Dopo la pubblicazione di questa esperienza sulla Sky Community sono emerse ulteriori informazioni sull'architettura di rete di Sky Q. È stato confermato che il sistema utilizza normalmente un MAC virtuale associato al router interno del box Q. Questo permette di distinguere meglio il comportamento normale di Sky Q dall'anomalia descritta in questo articolo: nel nostro caso i MAC virtuali/proxy comparivano associati agli indirizzi IP di altri dispositivi della LAN, compreso quello del gateway. La soluzione descritta più avanti – isolamento di Sky Q dietro un secondo router e una subnet separata – continua nel frattempo a funzionare: la rete principale è rimasta stabile.
Da diverso tempo la mia rete domestica era affetta da un problema tanto intermittente quanto difficile da diagnosticare: improvvisamente alcune parti della LAN diventavano irraggiungibili, il router non rispondeva più e la connessione Internet risultava inutilizzabile, mentre altri dispositivi locali continuavano tranquillamente a comunicare.
Dopo molte verifiche su router, switch e cablaggi, siamo arrivati a una causa del tutto inaspettata: il ramo della rete sul quale era collegato Sky Q.
Racconto qui l'intera esperienza perché potrebbe essere utile a chi utilizza Sky Q collegato via Ethernet e sta cercando di risolvere conflitti IP, MAC address sconosciuti o blocchi apparentemente inspiegabili della propria rete LAN.
I sintomi
La mia rete domestica è piuttosto articolata. Utilizza un FRITZ!Box come router e server DHCP, diversi switch Ethernet gestiti, access point Wi-Fi, NAS, telecamere, NVR e numerosi altri dispositivi.
La rete principale utilizza la subnet:
192.168.1.0/24
e il FRITZ!Box, che costituisce il gateway della rete, utilizza:
192.168.1.1
Periodicamente si verificavano dei KO molto strani. Alcuni dispositivi locali continuavano a essere perfettamente raggiungibili, mentre il FRITZ!Box e altre parti della LAN diventavano improvvisamente irraggiungibili.
Venendo meno la comunicazione con il gateway, naturalmente cessava anche l'accesso a Internet.
Il problema poteva durare da pochi secondi ad alcuni minuti e poi scomparire spontaneamente.
Abbiamo controllato a lungo switch, porte, cavi, collegamenti e configurazioni senza trovare una spiegazione convincente.
La scoperta dei MAC virtuali
La svolta è arrivata osservando attentamente la tabella ARP e l'elenco dei dispositivi rilevati dal FRITZ!Box.
Sulla LAN comparivano degli indirizzi MAC virtuali, caratterizzati, nella mia installazione, dallo stesso prefisso:
3E:9E:C7:XX:YY:ZZ
Inizialmente non sapevamo quale fosse l'origine di questi indirizzi. Successivamente, grazie alle informazioni emerse nella discussione sulla Sky Community, abbiamo appreso un particolare molto importante sull'architettura di rete di Sky Q.
Sky Q utilizza normalmente un MAC virtuale
Secondo quanto spiegato da un utente esperto della Sky Community, ogni box Sky Q dispone normalmente di quattro indirizzi MAC:
- un MAC hardware relativo alla porta Ethernet/LAN;
- un MAC hardware per l'interfaccia Wi-Fi a 2,4 GHz;
- un MAC hardware per l'interfaccia Wi-Fi a 5 GHz;
- un MAC virtuale associato al router interno dello Sky Q.
Quest'ultimo dovrebbe essere il MAC normalmente presentato dal sistema Q alla rete.
Nelle prime versioni dell'hardware Sky Q era inoltre prevista anche un'interfaccia Powerline, con un proprio indirizzo MAC. La funzione Powerline faceva parte del progetto originario della Q Mesh, anche se Sky non la rese poi disponibile ufficialmente e l'opzione presente nei primi firmware venne successivamente rimossa.
la presenza di un MAC virtuale associato a Sky Q non costituisce di per sé un'anomalia. Fa parte dell'architettura di rete del sistema Q.
Allora dov'era l'anomalia?
Il problema osservato nella mia installazione era molto più specifico.
I MAC con prefisso 3E:9E:C7 comparivano associati a indirizzi IP già utilizzati da altri dispositivi reali della LAN.
Inoltre abbiamo osservato un particolare estremamente curioso: gli ultimi tre byte del MAC virtuale corrispondevano agli ultimi tre byte del MAC del dispositivo reale interessato.
Ad esempio:
MAC dispositivo reale: 1C:ED:6F:XX:YY:ZZ MAC virtuale rilevato: 3E:9E:C7:XX:YY:ZZ
Il caso più evidente ha riguardato proprio il gateway della rete.
Il vero FRITZ!Box utilizzava:
192.168.1.1 → 1C:ED:6F:XX:YY:ZZ
ma contemporaneamente è comparsa sulla LAN anche un'associazione:
192.168.1.1 → 3E:9E:C7:XX:YY:ZZ
Il FRITZ!Box stesso mostrava questo secondo dispositivo nella propria interfaccia come collegato alla LAN e associato all'indirizzo 192.168.1.1.
Lo stesso schema di trasformazione del MAC è stato osservato anche con un altro dispositivo della rete.
Sky Q utilizza normalmente un MAC virtuale nell'ambito della propria architettura di rete.
Ciò che abbiamo osservato di anomalo è invece la comparsa sulla LAN di MAC virtuali/proxy associati agli indirizzi IP di altri dispositivi, fino ad arrivare all'indirizzo IP del gateway stesso.
