家庭实验室系列文章 - 电脑如何配置网络唤醒 (WOL)?

本文最后更新于:2022年11月20日 下午

前言

其实这个专题很久很久之前就想写了,但是一直因为各种原因拖着没动笔。

…(此处省略个中艰难岁月)…
我和太太最终一起在一线城市周边的某二线城市买了房。
再之后,一起装修,她负责非电相关,我负责电 网相关的装修。
家庭组网,家庭实验室就这么一步一步随着家庭的组建而组建了起来:

  1. 家庭有线无线组网
  2. 智能家居
  3. NAS
  4. 公网 IP 和 IPv6
  5. Wake Online (WOL)
  6. 家庭网络安全 (😂看了防火墙日志,才知道被 hack 的频率能有多高)
  7. 玩转树莓派
  8. 组建 Full Mesh 网络
  9. 手机 PAD 远程控制电脑

有了所谓的 " 家庭实验室 ", 我的自身专业技能有了更多实验机会和试炼场,对新的技术了解不再浮于表面;
有了所谓的 " 家庭实验室 ", 即使两地奔波,也能通过手机看到我们,以及小孩经历的每一个点点滴滴,幸福萦绕心头。…

理工男难得这么矫情一下,此为前言。…

系列文章:

Wake-on-LAN(WOL) 简介

LAN 唤醒(WoL 或 WOL)是以太网或令牌环计算机网络标准,允许通过网络消息打开或唤醒计算机。

消息通常由在连接到 同一局域网 的设备上执行的程序发送到目标计算机。

以太网连接(包括家庭和工作网络、无线数据网络和 Internet 本身)都基于计算机之间发送的帧。 WoL 是使用一种特殊设计的称为 魔术包的帧 来实现的,魔术包被发送到网络中的所有计算机,其中包括要被唤醒的计算机。 魔术分组包含 目的地计算机的 MAC 地址 、内置在计算机中的每个网络接口卡(“NIC”)或其它以太网设备中的标识号,其使得它能够在网络上被唯一地识别和寻址。 具有 LAN 唤醒功能的已关机或关闭的计算机将包含能够 在系统关机时以低功耗模式“侦听”传入数据包 的网络设备。 如果接收到指向设备 MAC 地址的魔术包,网卡会向计算机的电源或主板发出信号,以启动系统唤醒,其方式与按下电源按钮的方式相同。

魔术分组在 数据链路层(OSI 模型中的第 2 层)上被发送,并且当被发送时,使用网络广播地址被广播到给定网络上的所有附接的设备;不使用 IP 地址(OSI 模型中的第 3 层)。

由于 LAN 唤醒是基于广播技术构建的,因此 通常只能在当前网络子网 内使用。 不过,也有一些例外情况,LAN 唤醒实际上可以在任何网络上运维,只要配置和硬件适当,包括通过互联网进行远程唤醒。

为了使 LAN 唤醒工作,网络接口的某些部分需要保持打开状态。这会消耗少量的待机功率,比正常工作功率少得多。 链路速度通常被降低到不浪费功率的最低可能速度(例如,千兆以太网 NIC 仅维持 ** 10 Mbit/s 的链路 **)。

网络唤醒 (WOL) 的前提条件

硬件: (几乎现在的所有电脑都满足)

  • 电源:支持 ATX 2.01 标准
  • 主板:支持 PCIE 2.2 标准

主板 BIOS:

  • 启用 PCIE 设备唤醒(可能会有很多不同的名字,关键词:“wake” “wol” “PCIE” “Power On” 等)

电脑电源设置和状态:

  • S3(一般是 睡眠)
  • S4(一般是 休眠)
  • S5(一般是 关机)

配置得当后,主板在这些状态下,网卡会处于待机 (standby) 状态。可以随时被魔术包唤醒。

有线网卡配置(必须是有线网卡):

启用如下配置:

  • 允许此设备唤醒计算机
    • 只允许幻数据包唤醒计算机

WOL 完整配置

BIOS 配置

这里以 MSI B450 迫击炮 主板为例,开机后按 DEL 键进入 BIOS 设置,BIOS 界面左上角有个 🔍 样式的搜索按钮,直接搜索关键词 “PCIE” 即可找到:“PCIE 设备唤醒” 选项,将其设置为 允许. 如下图:

MSI BIOS - PCIe 设备唤醒

Windows 电源选项设置

⚠️注意:

适用于 windows 8.1 以上,win7 快速启动 选项不是默认启用项。

进入 控制面板 -> 电源选项 -> 系统设置:

关闭 启用快速启动(推荐), 如下图:

关闭

另外提一句,休眠可以开启,休眠状态下是可以被唤醒的。

详细说明如下:

📚Reference:

System Power States - Win32 apps | Microsoft Learn

快速启动是一种使用休眠文件来加快后续启动速度的关机类型。

当使用快速启动时,即使系统实际上已经属于 S4 状态,系统对用户来说也好像发生了完全关机(S5)。 系统此时不会响应设备唤醒。

📝 备注:

从 Windows 8 开始,当请求系统关机时,快速启动是默认选项。

这也是为什么建议关闭 启用快速启动(推荐)

一般情况下,我们都是可以从 休眠 状态网络唤醒设备的,如果主板支持,甚至可以在 关机 (S5) 状态网络唤醒设备。

具体说明如下:

📚Reference:

WOL 在软关闭(S5)时不受 (windows) 正式支持。 但是,某些系统上的 BIOS 可能支持配置 NIC 以进行唤醒,即使该过程中不涉及 Windows。

