1 。  什么是无线路由器？

在 5G时代，手机套餐中所含的流量越来越多，单位价格也越来越廉价， 即便如此，也难以毫无 顾虑地刷剧 。

家庭宽带，按带宽收费，流量不限，通过无线路由器将其转化为 Wi-Fi 信号，不单可供全家共享，衔接各种智能家居也不在话下 。

无线路由器

因而，将无线路由器称为家庭的数据枢纽也毫不为过 。

无线路由器这个名称 能够拆出来两个 要害词：无线和路由 。 了解了这两个词背后的技术原理，就 了解了无线路由器 。

无线也便是我们常说的 Wi-Fi 。无线路由器 能够将家庭宽带从有线转换为无线信号，全部 设施 只有衔接自家 Wi-Fi，就能 欢快地上网了 。除此之外，这些 设施还构成了一个无线局域网，当地数据高速 交换，不受家庭宽带的带宽 束缚 。

举个例子，很多人家里都有智能音箱， 能够用来操纵各种智能电器 。当你说小 X 小 X， 打开电视时，音箱实际上是通过局域网找到电视并发送指令的，并不需求衔接互联网；而你假如让它播放新闻时，就必须要通过互联网来猎取数据了 。

我们前面说到的局域网，也被称为内网，在路由器上用 LAN (Local Area Network) 来 示意， 因而 Wi-Fi 信号也被称作 WLAN (Wireless LAN，无线局域网)；而我们要 拜访的互联网，也被称作外网，在路由器上用 WAN (Wide Area Network) 来 示意 。

无线路由器接口示意

在内网中，每个 设施的 IP 地址是不同的，这被称作私有地址；而全部 设施上外网则共用同一个公有地址，由电信联通这样的宽带 经营商 调配 。

路由器，正是衔接内网和外网的桥梁 。上面说到的 IP 地址转换，数据包转发，便是路由器的路由 性能 。

也便是说，路由器是家庭网络的枢纽，全部的 设施的数据都必须 通过它的转发 能力彼此 拜访或者 到达外部网络，颇有一夫当关，万夫莫开的意思， 因而 性能全面的路由器又被称作“家庭网关” 。

无线路由器组网示意

2 。  Wi-Fi 的 要害技术

无线路由器的无线接入 性能，便是之前说过的无线局域网(WLAN) 。当前 WLAN 惟独 Wi-Fi 这一种主流技术， 因而 能够认为两者是等同的 。

Wi-Fi 由 Wi-Fi 联盟进行技术认证和商标授权 。实际 利用中 Wi-Fi 时常被写作 WiFi 或者 Wifi，但这两种写法并没有被联盟认可 。

Wi-Fi 联盟(全称：国际 Wi-Fi 联盟组织，英语：Wi-Fi Alliance，简称 WFA)，是一个 商业联盟 ， 占有 Wi-Fi 的商标 。 。 它负责 Wi-Fi 认证与商标授权的工作，总部位于美国德克萨斯州 奥斯汀 (Austin) 。

Wi-Fi 这个朗朗上口的名字被 宽泛认为是对无线高保真(Wireless Fidelity)的缩写，实际上是误读 。它只不过个单纯的名称，并没有实际 含意，固然也没有全称 。

Wi-Fi 背后的技术 标准，则是由美国的电气电子工程师协会(IEEE) 制订的 802.11 系列 协定 。

IEEE 全称：Institute of Electrical and Electronics Enginees

2.1  Wi-Fi 协定的进展

从 1997 年的第一个版本开始，802.11 系列 协定不停向前演进， 经历了 802.11a / b / g / n / ac 等多个版本， 支撑的上网速率也不停 晋升 。当前最新的 协定版本是 802.11ax，也便是近年来迅速进展的 Wi-Fi 6 。

IEEE 802.11 系列 标准的进展历程，从第一代到第六代

在最初的很多年里，Wi-Fi 固然一代代向前进展，但世界上并没有 Wi-Fi 几代这样的说法，直接就用 802.11 后面加几个字母这样的 协定编号，对一般消费者十分不 友爱 。

