如何讓家里的無線網絡速度提升一倍？

提到網速慢，大家第一反應是升級套餐？換路由器？可如果換了穿墻王，或者N+1個路由器Mesh，仍舊很抓狂，為什么呢？那得從家庭組網原則（比如nat層，感興趣的小伙伴請往下閱讀）和協商速率說起。關注博主，邊學邊用，有問題評論區留言！

諸如：iptv和上網需同時使用，弱電箱和客廳只有一根網線？玩游戲很卡？有外網訪問需求？網速變慢？不升級寬帶套餐卻能提速？關注博主，教你解決！

本期簡介：1.本期幫助你解決游戲卡頓，上網卡頓等問題，介紹最優組網方案及其原理。2.本期也是“單線復用”系列的一個開頭，助你實現最優組網！3.分為系統性網速提升(拓撲配置優化)，以及設備網速提升(無線設備性能參數優化)

關注，博主，一起學習！

嗨，大家好，我是旋律果子，一個網絡極客，也是Linux開發者。接到很多求助，有些小伙伴有特殊的需求，

比如iptv和上網需要同時使用，

弱電箱和客廳只有一根網線等，

很多小伙伴不知道該怎么接線。

果子出了幾期關于家庭網絡布線，單線復用的視頻。

如果你也有這種需求，請在評論區留言討論。（本期圖文有視頻，關注博主不迷路）

本期先開個頭，主要講講家庭網絡的組網原則。

1.提升整個網絡系統速率

我們前期的視頻對網絡的連通性做了介紹，也就是告訴我們數據包能傳到哪里。

不過我們如何設計網絡，才能充分發揮各個設備的性能呢？才能使得流量不阻塞呢？才能使得布線更簡潔呢？有了前面幾期視頻的經驗，我發現比起原理，你們更希望知道結論。

所以。。。。。。其實。。。。。。，這一小節一句話就能解決，“在現有的資源下，滿足功能的同時，將網絡的nat層級優化到最少，把網段的數量優化到最少，就是最優化的家庭組網了”。

另外，如果能申請到公網IP，建議申請公網ip。

尤其是對游戲或者BT種子下載有重度需求的小伙伴，如果你玩游戲很卡，請在彈幕中打出，支持兩個字。

另外公網ip對有外網訪問需求的小伙伴，也有重大意義！

至于為什么~往下看！

1.1nat層級

我們先來看nat層級的問題。傳輸的網絡數據是分層的，每個設備的工作層級就影響處理的時間。

交換機在二層，只看mac地址進行轉發。

交換機只看MAC地址進行轉發

數據包經過了路由器，路由器就得把mac地址改成自己的，并看ip地址進行轉發。

數據包經過路由器，MAC地址會變，看IP地址進行轉發

經過防火墻，防火墻得審核ip，端口號，甚至改ip和端口號。

數據包經過防火墻，IP地址和端口號都可能修改

總之改的東西越多，多做一次操作，就會多花費時間。如果是有特殊需求的小伙伴，比如需要跑加密算法，建立隧道等，那就需要在原來的數據包外部繼續封裝ip和mac地址了，這樣就更耗時了。

總結下來就是，消耗資源的順序是：加密算法，遠遠大于nat，大于純路由，大于交換。給個直觀的數據感受一下：某千兆軟路由，交換速率能達到千兆，nat速率大約能達到800Mbps，加密算法大概連100Mbps都跑不滿。在家庭網絡中主要是以nat和交換為主。

數據包在各種層級的速率（例子）

多層nat會嚴重增加游戲的延遲。

有些房子很大的小伙伴要注意了，為了覆蓋整個家庭的無線網，買了很多無線路由器。并按照說明書上的操作，路由器wan口連接上級路由的lan口。但是這樣的做法實際上增加了nat層級，也增加了網段的數量。雖然能上網，但很不推薦這種接法。

（不推薦）很多路由器說明書的接法（mesh功能，AP模式路由器除外）

普通家庭，也只有主路由需要nat，其他設備完全可以只工作在數據鏈路層，只做交換機的工作。這樣就產生了我們下面的接線方法：我推薦的接線方式是，主路由接光貓完成撥號，主路由的dhcp給所有設備分配ip地址，其他路由器關閉dhcp功能后，直接把lan口接到主路由或者交換機上。（實際上其他路由器已經沒有使用路由功能了）。

（推薦）只有主路由nat，其他路由器全當作交換機使用

這樣家庭內部就只有一個網段了，也只有一層nat了。如果Nat層數多了，會影響延遲，

如果網段多了，無線投屏可能無法工作。

現在這種接法就能把這些問題全部解決了。大家有問題，歡迎在評論區留言。

1.2公網ip

我們再來看看公網IP的問題。

很多小伙伴沒有外網訪問的需求，就覺得公網IP沒必要了，真的是這樣嗎？

如果自己家庭網關獲得到的是運營商的內網ip，你可能會發現連接的設備越多，玩游戲越卡，尤其在上網高峰期。這是因為運營商可能會限制每個內網用戶的總的tcp連接數。不管實際用了多少帶寬，只要上網的人越多，開的網頁越多就越卡。所以盡量申請公網ip，這樣就能突破運營商對tcp連接數的限制了。

