Dù cho các thiết bị trong nhà thông minh của bạn là thiết bị thông minh sẵn có hay được điều khiển thông qua ổ cắm thông minh và các tiện ích khác, tất cả đều cần các giao thức truyền thông đáng tin cậy để hoạt động. Cho dù chúng sử dụng Zigbee, Z-Wave, Matter, Thread, hay Wi-Fi và Bluetooth, mọi thiết bị đều cần cách để thông báo sự tồn tại của mình và để các thiết bị khác có thể điều khiển chúng hoặc thu thập thông tin từ các cảm biến.
Điều này cực kỳ quan trọng đối với các thiết bị không được truy cập thường xuyên, nhưng càng thiết yếu hơn nữa đối với những thiết bị như loa thông minh, camera an ninh hay hub smart home. Đây là những thiết bị có nhiều khả năng liên kết với nhau và dễ bộc lộ các vấn đề về lỗi giao tiếp, chẳng hạn như âm thanh bị rè, gián đoạn âm thanh hoặc video bị giật.
Các sự cố liên quan đến hub thường được khắc phục bằng cách sử dụng phần cứng tốt hơn chạy Home Assistant. Tuy nhiên, việc khắc phục các vấn đề về multicast lại không đơn giản như vậy, đặc biệt nếu bạn đã thêm các thiết bị IoT của mình vào một mạng riêng biệt để giữ cho mạng gia đình của bạn an toàn hơn.
Multicast Routing: Lỗ hổng bí ẩn trong mạng nhà thông minh
Cơ chế “thầm lặng” gây lỗi trước cả khi bạn kịp nhận ra
IP multicast là một công nghệ nền tảng của hệ sinh thái nhà thông minh. Dù là định tuyến âm thanh mượt mà giữa nhiều loa thông minh hay sử dụng trợ lý giọng nói để điều khiển vô số thiết bị IoT tích hợp trong công tắc đèn, ổ cắm, không gì có thể dễ dàng như vậy nếu thiếu multicast dưới hình thức này hay hình thức khác. Các thiết bị HomeKit sử dụng mDNS/Bonjour (mà bạn có thể nhận ra là công nghệ được iTunes sử dụng để cài đặt), trong khi hầu hết các thiết bị khác sử dụng SSDP (Simple Service Discovery Protocol) hoặc UPnP. Ngoài ra, có rất nhiều giao thức khám phá độc quyền tùy thuộc vào nhà sản xuất.
Các giao thức này có một chức năng chính: phát sóng thông tin trên mạng gia đình và lắng nghe phản hồi từ bất kỳ thiết bị khách nào. Sau đó, giao thức khám phá sẽ gửi thông tin về các dịch vụ có sẵn, dựa trên ai hoặc thứ gì phản hồi. Nó hơi giống một trò chơi Marco Polo điện tử, nhưng có thêm một chút thông tin bổ sung.
Hệ thống mạng lưới được quản lý gọn gàng với bộ chuyển mạch
Multicast đã hoạt động hiệu quả trong nhiều thập kỷ, nhưng nó được thiết kế cho mạng có dây. Do đó, nó có thể gây ra các vấn đề về thời gian truy cập (airtime issues) với mạng không dây, làm chậm tốc độ sử dụng mạng. Khi multicast ngừng hoạt động, bạn thường không nhận được cảnh báo nào ngoài việc các thiết bị không thể giao tiếp với nhau. Các dấu hiệu bao gồm loa thông minh không nhóm đúng cách, ứng dụng di động không thể điều khiển hệ sinh thái của chúng, các tính năng truyền phát hoặc phản chiếu như Chromecast hoặc AirPlay không hoạt động, và các thiết bị chỉ có thể giao tiếp với những thiết bị cùng kết nối với một điểm truy cập mạng.
Và tất nhiên, các tường lửa phần cứng hiện đại thường chặn multicast hoặc chỉ hỗ trợ multicast relay trên các gói đăng ký trả phí, gây khó khăn khi sử dụng phần cứng cấp doanh nghiệp trong nhà thông minh của bạn. Tuy nhiên, có những cách để khắc phục điều này, và bạn vẫn có thể duy trì các chính sách bảo mật cao trong khi tận dụng multicast để dễ dàng sử dụng.
Hướng dẫn khắc phục các vấn đề Multicast trong nhà thông minh
Thời điểm “đào sâu” cài đặt router của bạn
Nếu bạn đã đặt các thiết bị IoT của mình trên một VLAN riêng hoặc thậm chí trên một router riêng, bạn sẽ gặp vấn đề khi cố gắng điều khiển chúng từ mạng chính. Rõ ràng, nếu bạn đã đặt các quy tắc tường lửa cần thiết để các thiết bị IoT không thể giao tiếp với bất kỳ VLAN nào khác, làm thế nào để bạn điều khiển chúng từ phía bên kia? Một cách để đạt được điều này là cài đặt Home Assistant trên một thiết bị được kết nối với mạng chính và thiết lập các quy tắc tường lửa cụ thể cho phép HA giao tiếp với VLAN IoT.