直到 2018 年，Wi-Fi 联盟才决定把下一代技术 标准 802.11ax 用更为 容易易懂的 Wi-Fi 6 来宣传，上一代的 802.11ac 和 802.11n 就顺理成章地成了 Wi-Fi5 和 Wi-Fi4 。至于更早的技术，反正也没人关注了，也就不用再起马甲了 。

Wi-Fi 6 诞生之后，才有了 Wi-Fi 5 的叫法

2019 年 9 月 16 日，Wi-Fi 联盟 宣告启动 Wi-Fi 6 认证 方案 。 尔后，Wi-Fi 6 的大名响彻了全世界，当前新公布的 设施 根本都已经 支撑 Wi-Fi 6 了 。

Wi-Fi 6 认证 标记

2.2 。  Wi-Fi 信道及 使用的频段

Wi-Fi 重要工作在 2.4GHz 和 5GHz 这两个频段上 。这两个频段被称作 ISM(Industrial Scientific Medical 工业，科学，医学)频段， 只有发射功率满足国家 标准要求，就 能够不用授权直接 使用 。

不同国家的 ISM 频段有所不同

2.4GHz 作为 寰球最早启用的 ISM 频段，频谱 规模是 2.40GHz'2.4835GHz，共 83.5M 带宽 。

我们常用的蓝牙，ZigBee，无线 USB 也工作在 2.4GHz 频段 。此外，微波炉和无绳电话 使用的频段也是 2.4GHz 。甚至，有线 USB 接口的内部芯片在工作时，也会发射 2.4GHz 的无用信号，造成 烦扰 。

由此可见，2.4GHz 上同时工作的 设施很多，频段拥挤不堪， 烦扰严峻 。当万家灯火，你和楼上楼下的 街坊在用 Wi-Fi 欢快上网的时候，路由器却在背后默默地 选择信道，协调 烦扰 。

Wi-Fi 把 2.4G频段上的 83.5M 带宽划分为 13 个信道，每 20M 一个 。 留神这些信道是交叠的， 原来只能放下 3 个，现在却硬生生地挤进去了 13 个， 彼此中间的 烦扰难以幸免，只能尽量减轻，大不了大家速度慢一些，排队轮着用 。

2.4G 频谱及信道(第 14 信道在国内是不同意 使用的)

信道交叠到什么程度呢？由下图 能够 比较直观地看出，在这些信道里面，惟独 1，6，11 或者 2，7，12，或者 3，8，13 这三组是 彻底没有交叠的，可见 2.4GHz 频段的 拥挤程度 。就好比一条很窄的路，上面通行的车却很多，堵车频频，势必造成通行速度的 降落 。

2.4G 不交叠的信道 分布

到了 802.11n，消费者 能够 使用 40M 的信道，但 2.4GHz 频段依旧惟独 83.5M 的总带宽，就只能 包容两个信道了 。 因而惟独在夜深人静网络空暇的时候，单个消费者才有可能 使用 40M 信道，加之来自隔壁老王家的 烦扰，802.11n 的高速率很大程度上难以达到 。

2.4G 40M 带宽信道

假如说 2.4GHz 频段是羊肠小道的话，5GHz 频段无疑便是 阳关大道了 。

5GHz 频段的可用 规模是 4.910GHz'5.875GHz，有 900 多 M 的带宽，是 2.4G 的 10 倍还多！这段频谱过于宽了，不同国家依据 本身状况，定义了 Wi-Fi 能够 使用的 规模 。

比方，在中国 5GHz 频谱共有 13 个 20M 信道可用作 Wi-Fi，延续的 20M 信道还 能够构成 40M，80M，甚至 160M 信道 。

中国 5G 信道 分布图

5GHz 的带 宽容，上面跑的的 设施少，用起来自然速度快， 烦扰小 。 因而，假如想要家庭网络达到良好的速率体验，可用考量用 5GHz 来进行全屋 遮蔽 。

但是尺有所短，寸有所长，5GHz 固然带 宽容 烦扰小，但是信号 流传衰减快，还很容易被阻挡，穿墙 威力很弱 。

2.4G 和 5G Wi-Fi 信号的穿透损耗

因而，跟 2.4GHz 相比，5GHz 信号通常要弱得多 。至于它们到底各能 遮蔽多少米，这个因为路由器的天线增益， 接纳 锐敏度，家里墙体和 阻碍物的 分布，以及个人 期冀达到的上网速率都有关联，很难具体给出 。