運營商會限制內網IP用戶的tcp連接數，無關帶寬是否用滿

總之，這期視頻的關鍵就在于，使用橋接的方式擴展組網，內部網絡盡量同網段，有條件的可以申請公網ip。

可能有些小伙伴發現弱電箱和客廳只有一根網線，再加上IPTV，同網段的實現有困難。不過別擔心，我已經出了幾期關于單線復用的視頻，好玩的網絡第8、9、10期，會有多種單線復用的方法，從此告別此類問題，歡迎點贊、關注、收藏。

單線復用的起因（網絡布線設計未完善，留下的隱患）

這些就是有線網布線的方式和配置的基礎，下面我們來講一下無線速率的問題。

2.提升設備的網絡速率(無線速率)

網絡速率受到設備的影響，一般外網有線網絡速率，取決于家庭購買的寬帶；而有線內網速率取決于設備的接口，而且有線速率在千兆以下的環境也很容易能夠跑滿。但是如果在萬兆環境下，就比較有講究了，這些優化我們等會再說。我們先默認現在是在千兆環境下好了。

那么無線速率取決于什么呢？第一點就是無線協商速率了。

2.1無線協商速率(天線與協商)

2.1.1天線數量

首先搞清楚你的路由器的天線數量以及客戶端的天線數量，取最小值。

路由器的天線數量可以詢問路由器客服，具體表述為：“這款路由器5G頻段是幾x幾mimo的，多少天線收發？”。

一般低價的路由器是2x2mimo的，也有3x3mimo的，也有4x4mimo的。

另外，搞清楚客戶端的天線數量。例如，手機一般是2x2mimo的，有些電腦是3x3mimo的。

在路由器和客戶端中選取最小值，例如2x2的手機連接3x3的路由器，最終就是2x2mimo的。

2.1.2協議、頻段和頻寬

第二點就是搞清楚協議、頻段和頻寬。目前主流的協議為Wi-Fi5，也就是802.11ac；還有Wi-Fi6，也就是802.11ax。協議會影響速率的大小。

頻段搞清楚是2.4G的還是5G的。兩者速率也不一樣。

弄清楚頻段之后，還需要一個參數就是頻寬，一般為20MHz、40MHz、80MHz、160MHz。

例如這里：802.11AC Wi-Fi5協議，5GHz頻段，80MHz頻寬。

查詢對應的1x1mimo速率表格，然后乘以天線倍數，即可算出協商速率。

然后就可以計算出協商速率了，例如上面的案例，就是802.11AC對應的表格，2x2，80MHz，理論協商速率為866Mbps。因為無線為半雙工傳輸，在信號較強的情況下，真實的速率大約是協商速率打6-7折左右。

2.2無線協商速率(信號強度)

為了無線信號更好，路由器應該放置在更加開闊的位置。5G信號穿墻能力弱，速率高；2.4G信號穿墻能力強，速率低，而且干擾大。建議5G信號和2.4G信號分開，平時連接5G信號。信號強度也會影響協商速率，不過這里把信號強度單獨寫一個小節。

不同國家對路由器不同信號頻段發射頻率有限制：

中國和美國對于EIRP的限制

2.4GHz頻段

中國：

天線增益＜10dBi時：≤100mW或≤20dBm，一般是家用路由器和室內AP。

天線增益≥10dBi時：≤500mW或≤27dBm，一般是室外AP。

美國：

≤4000mW或≤36dBm，射頻口發射功率 <=1000mW或30dBm（功放組合功率）

5.2Ghz頻段（36~64信道）

中國：≤200mW或23dBm

美國：≤4000mW或≤36dBm，射頻口發射功率 <=1000mW或30dBm（功放組合功率）

5.8Ghz頻段（149~165信道）

中國：≤2000+mW或33dBm，射頻口發射功率 <=500mW或27dBm（功放組合功率）

美國：≤4000mW或≤36dBm，射頻口發射功率 <=1000mW或30dBm（功放組合功率）

我國在5.8Ghz頻段最大功率限制是33dBm，但是不知道為什么現實生活中的路由器超不過27dBm。

這個時候就涉及到信號優化的問題了，如果需要針對整個家庭做優化和選點，可以私信我們。

也可以關注博主，到主頁，找到圖文：小白進階·一文讀懂路由器參數（附：路由器輯錄·動態更新），學習更多路由器知識。

3.高速網絡優化

現在不少家庭用上了FTTR，也就是Fiber to the Room光纖到房間，或者自己搭建全光萬兆局域網的。有線速率在千兆網絡下不太容易出現的問題，在萬兆網絡中就慢慢出現了。比如本來10G的局域網，為什么在局域網中有線測速只能測出來4G、5G左右；再或者協商速率不達標。有人教你使用巨型幀來提高網絡速率，雖然網速能有一定提升，但是可能會引發其他更加嚴重的問題，尤其是涉及到異地局域網這種環境，會造成網絡不穩定，網絡完全連接不上等。

這些就需要專業的調試工作了，例如調試mtu值，以及在防火墻中進行標記的設計等。如果你想要讓家里一勞永逸安裝上萬兆局域網。

關注旋律果子，更多網絡知識等著你！也歡迎評論區留言討論！

圖文編輯：旋律果子 貓小爪

旋律果子：

網絡Geek/Linux開發者/中國科學院大學在讀博士/科技數碼博主/國家水利水電二級建造師/優質科技領域創作者