慧家庭控制伺服器對外 IP，正常使用下，不論網內或網外，都可以透過此 IP 連線到智慧家庭控制伺服器。它不能變來變去，不然其他裝置會找不到，這就是它需要一個固定 IP 的真正原因。

問題是，目前為止從外面 Internet 進來的智慧家庭控制流量，還只能到達 DIR-619L 為止，因為 DIR-619L 並不知道下一步要將這特定流量導引到內部那台電腦去。智慧家庭控制網路流量實際上是運用到通訊埠 TCP port 5900，它是指邏輯意義的 port，為通訊通道的概念，換一種角度看即對應到 TCP/IP 某一服務。舉例說，常見的 TCP port 80 是對應到 http (WWW)，而 ftp 則有用到 TCP port 20 與 21。TCP port 5900 是什麼服務? 它對應到 VNC (Virtual Network Computing)，為一種使用 RFB (remote framebuffer) 協定的螢幕畫面分享及遠端操作軟體。此軟體藉由網路，可傳送觸控、鍵盤與滑鼠的動作與即時的螢幕畫面。白話一點講，手機或電腦是透過 VNC 應用軟體去遙控智慧家庭控制伺服器，該伺服器再依遠端按下的命令，執行空調，燈光或其它家電之啟閉。

智慧家庭控制伺服器的內網 IP 為 192.168.0.30，必須在寬頻分享器做好設定，其目的是讓 DIR-619L 於收到 VNC 服務 (TCP port 5900) 時，將之轉送到 192.168.0.30，功效是實體 IP 與網路內的虛擬伺服器 IP 互相對應起來 (註: 智慧家庭控制伺服器位於私人內部網路，不屬於實體 IP 位址，所以另一稱法為虛擬)。當友人在手機執行 VNC 家庭控制應用軟體連接 1.34.x.x 之際，資料會一路被送達寬頻分享器。由於 DIR-619L 機器內定義了虛擬伺服器，資料將依指示繼續被傳給 192.168.0.30，整段通訊路徑完整了，實際的家庭控制功能才得以實現!

不同廠牌設備之虛擬伺服器設定頁面的標題可能不太一樣，所以不同機種間需要比對一下。例如原來的 Edimax 是被放在虛擬伺服器選單內，但 DIR-619L 則稱之為通訊埠轉傳規則，也有別的廠牌歸類在端口觸發、網路地址轉換 (NAT = Network Address Translation) 、通訊埠觸發程式、虛擬伺服器、 Forwarding、Virtual Servers 或 Port Triggering，幸好其設定方式大同小異。

除了本文介紹的硬體設備家庭控制伺服器會用到通訊埠轉傳，部份應用程式也需要用到它。例如抓檔軟體 eMule，其預設通訊埠值是 4662 (TCP) 與 4672 (UDP)，必須用類似的方法完成設定，否則 eMule 將不能使用高-ID 模式進行傳輸。

下面的頁面可定義寬頻分享器自身的區網 IP 以及 DHCP 的 IP 範圍。寬頻分享器通常就是沿用 192.168.0.1 這個預設值就可以了，透過瀏覽器進入管理界面時需要用到它。DHCP 目前是開啟的，提供的範圍為 192.168.0.2 到 192.168.0.128，意即可支援 127 台裝置或設備，如手機或平板這類單純的用戶端，有一個配發的動態 IP 便能工作。

此實例中 192.168.0.129 到 192.168.0.254 不屬於 DHCP 的自動配發區間，因此內部網路需要使用固定不變 IP 的電腦或設備，例如 AP 或印表機等，原則上應該手動指定 DHCP 外的 IP。

我注意到家庭控制伺服器的內網 IP 為 192.168.0.30，不知為什麼原來的設定工程師會讓它落在 DHCP 範圍內? 這有 IP 衝突的疑慮。檢視了 Edimax 的頁面，裡面沒看到位址保留 (Address Reservation)的設定，此技巧是讓電腦的 MAC address (媒體存取控制位址)與 DHCP 內的某一 IP 綁在一起，這樣就能持續使用，也就是 DHCP 之下的固定 IP 用法。