假如仅考量到家里的各种智能家居的联网，2.4GHz 的 遮蔽和容量通常就够用了 。但假如需求高速上网，最大化 施展家庭宽带的价格，就必须 依附 5GHz 能力实现 。

因而，Wi-Fi 的 遮蔽 提议不用考量 2.4GHz，直接以 5GHz 全屋 遮蔽作为设计 指标 。一般状况下单个路由器在家庭的复杂环境下难以实现无死角 遮蔽，需求考量多台路由器中间的组网以及 遨游问题，这点后面再讲 。

2.3 。  Wi-Fi 要害技术

为何 Wi-Fi 的速度越来越快？其 着实 IEEE 的 802.11 系列 协定向来在跟 3GPP 的 4G和 5G 彼此借鉴， 使用的底层技术都是通用的 。

OFDM/OFDMA

OFDM 的全称是正交频分复用 。系统会在频域上把载波带宽分割为多个 彼此正交的子载波，相当于把一条大路划分成了并行多个车道，通行效率自然就大幅 晋升了 。

在 Wi-Fi 5 及以往(802.11a / b / g / n / ac)，子载波宽度是 312.5KHz，到了 Wi-Fi 6(802.11ax)，子载波宽度缩短为 78.125KHz，相当于将同样宽度的路划分成了更多的车道 。

Wi-Fi 6 的 占有更多的子载波

在 OFDM 下，每个消费者必须同时占用全带宽下的全部子载波 。假如某个需求发送的数据没那么多，把频率资源用不满的话， 其余消费者也没法灵便 使用，只能干巴巴地排队等着，频谱资源的 使用效率不高 。

为了解决这个问题，Wi-Fi 6 引入了 OFDMA 技术，后面多了个字母 A，其全称也就变成了正交频分复用多址 。多址便是多消费者复用的意思 。

OFDM vs 。 OFDMA

OFDMA 能够 支撑多个消费者在同一时刻共享全部子载波 。相当于运输公司把多个消费者的数据统一打包，一起装车， 充足利用车厢容量，大家的发货速度就都加快了，频谱效率得以 晋升 。

MIMO / 波束赋形

路由器上面的天线数量是越来越多，从看不到天线，到一根，两根，三根，四根，六根，八根 。 。 。 现在 无论啥 价格的路由器，都长得跟螃蟹似的， 耀武扬威好不唬人 。

为啥要用这么多天线？便是为了更好地实现 MIMO(多输入多输出)技术 。 容易来说，便是在信号发射时，用多根天线来同时发送多路不同的数据，速度自然成倍 晋升；在 接纳时，多个天线同时 接纳手机发来的信号，跟戴了助听器一样， 接纳 锐敏度也得到了 加强 。

单消费者 MIMO(SU-MIMO)

假如全部天线同时只为一个消费者服务，就叫做单消费者 MIMO(SU-MIMO) 。更进一步，路由器四路发射，手机四路 接纳，也 能够更 细致地叫做 4x4 MIMO 。

有时候，路由器的天线很多 威力强悍，但四顾茫然，发现手机个个都是弱鸡 。路由器能发 4 路信号，但手机最多只能收两路，最后下来路由器也就只能配合着只发两路 。这不是 浪费么？

多消费者 MIMO(MU-MIMO)

解决 步骤也是有的，一个手机的 接纳天线少，多个手机加起来不就多了？于是，路由器便将多个手机一起考量，视作一个 性能 壮大的 虚构手机，这样就又能实现高阶 MIMO 了 。这种多手机一起 参加的 MIMO 就叫做多消费者 MIMO(MU-MIMO)，又叫 虚构 MIMO 。

