Với tư cách là một người đã tốt nghiệp ngành khoa học máy tính và có nhiều năm kinh nghiệm, tôi tự tin rằng mình có một nền tảng vững chắc về mọi thứ liên quan đến máy tính. Tôi có thể giải quyết hầu hết các vấn đề, và mặc dù mạng là một lĩnh vực tôi đã dành nhiều thời gian nghiên cứu và thực sự yêu thích, nhưng việc nắm vững một số chi tiết sâu hơn vẫn là một thách thức. Đó là lý do tại sao, khi xây dựng hệ thống nhà thông minh (smart home) của mình, tôi đã tập trung vào việc thực hiện đúng ngay từ đầu.
Qua rất nhiều tài liệu đọc, nghiên cứu và cả những lần thử nghiệm thất bại, tôi đã học được vô số điều về mạng trong vài tháng qua. Mặc dù tôi đã triển khai các hệ thống cơ bản như Home Assistant từ hơn một năm trước, nhưng chỉ gần đây tôi mới thực sự quyết định đầu tư toàn lực. Dưới đây là 5 bài học quan trọng nhất mà tôi đã đúc kết được trong hành trình tối ưu mạng gia đình thông minh của mình.
1. Đừng ngại tìm kiếm: Hầu hết vấn đề đã có người giải quyết
Hoặc ít nhất là một vấn đề tương tự
Đã có vô số lần tôi phải đối mặt với một vấn đề kỹ thuật, chỉ để rồi sau khi nghiên cứu, tôi phát hiện ra rằng đã có người từng gặp phải vấn đề tương tự, hoặc ít nhất là một trường hợp rất giống. Một ví dụ điển hình là khi tôi triển khai OPNsense, một nền tảng tường lửa và định tuyến được thiết kế để thay thế router truyền thống. Tôi kết nối với nhà cung cấp dịch vụ internet (ISP) qua giao thức PPPoE (Point-to-Point Protocol over Ethernet), và router mà Vodafone (ISP của tôi) cung cấp đã được cấu hình sẵn để hoạt động ngay lập tức, đúng như mong đợi. Thực tế, đó không phải là một router tệ, mặc dù trước đây tôi chỉ dùng nó như một cầu nối (bridge) cho mạng mesh của mình, vốn là cách chính tôi kết nối internet từ các thiết bị không dây.
Tuy nhiên, Vodafone cũng yêu cầu router kết nối phải có thẻ VLAN (VLAN tag) là 10, nơi thẻ VLAN được một số nhà cung cấp sử dụng để phân tách các dịch vụ. Tôi gặp khó khăn trong việc cấu hình điều này một cách độc lập, vì tôi cần kết nối giao diện WAN (kết nối ra bên ngoài) của mình với thiết bị đầu cuối mạng quang (Optical Network Terminal – ONT). Điều này có nghĩa là phải cấu hình một thiết bị PPPoE, gán thẻ VLAN cho nó, và sau đó gán thiết bị PPPoE này cho giao diện WAN của tôi để yêu cầu địa chỉ IP từ ISP.
Hóa ra, đây là một vấn đề tương đối ngách ở Ireland, vì có rất ít kết quả mà mọi người đã đạt được chính xác điều tôi đang cố gắng thực hiện và công khai tài liệu hướng dẫn. Thậm chí còn ít hơn những tài liệu cung cấp hướng dẫn chi tiết. Những tài liệu có sẵn thường cung cấp thông tin liên quan đến pfSense (mặc dù tương tự, nhưng không hoàn toàn giúp ích cho tình huống cụ thể của tôi), hoặc là các bài viết cũ hơn dựa trên OPNsense. Tuy nhiên, tôi nhận ra rằng quy trình này sẽ tương tự trên các ISP khác ở các quốc gia khác (chỉ với các con số khác nhau), vì vậy tôi đã nghiên cứu những gì người khác đã làm và tìm thấy nhiều ví dụ về cách cấu hình hệ thống chính xác như vậy ở các quốc gia như Hà Lan, Đức và thậm chí cả Úc.