Đối với hầu hết các trường hợp, điều đó có thể là đủ, nhưng đối với việc khám phá mạng, luồng âm thanh hoặc video multicast, và một vài thứ khác, bạn sẽ gặp sự cố. Một số router hoặc tường lửa hỗ trợ SSDP Relay, tính năng này truyền các truy vấn phát sóng từ một mạng hoặc VLAN sang các mạng LAN khác. Ví dụ, thiết bị Firewalla của tôi có tính năng này, giúp việc xử lý loa thông minh và Chromecast dễ dàng hơn nhiều trong khi chỉ giảm một lượng nhỏ bảo mật. Hoặc bạn có thể chạy Avahi như một mDNS proxy để tạo các kết nối tương tự.
| Vấn đề | Triệu chứng | Khắc phục |
|---|---|---|
| Multicast bị vô hiệu hóa trên router | Thiết bị không tìm thấy nhau | Bật multicast/IGMP snooping |
| Thiếu IGMP querier | Multicast không hoạt động qua các switch | Bật/cấu hình IGMP querier |
| Lỗi cầu nối có dây/không dây | Thiết bị có dây và không dây không kết nối | Cập nhật firmware hoặc dùng router tốt hơn |
| Lỗi kiểm tra RPF | Một số thiết bị không nhận multicast | Sửa bảng định tuyến unicast |
| Cấu hình giao thức multicast không nhất quán | Multicast chỉ hoạt động trên một số phân đoạn | Tiêu chuẩn hóa cài đặt giao thức |
Ngoài ra, không phải mọi router đều bật hoàn toàn multicast. Do đó, các router AiMesh của Asus có thể không truyền lưu lượng multicast giữa các nút, và một số router khác có thể không truyền lưu lượng multicast giữa các phân đoạn có dây và không dây. IGMP Snooping là một tính năng mà bạn nên bật trên tường lửa hoặc router của mình, nếu có thể, vì nó làm giảm lượng lưu lượng multicast được gửi đi trên mạng của bạn. Tuy nhiên, một số cấu hình mạng với nhiều router hoặc switch có thể yêu cầu một IGMP querier đi kèm để hoạt động chính xác, mà không chặn tất cả lưu lượng multicast.
Trước đây, các router Apple AirPort hoặc những router có thể chạy firmware tùy chỉnh như DD-WRT hay OpenWrt, là lựa chọn tốt nhất cho việc hỗ trợ multicast. Điều này hiện không còn là lựa chọn cho hầu hết người dùng, nhưng multicast đã nhận được nhiều sự hỗ trợ hơn trên các router tiêu dùng, vì vậy nó ít gây vấn đề hơn so với trước đây. Trừ khi, tất nhiên, bạn là một kỹ sư mạng “cũ” kiên quyết không để các thiết bị IoT truy cập internet vì chúng có thể biến thành một botnet. Trong trường hợp đó, sẽ cần thêm một chút thời gian cài đặt.
Router Netgear hiển thị mạng Wi-Fi IoT, Khách và chuẩn trên điện thoại Android
Các thiết bị nhà thông minh là sự pha trộn giữa sự khéo léo và những vấn đề phiền toái. Tôi thường thấy rằng những quyết định thiết kế giúp chúng dễ dàng cài đặt lại chính là những nguyên nhân gây ra nhiều vấn đề nhất theo thời gian, và multicast là một trong số đó. Khi nó hoạt động, gần như kỳ diệu khi ngôi nhà thông minh của bạn vận hành trơn tru và dễ dàng. Khi nó lỗi, đó là một vấn đề ngấm ngầm mà bạn có thể bỏ qua, vì có thể có hàng tá lý do khác khiến các thiết bị của bạn đột nhiên ngừng giao tiếp với nhau. Tuy nhiên, đây là một điểm đáng lưu ý, vì nó là một điều nhanh chóng để kiểm tra nếu nhà thông minh của bạn ngừng hoạt động, và có thể giúp bạn tiết kiệm chi phí thay thế đắt đỏ.
Bạn đã từng gặp phải vấn đề với multicast trong hệ thống nhà thông minh của mình chưa? Hãy chia sẻ kinh nghiệm và giải pháp của bạn dưới phần bình luận để chúng ta cùng xây dựng một cộng đồng thichthuthuat.com vững mạnh!