除此之外，多个天线还 能够通过波束赋形技术， 构成指向性的窄波束，对准消费者精准 遮蔽 。因为窄波束的能量集中， 因而 能够 遮蔽得更远，穿墙 动机也能得以 晋升 。

波束赋形

这样看来，路由器的天线个数是多多益善呀，买路由器就 定然要挑天线多的吗？这可能是一个陷阱 。天线再多，只不过在堆一些外部看得见的硬件而已，看起来牛逼闪闪，但内部的设计到底 是否 支撑这么多天线还是未知数 。

更重要的是， 不管是 MIMO，还是波束赋形，都是需求软件算法 支撑的，这里面的复杂度远高于硬件，不同厂家算法优化 威力不同，可能招致很大的性能差别 。

因而， 提议在购买路由器时，不用太关注外部到底能看到多少根天线，而要看他们的产品宣传，是不是 支撑波束赋形，4x4 MIMO，或者 MU-MIMO？假如厂家在这方面的宣传声势很大，那至少 注明他们对这些 性能 比较自信并将其作为亮点 。

调制编码策略(MCS)

调制编码，分为调制和编码两 部分，它们一起决定了单位 工夫 能够同时发送的比特数 。调制编码策略一般将调制和编码两 部分综合起来分为多个等级，级别越高，数据发送的速率也就越快 。

调制的作用便是把 通过编码的数据(一串 0 和 1 的随机组合)映射到前面所说帧 构造的最小单元：OFDM 符号上 。 通过调制的信号 能力最后发射出去 。

BPSK，QPSK，16QAM，64QAM 及 256QAM 星座图

常用的调制 模式包含 BPSK、QPSK、16QAM，64QAM 和 256QAM，能同时发送的比特数为 1 个，2 个，4 个，6 个和 8 个 。Wi-Fi 6 能够 支撑 1024QAM，可同时发送 10 个比特的数据，速率自然大为 晋升 。

256QAM 和 1024QAM 对照图

可是，原始数据在编码时，为了纠错而加入了很多的冗余比特，真正的有用数据其实只占一 部分 。我们考量上网速率时，说的仅仅是有用数据的收发速率，冗余比特都在解码的时候 抛弃掉了 。

这就要引入码率的概念，也即是有用的数据在编码后总数据量中的占比 。假如码率是 3/4，便是指编码后的数据中，3/4 是有用数据，1/4 是后来添加的冗余比特 。

不同的调制 模式，外加不同的码率，就构成了调制编码策略(MCS) 。下表是 Wi-Fi 6 中的 MCS 表， 能够看出最高阶 MCS 为 11，对应于 1024QAM 加 5/6 的码率 。

Wi-Fi 6 的 MCS 表

正是通过这些技术的不停演进，Wi-Fi 标准一代代向前，速率越来越高，让我们更为畅快地上网 。

3 。  Wi-Fi 的上网速率估算

Wi-Fi 到底能达到多大速率呢？

路由器厂家宣传的 Wi-Fi 6 能够达到 1800Mbps，3000Mbps，甚至 5400Mbps 速率，到底是怎么算出来的呢？

要计算 Wi-Fi 能够达到的峰值速率，必须用到前文讲到的几点技术：OFDM，MCS，以及 MIMO 。

OFDM：正交频分多址，把整个系统带宽划分为多个正交的子载波，划分的粒度越细，子载波越多，可同时发送的数据就越多，速率自然也就越高 。

此外，OFDM 技术最后要把数据打包在一个一个的符号(Symbol)中发送，每个符号花的 工夫越短，两个符号中间的 间隔(Guard Interval，GI)越小，速率也就越高 。

MCS：调制编码策略，对速率的影响重要是调制 模式和码率这两方面 。无线环境越好， 能够 使用的调制阶数越高，单位 工夫携带的比特数也就越多，用于检错纠错的冗余比特也就 能够少加一些，码率 晋升，有用数据的发送速率自然也就加快了 。