Mặc dù bạn có thể không tìm thấy giải pháp chính xác cho vấn đề của mình trực tuyến, nhưng rất có thể đã có ai đó có trải nghiệm tương tự. Nếu bạn suy nghĩ rộng hơn một chút, bạn có thể tìm kiếm các vấn đề tương tự mà có thể giúp ích cho bạn. Giờ đây, tôi đã có router riêng mà tôi kiểm soát, và tôi đã có thể kích hoạt các tính năng như phát hiện xâm nhập (intrusion detection) mà tôi chưa bao giờ mơ tới trên router của ISP.
2. Một số lo ngại tiềm ẩn có thể bị phóng đại
Nhưng hãy luôn nhận thức về chúng
Cảm biến nhiệt độ độ ẩm Sonoff Zigbee hoạt động ổn định bất chấp nhiễu sóng
Khi tôi xây dựng mạng Zigbee của mình, tôi đã rất cẩn thận tuân theo tất cả các lời khuyên trực tuyến liên quan đến nhiễu sóng. Tôi đã sử dụng một bộ mở rộng USB, đảm bảo rằng các kênh Wi-Fi của tôi không bị chồng chéo, và chắc chắn rằng bộ mở rộng USB của tôi là USB 2.0, không phải USB 3.0. Lý do sau cùng là vì nhiều người trực tuyến nói rằng USB 3.0 gây nhiễu cho nhiều dongle Zigbee. Điều này dẫn đến một thiết lập khá phức tạp để đảm bảo dongle của tôi không ở gần bất kỳ nút mạng mesh nào, và một đoạn dây cáp khá lộn xộn để đảm bảo dongle cách xa máy tính và không cắm vào cổng USB 3.0.
Sau đó, tôi chuyển Home Assistant, Zigbee2MQTT và các máy chủ MQTT của mình sang một host Proxmox riêng biệt trên một máy khác, nhằm tách các dịch vụ quan trọng nhất của tôi khỏi máy chủ chính, nơi tôi thường xuyên kiểm tra các container và cấu hình mới. Việc này bao gồm cả việc di chuyển dongle USB, và trong lúc vội vàng, tôi chỉ đơn giản cắm nó vào một cổng USB 3.0 ở phía sau máy mới. Tệ hơn nữa, nó được đặt ngay bên cạnh một trong các nút mạng mesh của tôi. Mãi sau này tôi mới nhận ra mình đã làm gì, nhưng mạng Zigbee của tôi vẫn tiếp tục hoạt động bình thường.
Mặc dù điều này không có nghĩa là bạn không nên tuân thủ các thực hành tốt nhất, sự thật là đôi khi những thực hành đó có thể cực kỳ bất tiện, và đáng để thử cách bạn muốn trước tiên. Mạng Zigbee cũng không gây thiệt hại lớn khi nó ngừng hoạt động, vì vậy có một yếu tố đánh giá rủi ro ở đây. Bạn có thể dễ dàng cấu hình lại và xây dựng lại mạng của mình nếu có vấn đề lớn, đặc biệt nếu thông tin từ các thiết bị của bạn đang được gửi đến máy chủ MQTT hoặc được xử lý và ghi log bởi một công cụ khác như Home Assistant. Tôi đã thấy những người khác nói rằng việc sử dụng cổng USB 3.0 và đặt dongle Zigbee của họ bên cạnh router Wi-Fi cũng không phải là vấn đề đối với họ. Vì vậy, mặc dù tôi không khuyên bạn cứ làm nhanh và chấp nhận hỏng hóc, nhưng nếu nó không làm hỏng mạng gia đình hoặc gây ra bất kỳ thiệt hại vĩnh viễn nào, đáng để thử cách “không hoàn hảo” trước nếu nó phù hợp với bạn hơn.