这里以 MSI B450 迫击炮 主板为例,相关的设置如下:

BIOS - 唤醒事件管理

BIOS - 唤醒事件管理 - BIOS

BIOS - 板载网卡控制器

启用了以上选项后, 我的电脑可以直接在关机(S5) 状态下被 WOL 唤醒. (供参考)

有线网卡配置

首先,最重要的📌📌📌, 一定要注意,先手动安装或更新 对应操作系统版本的有线网卡 驱动 (win10 就下载对应的 win10 网卡驱动,win11 就下载对应的 win11 网卡驱动), 确保已成功安装完整的官方驱动,而不是 window 自动安装的驱动. windows 自动安装的驱动可能无法实现 WOL 功能。

还是以我的 MSI B450 迫击炮为例,在 MSI 官网下载 PCIE 网卡驱动,驱动包如下图:

对应操作系统版本的驱动包

这里以 Realtek PCIe 系列为例,配置如下:

控制面板 -> 网络连接 -> 选择对应的 有线网卡 , 右键 -> 属性 -> 配置, 如下图:

适配器属性

进入 有线网卡配置 后,选择 高级 , 开启与唤醒有关 的所有功能,关闭与环保节能有关 的所有功能,示例如下:

开启 关机网络唤醒

关闭 环保节能

关闭 节能乙太网络

开启 魔术封包唤醒

网络唤醒和关机连接速度 - 10 Mbps 优先

开启 样式对比唤醒

接下来,进入 电源管理 标签页,勾选:

  • 允许计算机关闭此设备以节约电源
  • 允许此设备唤醒计算机
    • 只允许幻数据包唤醒计算机

网卡电源管理 - 全部勾选

详细说明如下:

Q: 为什么勾选 只允许幻数据包唤醒计算机?
A: 如不勾选,可能会被时不时 误唤醒

实战 WOL

以上 主板 BIOS 系统电源选项 网卡配置 都设置好之后,就可以进行 WOL 了。

WOL 客户端前提

  • 需要和被唤醒设备在同一局域网内
  • 需要安装 WOL Client 相关软件(安卓,Linux, Windows 等版本都有)
  • 需要知道被唤醒设备的 MAC 地址(能知道 IP 地址更好,且 IP 地址固定更更好)

步骤

📝Notes:

这里以 Linux 或类似(树莓派或路由器) 和 安卓为例。

Linux 端实战 WOL

安装 WOL Client: etherwake (这里也有好几种 WOL Client, 这里以这一款为例)

1
sudo apt install -y etherwake

安装后,在被唤醒设备处于 休眠 状态下,执行唤醒:

1
etherwake -i eth0 -p 192.168.2.32 2C:F0:xx:xx:xx:5E

说明:

  • -i eth0: 通过哪个 WOL Client 的网卡发送魔术包,可以通过 ifconfigip address 找到和被唤醒设备在同一局域网的网卡名称,如下图:
    ip address
    🔺这里我的局域网是 192.168.2.0/24, 所以选择:eth0wlan0 都可以
  • -p 192.168.2.32: 被唤醒设备的 IP 地址
  • 2C:F0:xx:xx:xx:5E: 被唤醒设备的 MAC 地址

成功唤醒!

安卓端实战 WOL

这里推荐安装:WolOn 这款 WOL Client.

先输入被唤醒设备的相关信息,如下:

Android 录入 被唤醒设备信息

🔺MAC 地址必填,其他非必填

保存后,点击这一条,会出现摇晃🍺的过渡动画,然后就可以成功唤醒,如下图:

唤醒过程

Android 成功唤醒 Windows

🎉🎉🎉

我的 WOL 用法

对于 Home Lab 来说,主要的用法都是这样的场景:

  • 人在外地
  • 家里高配台式机在 休眠
  • 希望通过 互联网 WOL 家里的台式机

这里主要有 2 种思路:

  1. 将家里台式机的网络唤醒端口映射到互联网上
    1. 这样直接通过 WOL Client 访问互联网指定端口,WOL Client -- 互联网–> 互联网对应的 WOL 端口 ----> 相当于局域网网关去唤醒指定设备
    2. 但是有前提:有公网 IP
    3. 也有一定的劣势:暴露在公网,不太安全
  2. 家里放一台 Always On 的小设备(如:软路由,树莓派,NAS 等), 再将人带在外地的设备(如手机或 pad) 和家里的设备组建一个 Full Mesh 内网(或者家里某一台可以内网穿透连接到也行)
    1. 通过 Full Mesh 内网登录到 Always On 的小设备上
    2. 再通过该设备执行 WOL
    3. 这样会更加安全。

我用的就是第二种,理由如下:

  1. 此前曾开放到公网上,被 Hack 的频率太高了,吓到我了,我可不想成为肉鸡;
  2. 联系电信运营商要了个公网 IPv4, 用了一段时间,突然被悄悄滴收回去了😂
  3. IPv6 吧,在外地的环境不可能永远都有 IPv6 地址可以使用。
  4. 最后:安全,安全,还是安全!

总结

本文我们详细介绍了 WOL 的基本原理,以及使用场景。
并总结和 windows 电脑启用 WOL 需要配置的几个环节:

  1. 主板 BIOS
  2. Windows 系统电源选项
  3. 有线网卡配置

以及 WOL Client 的使用。

最后,也根据自己的使用情况,对 WOL 稍微做了延申,更贴近实际应用场景。
希望本文对大家有所帮助~ 😘😘😘


家庭实验室系列文章 - 电脑如何配置网络唤醒 (WOL)?
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作者
东风微鸣
发布于
2022年11月20日
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