MIMO：也便是通过多根天线，在空间中能同时发送的数据流数 。空间流数越多，速率越高 。 比方，4x4 MIMO 的 实际速率是 2x2 MIMO 两倍， 动机立竿见影 。

综上，单个频段 Wi-Fi 的峰值速率 能够用下面的公式来计算 。跟 5G 峰值速率的计算 类似，上述公式也 能够用公路系统来类比 。

Wi-Fi 峰值速率计算公式

空间流数相当于多层交通，子载波数量相当于每层公路上的多条车道，调制阶数相当于路上货车的车厢容积，码率相当于给货物添加了包装箱，OFDM 符号时长和符号 间隔相当于货车在公路的通行时长再外加发车 间隔 。

Wi-Fi 速率和公路运力的类比

空间流数：随着 协定的演进，Wi-Fi 能 支撑的空间流数越来越多，推进峰值速率不停 晋升 。

如下表所示，IEEE 制订的 802.11ac 最多能 支撑 8 流，但是 Wi-Fi 联盟(WFA)在认证的时候，觉得这个 威力过于强了，实现起来成本太高， 因而就分成了两个阶段：wave 1 和 wave 2 。

各 Wi-Fi 协定版本 支撑的空间流数

这两个阶段的 威力也 比较 传统，并未最后实现 IEEE 的设计 威力 。Wave 1 可 支撑 3 流，Wave 2 可 支撑 4 流 。

到了 802.11ax，最多 能够 支撑到 8 流 。Wi-Fi 联盟将其包装为 Wi-Fi 6，也不再搞过渡版本了 。但你的路由器到底能 支撑到几流，还要看厂家具体的实现 。

有效子载波数量：802.11 系列 协定对子载波的划分越来越细，可 支撑的信道带宽越来越大，这两点促使有效子载波数量不停添加 。

如下表所示，802.11n 可 支撑最大 40M 信道带宽，802.11ac 则能 支撑 160M 带宽， 因而有效子载波数量翻了 4 倍有余 。

各 Wi-Fi 协定版本 支撑的载波带宽和有效子载波数量

到了 802.11ax，同样最大 支撑 160M 信道宽度，但子载波 间隔却仅为之前 协定的 1/4，从而最大 支撑的子载波数量相比 802.11ac 又翻了 4 倍 。

调制阶数：802.11ac 最大 支撑 256QAM，调制阶数为 8，也便是每个符号可同时携带 8 个比特的数据 。

各 Wi-Fi 协定版本 支撑的调制阶数

802.11ax 则最大 支撑到 1024QAM，每个符号可同时携带 10 个比特的数据，比前一代 晋升了 25% 。

MCS 和码率： 协定定义了多种调制 模式和码率的组合，便是调制编码策略(Modulation Coding Scheme， MCS) 。

各 Wi-Fi 协定版本 支撑的 MCS

调制阶数越高，码率越高，抗 烦扰 威力也就越差 。 因而在无线信号强度足够，且 烦扰很小的时候，高阶 MCS 能力 施展作用 。

符号长度 + 符号 间隔：在 802.11ac 及以往，单个符号长度 3.2 微秒，符号 间隔是 0.8 微秒，但也 支撑 0.4 微秒 。我们计算峰值速率固然用短的 间隔， 因而 802.11ac 的符号长度 + 符号 间隔为 3.6 微秒 。

各 Wi-Fi 协定版本 支撑的符号长度和符号 间隔

到了 802.11ax，符号长度成了 12.8 微秒， 间隔长度为至少 0.8 微秒，两者加起来便是 13.6 微秒 。

这个值虽远高于之前的 协定，看似吃了亏，但 802.11ax 在 其余方面十分优异，速率还是对前辈 构成了碾压之势 。

把上述多个表格中的数据带入公式计算，采纳该 协定可 支撑的最高阶调试 模式及码率，符号 间隔 使用最小值，先不考量空间流数，单流的计算 后果见下表 。

各 Wi-Fi 协定版本 支撑的单流速率

不同无线路由器 Wi-Fi 峰值速率的 支撑 威力不同，重要体现在 2.4G 和 5G 这两个频段可 支撑的带宽，以及空间流数 。

2.4GHz 通常最大 支撑到 40M 带宽，5GHz 频段可最大 支撑 160M 带宽，再依据 协定版本的不同，以及空间流数的不同，把两个频段能 支撑的峰值速率加起来，便是路由器官方宣传的峰值速率了 。