3. Biết khi nào nên chấp nhận rủi ro – và khi nào không
Đôi khi, mạo hiểm là một ý tưởng tồi
Tiếp nối từ điểm trước của tôi liên quan đến Zigbee, điều quan trọng vẫn là biết khi nào nên chấp nhận rủi ro. Khi tôi triển khai router OPNsense của mình, tôi biết rằng điều cực kỳ quan trọng là phải đảm bảo nó ổn định và dễ bảo trì. Mặc dù tôi có thể cài đặt thêm một loạt các dịch vụ khác cùng với nó, nhưng tôi đã quyết định không làm vậy. Vấn đề là, nếu router OPNsense của tôi ngừng hoạt động, toàn bộ mạng của tôi cùng với quyền truy cập internet cũng sẽ mất.
Trong trường hợp này, router OPNsense của tôi chỉ chạy router OPNsense. Nó được ảo hóa trong Proxmox (để khắc phục một bộ điều hợp Ethernet không có driver FreeBSD), nhưng ngoài ra, không có gì “không cần thiết” chạy trên đó. Nó được triển khai nguyên bản, với một tự động hóa để khởi động VM OPNsense của tôi khi khởi động nếu máy chủ đang chạy nó gặp sự cố hoặc mất điện. Tôi cũng có một cơ chế dự phòng (failover) để xử lý định tuyến LAN của tôi nếu VM OPNsense chính của tôi ngừng hoạt động (nhưng phần còn lại của mạng vẫn hoạt động), để tôi vẫn có thể kết nối dễ dàng và khắc phục sự cố.
Mặc dù tôi sẵn sàng chấp nhận rủi ro, nhưng tôi sẽ không mạo hiểm với các hệ thống quan trọng như thế này. Nếu có vẻ như thiệt hại tiềm tàng từ việc mạo hiểm của bạn là cao, thì có lẽ đó là một ý tưởng tồi khi chấp nhận rủi ro đó. Tôi thường sử dụng điều đó làm tiêu chí đánh giá cho các quyết định liên quan đến mạng của mình. Tôi sẽ vui vẻ thử nghiệm với mạng Zigbee của mình và một số container của tôi, nhưng tôi rất, rất cẩn thận với OPNsense của mình vì lý do này.
4. Tổ chức hợp lý là chìa khóa để quản lý mạng hiệu quả
Giúp bạn dễ dàng hơn trong tương lai
Switch mạng, NAS và router trong hệ thống mạng gia đình được tổ chức khoa học
Nếu bạn muốn xây dựng mạng của mình một cách đúng đắn, bạn sẽ cần phải lên kế hoạch trước. Đánh giá các thiết bị bạn có, những gì có sẵn cho bạn và kết quả cuối cùng bạn mong muốn. Đối với tôi, tôi có một kế hoạch khá đơn giản:
- Xây dựng một router tùy chỉnh để tôi có nhiều quyền kiểm soát hơn đối với mạng của mình.
- Tổ chức tốt hơn về các thiết bị và địa chỉ IP tĩnh.
- Ngăn chặn các thiết bị IoT (thường dễ bị tấn công) truy cập internet.
- Để lại không gian để mở rộng trong tương lai.
Đây là một kế hoạch khá đơn giản, và tôi khá chắc rằng nó sẽ phát triển thành một hệ thống mạnh mẽ hơn trong tương lai. Tôi có một switch mạng đơn giản kết nối với hộp OPNsense của mình (một TP-Link SG108), sau đó xử lý các kết nối đến máy chủ home lab chính, máy tính của tôi và mạng mesh. Điều này khá khả thi để mở rộng, và tôi không cần phải thay đổi quá nhiều trong tương lai nếu tôi muốn tiến thêm một bước nữa với việc bổ sung một switch quản lý (managed switch), chẳng hạn.
Mặt khác là tổ chức; mặc dù tôi có thể triển khai một phiên bản Netbox và quản lý cực kỳ chi tiết các thiết bị, tôi chỉ đơn giản sử dụng một Google Sheet để quản lý các địa chỉ IP tĩnh của mình, vốn được dự trữ bởi DHCP. Các phân đoạn mạng của tôi được dành riêng cho các thiết bị cụ thể, ví dụ: từ 192.168.1.70 đến 192.168.1.100 dành cho các dịch vụ tự host. Điều này giúp tôi dễ dàng nhớ vị trí các dịch vụ khi tôi cần truy cập chúng, và giữ mọi thứ ngăn nắp.