Le anomalie rilevate con ARP
Quello che stavamo osservando non era soltanto un'anomalia visualizzata nell'interfaccia del router.
Durante la diagnostica abbiamo infatti rilevato anche un comportamento ARP decisamente insolito.
Ad esempio, dal PC Linux:
sudo arping -I enp0s31f6 -c 20 192.168.1.1
in una delle prove ha prodotto:
20 pacchetti trasmessi
35 risposte ricevute
15 risposte extra
Il fenomeno è stato rilevato anche interrogando altri apparati:
192.168.1.153 → 20 richieste / 33 risposte
192.168.1.188 → 20 richieste / 27 risposte
In altri momenti, senza modificare nulla, gli stessi test tornavano perfettamente normali:
20 richieste / 20 risposte
Il comportamento era quindi intermittente, esattamente come i blocchi della rete che stavamo cercando di diagnosticare.
Perché la rete di Sky Q è così particolare?
Dalla discussione sulla Sky Community è emerso anche un interessante elemento storico.
La Q Mesh utilizza una tecnologia di networking originariamente basata su tecnologia AirTies e il progetto delle prime generazioni di Sky Q era più complesso di una normale combinazione Ethernet/Wi-Fi.
Le versioni iniziali dell'hardware erano infatti predisposte anche per utilizzare la rete elettrica domestica tramite Powerline come ulteriore mezzo di comunicazione della Q Mesh.
Questa possibilità non venne poi abilitata ufficialmente da Sky e l'opzione presente nei primi firmware scomparve successivamente.
Questa architettura aiuta però a comprendere perché Sky Q disponga di un proprio router interno e utilizzi meccanismi di MAC virtuali/proxy che possono risultare poco familiari in una normale rete domestica.
Questo contesto tecnico non dimostra da solo la causa precisa dei conflitti IP osservati nella mia installazione, ma rende comprensibile l'origine del meccanismo di virtualizzazione degli indirizzi MAC che abbiamo incontrato durante la diagnosi.
Il collegamento con Sky Q
Proseguendo sistematicamente le verifiche siamo riusciti a ricondurre la comparsa delle anomalie al ramo Ethernet sul quale era collegato il sistema Sky Q.
A quel punto la domanda non era più come impedire la comparsa di uno specifico MAC, ma come evitare che il particolare funzionamento della rete Q potesse interferire con il dominio Ethernet della LAN principale.
Abbiamo quindi scelto una soluzione molto semplice: separare Sky Q dalla LAN principale mediante un confine Layer 3.
La soluzione: isolare Sky Q su una seconda rete
Sul cavo Ethernet che alimentava lo switch al quale era collegato il decoder Sky abbiamo inserito un secondo piccolo router.
In questo modo Sky Q non appartiene più direttamente alla stessa rete Layer 2 degli altri dispositivi della casa.
Prima
↓
LAN principale – 192.168.1.x
↓
Switch Ethernet
↓
Sky Q
↕
Wi-Fi interna Sky
↕
Sky Q Mini
Sky Q condivideva quindi direttamente il dominio Ethernet della LAN principale.
Dopo
↓
Porta WAN del secondo router
↓
Nuova LAN – 192.168.88.x
↓
Switch Ethernet
↓
Sky Q
↕
Wi-Fi interna Sky
↕
Sky Q Mini
Sky Q riceve quindi adesso un indirizzo appartenente alla rete 192.168.88.x.
Continua ad avere normalmente accesso a Internet e la sua Wi-Fi interna continua a funzionare per la comunicazione con Sky Q Mini.
La differenza fondamentale è che il secondo router crea una separazione Layer 3 tra la rete Sky e la LAN principale.
Eventuali MAC virtuali, broadcast e traffico ARP presenti nel segmento Sky rimangono quindi confinati nella rete 192.168.88.x e non possono più interferire direttamente con i dispositivi della 192.168.1.x.
Il risultato
La LAN principale funziona ormai stabilmente da diversi giorni.
Non abbiamo sostituito il FRITZ!Box.
Non abbiamo sostituito gli switch.
Non abbiamo sostituito il cablaggio.
È stato sufficiente separare il ramo Sky Q dalla LAN principale mediante un secondo router e una subnet differente.
Un'avvertenza importante
Questa esperienza non dimostra che tutte le installazioni Sky Q presentino necessariamente lo stesso problema.
Sto riportando ciò che abbiamo concretamente osservato e misurato nella mia installazione e la soluzione che, nel mio caso, ha eliminato il problema.
Se però avete Sky Q collegato via Ethernet e state cercando la causa di:
- blocchi intermittenti della rete LAN;
- conflitti IP apparentemente inspiegabili;
- MAC address sconosciuti che compaiono nel router;
- più dispositivi apparentemente associati allo stesso indirizzo IP;
- comportamenti ARP anomali;
- perdita intermittente della comunicazione con il gateway;
può valere la pena controllare attentamente anche il ramo della rete sul quale è collegato Sky Q.
Nel nostro caso uno degli indizi fondamentali è stata la comparsa dei MAC virtuali con prefisso 3E:9E:C7.
Conclusione
Il problema era particolarmente difficile da individuare perché tutto faceva inizialmente pensare a un guasto del router, di uno switch o del cablaggio.
In realtà la soluzione è risultata relativamente semplice: isolare Sky Q su una propria subnet mediante un secondo router.
Pubblico questa esperienza nella speranza che possa risparmiare ad altri le molte ore necessarie per individuare un'anomalia di questo tipo.
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