各型号路由器 支撑的峰值速率

上图是蜉蝣君依据路由器的标称速率，来估量 2.4GHz 和 5GHz 这两个频段可 支撑的信道带宽以及流数，并对速率计算进行了验证 。

举例来说，关于 AC1200，其中的 AC 是指它最高 能够 支撑到 802.11ac 协定(Wi-Fi 5)，2.4GHz 频段只能 使用 802.11n ， 支撑 2x2 MIMO，速率可达 300Mbps，5GHz 频段也是 2x2 MIMO，速率为 867Mbps，总和为 1167Mbps，就依照 1200M 来宣传了 。

关于 AX5400，其中的 AX 是指它最高 能够 支撑到 802.11ax 协定(Wi-Fi 6)，2.4GHz 频段 支撑 2x2 MIMO，速率可达 573.6Mbps，5GHz 频段可 支撑 160M 信道带宽及 4x4 MIMO，速率为 4804Mbps，总和为 5377.6Mbps，就依照 5400M 来宣传了 。

4 。  家用 Wi-Fi 组网指南

话说在远古时代，我出差亚非拉时总是有一种焦虑感，唯恐入住的酒店或者宿舍没有网络或者没有 Wi-Fi， 因而必随身携带插线板，网线和一个便携式路由器 。近几年发现 Wi-Fi 几乎已经无处不在了，这套装备也逐步蒙上了厚厚的尘土 。

这个便携路由器，直接插上网线啥都不用管就能用了，家里也曾 使用过的多款路由器，大 部分也都是直接插上电源，用手机 容易配置下就成 。至于用的是啥工作模式和组网 方案，并没有特别关注 。

最近，我拿出了尘封已久的便携路由器探究了下，发现 事件并没有那么 容易 。为了达到更好的 遮蔽 动机，路由器中间 能够灵便组网，有多种工作模式 。了解了这些原理之后，在家庭网络 遮蔽规划时，就能做到成竹在胸 。

4.1 。   两个 根本概念

SSID

SSID 的全称是 Service Set Identifier，翻译成中文便是服务集标识 。这个概念看似高大上，其实便是 Wi-Fi 信号的名称 。

无论在哪里， 只有用电脑或者手机一搜，必定能看到一连串的 Wi-Fi SSID 以及它们的信号强度 。这些 Wi-Fi 信号 能够是加密的，也 能够是不加密的 。

电脑搜到的 SSID 列表

这便是 SSID 的核心 性能：将一个无线局域网(WLAN)分为几个需求不同身份验证的子网络，每一个子网络都需求独立的身份验证， 预防未被授权的消费者进入本网络，一般的家庭组网都会设置密码 。

SSID 名称示意

一般的双频路由器都 能够把 2.4GHz 和 5Hz 这两个频段分为两个 SSID，但这可能会造成困惑， 时常浮现衔接 2.4GHz 频段的 SSID，难以切换到 5GHz 的状况 。 因而很多路由器也 支撑双频合一，系统自动设 相信号切换门限，消费者无感知 。

网段

局域网内的每个手机或者电脑都有一个 IP(Internet Protocol，网络层 协定)地址用于 彼此通讯，我们常见的 格局(IPv4)由 32 位 0 或者 1 构成 。

32 位二进制 IP 地址的 格局大体如下：11000000101010000000000000000001，可是这看起来丝毫都不直观 。

于是我们把它分为四段：11000000.10101000.00000000.00000001，这还是不够直观 。于是我们把它转换为十进制：192.168.0.1，这下终于看着 悦目多了 。