5. Thực hiện bảo mật đúng đắn ngay từ đầu
Nếu không tự xây dựng được, giải pháp đóng gói sẵn là lựa chọn tốt hơn
Giao diện người dùng web của Tailscale, một giải pháp VPN bảo mật cho mạng gia đình
Bảo mật là cực kỳ quan trọng khi nói đến mạng. Theo Đại học Maryland, trung bình một máy tính có thể bị tấn công tự động cứ sau 39 giây, chủ yếu cố gắng truy cập các dịch vụ được xác định bằng các tổ hợp đơn giản của tên người dùng và mật khẩu phổ biến. Mặc dù đây không phải là vấn đề đối với hầu hết mọi người, vì router của bạn sẽ lọc chúng ra, nhưng ngay khi bạn bước vào thế giới tự host các dịch vụ, phơi bày dịch vụ ra internet, và thậm chí tự host router OPNsense hoặc pfSense của riêng mình, bảo mật đột nhiên trở thành trách nhiệm của bạn một cách rất lớn.
Mặc dù một số người có thể cho rằng các công cụ như Tailscale làm mất đi tinh thần tự làm (do-it-yourself) của home labbing, nhưng sự thật là không phải ai cũng cần, muốn, hoặc quan tâm đến việc tìm hiểu một số khía cạnh cụ thể của home labbing và tự host, và điều đó hoàn toàn ổn. Nếu ai đó không quan tâm, hoặc không có kiến thức về cách triển khai OpenVPN, Wireguard, hoặc một reverse proxy để truy cập các dịch vụ của họ từ xa một cách an toàn và bảo mật, thì một công cụ như Tailscale đơn giản là tốt hơn. Ngay cả khi bạn cho rằng việc đưa một dịch vụ dựa trên đám mây như Tailscale vào mạng của bạn làm mất đi mục đích tự host, nó vẫn an toàn hơn đáng kể so với việc bạn tự triển khai một hệ thống bảo mật kém chất lượng chỉ vì bạn cảm thấy mình phải tự host mọi thứ. Một giải pháp đóng gói sẵn được thực hiện đúng đắn sẽ tốt hơn một triển khai kém cỏi mà thực sự làm cho mạng của bạn kém an toàn hơn.
Đó là lý do tại sao, khi xây dựng mạng của bạn lần đầu tiên, bạn nên tuân theo các nguyên tắc không tin cậy (zero-trust). Điều đó có nghĩa là “không bao giờ tin tưởng, luôn xác minh”. Nếu bạn host các dịch vụ chỉ có thể truy cập thông qua một VPN Wireguard tự host, chẳng hạn, điều đó không có nghĩa là bạn không nên có mật khẩu để đăng nhập vào các dịch vụ tự host của mình. Bạn cũng không nên phơi bày hoàn toàn các chia sẻ dữ liệu qua mạng của mình. Luôn giả định rằng một kẻ tấn công độc hại đang cố gắng xâm nhập vào mạng của bạn, và sau đó luôn giả định rằng chúng đã ở trong mạng của bạn. Sau đó, hãy nghĩ về các bước bạn sẽ thực hiện để ngăn chặn thiệt hại tiềm tàng.
Tóm lại, việc xây dựng và tối ưu mạng gia đình thông minh là một hành trình thú vị nhưng đầy thử thách. Qua 5 bài học được chia sẻ, hy vọng bạn đã có cái nhìn rõ ràng hơn về cách tiếp cận các vấn đề từ tìm kiếm giải pháp, đánh giá rủi ro, tổ chức khoa học đến việc ưu tiên bảo mật. Hãy nhớ rằng, sự chủ động và cẩn trọng ngay từ đầu sẽ giúp bạn xây dựng một hệ thống mạng ổn định, an toàn và dễ dàng quản lý trong dài hạn.
Bạn đã học được bài học nào trong quá trình xây dựng mạng gia đình của mình? Hãy chia sẻ ý kiến và kinh nghiệm của bạn trong phần bình luận bên dưới, hoặc khám phá thêm các thủ thuật công nghệ khác trên congnghetonghop.com!