現在不發生 IP 衝突，我判斷最可能原因是網路裝置/設備還不滿 28 部 (192.168.0.2到 192.168.0.29)，且 DHCP 的 IP 租期是以原使用者優先續租為原則，所以被 DHCP 配發出去的 IP 仍在靠前段範圍，尚未觸及到 192.168.0.30。

不過目前使用上均正常良好，暫時先註記起來這個潛在問題就好，未來處理方式，可以運用位址保留、變動 DHCP 可用區間 (例如從 192.168.0.31 到 192.168.0.157 or 類似範圍)，或調整家庭控制伺服器為 DHCP 以外的 IP 等方式。當然，前兩者會比較優先，這樣就完全不必更動到家庭控制伺服器了。

如果需要檢查 IP 是否有衝突，我推薦 Angry IP Scanner，它是精確又方便的免安裝小工具。不論電腦/網路設備是透過無線或有線，Angry IP Scanner 都能檢查到，還一併提供了 ping 的回應時間測試報告。

朋友實際上是在 iPad 或 iPad 安裝 Mocha VNC Lite 來遙控家庭控制伺服器，能抓到網路就能連線進去，只要對方支援 VNC，不管是 Mac 或 Windows PC 都行。

這是實際的智慧家庭控制畫面，出門快到家前就能把空調與燈光先遙控開啟，一進門就立即享受舒適環境，是不是很方便?

以上頗長的描述是為了讓細節能完整呈現，歸納起來有三大重點:

一、 D-Link DIR-619L是朋友家的私人區域網路重心，它不僅負責統一配發 IP，且底下所有設備或裝置之對外連網都得經過它。由於 C 先生家裡網路的智慧家庭控制系統必須使用固定 IP，所以向 ISP 承租時需要將之考慮進去，它是透過靜態 PPPoE 撥接上網，確保 Internet 這側的 IP 每次都是固定不變的 1.34.x.x (Internet 這側也俗稱為WAN 端或廣域端)，讓此 IP 是永遠可被外界找到的。

二、 智慧家庭控制系統的 IP 192.168.0.30，原本是無法被任何外界真實 IP 的裝置觸及到的。其末端連接了實體控制電路板，用以啟閉房子內的空調，燈光或其它家電。藉由寬頻分享器之虛擬伺服器或端口觸發設定，連接到實體 IP 1.34.x.x 的外部 VNC 服務流量 (TCP port 5900)，能被轉送給 192.168.0.30 做進一步處理，構成完整的控制路徑。

三、TeamViewer 的應用蠻重要的，我不需要急忙趕到 C 先生家裡去，透過它可以直接從遠端進入他家裡網路，查看或修改網路設備之設定。TeamViewer 比起別的遠端控制軟體，厲害之處是運用了 TCP port 80 (http)來承載它的流量，這個服務就是瀏覽器用的，所以不容易擋住它。再來，它有一個強大雲端系統協助控制的電腦與被控的電腦，很多麻煩艱澀的設定都省了，當兩邊的電腦都安裝 TeamViewer 後，控制端的電腦只要輸入被控端的 9 位數夥伴 id 與密碼就可以連線。如果你三不五時需要扮演地下 MIS 工程師，TeamViewer 絕對是必裝軟體。

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Title:智慧家庭控制系統之應用 搭配HiNet 光世代固定撥接式 PPPoE(靜態 IP), TeamViewer遠端控制[網路教學]

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Edimax 是被放在虛擬伺服器選單內，但 DIR-619L 則稱之為通訊埠轉傳規則，也有別的廠牌歸類為端口觸發、網路地址轉換 (NAT = Network Address Translation) 、通訊埠觸發程式、虛擬伺服器、 Forwarding、Virtual Servers 或 Port Triggering，幸好其設定方式大同小異。