为了容易治理，我们把 IP 地址分为两 部分，网络前缀和主机地址 。网络前缀标识了一个网络，也称为网段，主机地址用来标识该网络内部的每一台 设施 。

IP 地址示意

如上图所示，该地址前三段的“192.168.0”为网络前缀，最后一段的“123”为主机地址 。最后的主机地址中 8 位二进制数字的 规模是 0'255，0 和 255 作为特别 用处，实际可用的 规模是 1'254 。

子网掩码用一连串的 1 来 示意 IP 地址中哪些位是网络前缀 。在上图的例子中，IP 地址的前三段 24 位都是网络前缀，掩码标记为 11111111111111111111111100000000(不用数，24 个 1)，同样分为 4 段再转换为 10 进制，便是 255.255.255.0，也 能够附在 IP 地址的后面，写作 192.168.0.123/24 。

IP 地址和子网掩码设置示意

同一网段内部的 设施 能够 彼此通讯，不同处于网段的 设施，需求通过路由器的路由 性能进行转发 能力互通 。家庭网络中的 设施不多，在组网时 提议尽量让全部 设施处于同一网段下，容易 彼此 拜访 。

网段间通讯示意

上图仅用网线衔接的 PC 电脑来作为示例，实际上每个网段都 能够通过有线或者无线 模式来接入， 设施也不限于电脑，手机，音箱，摄像头，门铃等 能够联网的 设施都是 能够的 。

4.2 。   路由器的工作模式和组网

无线路由器的工作模式很多，大体可分为路由模式和 AP 模式 。AP 模式又 能够细分为 AP 模式(套娃)，中继模式，桥接模式及客户端模式 。

基于这些 根本的工作模式，多个路由器中间 能够 构成 AP+AC，以及 Mesh 这两种组网 模式，达到无缝 遮蔽，自动 遨游的 动机 。

路由器的工作模式和组网示意

4.2.1  路由模式

绝大多数无线路由器都工作在这种模式之下，同时 使用了路由器的无线接入 性能和路由 性能 。

最常见的用法是，路由器 WAN 口衔接入户光猫，并设置 PPPoE 拨号上网并提供各种路由及安全防护 性能 。为了熊孩子的 将来，上面还 能够配置多种上网管控策略，如 IP 地址，网址， 利用 拜访的 束缚等 。

对应地，路由器的无线接入 性能则负责发射 Wi-Fi 信号构成无线局域网 WLAN，进行全屋无线信号 遮蔽 。接入 WLAN 和衔接有线 LAN 口的多个 设施位于同一个局域网内， 占有 雷同的网段， 能够直接进行内网通讯 。

路由模式示意

此外，还 能够把路由器用 WAN 口和上级路由器的 LAN 口衔接起来， 构成二级路由，就 能够配置两个网段的内网，以及两个不同的 Wi-Fi 名称(配成一样的也行) 。

这种组网 无奈实现两个路由器中间的无缝 遨游，一个 Wi-Fi 信号 减弱并切换到另一个过程 伴随 IP 地址的 变迁，网络中断觉得显而易见 。

4.2.2  AP 模式

AP 便是指接入点(Access Point) 。顾名思义，工作在这种模式下的路由器惟独接入 性能，并没有用到路由 性能， 因而就不提路由二字了，直接叫做接入点 。

接入点没有路由 性能，并不代表路由 性能就不存在，只不过由另一台路由器来负担了而已 。也便是说，AP 模式下的路由器 无奈独立 实现上网重任，需求跟另外一台路由器 合作，多用于 遮蔽的 扩充 。

AP 模式有 3 个子模式：AP 模式(套娃)，中继模式，桥接模式 。

AP 模式

启用 AP 模式的路由器通过网线和上级路由器衔接，仅有接入 性能作为无线 遮蔽 扩充(用作主力 遮蔽也 能够)，路由和 DHCP 等 性能由上级路由器 实现 。 因而接入 AP 的手机或者电脑和上级路由器处于同一网段，可直接互通 。

AP 的无线网络名称(SSID)和密码 能够独立设置，跟上级路由器的 雷同或者不同都行 。假如 Wi-Fi 名称的设置不同，两个 设施中间 确定是没法无缝 遨游的，只能是一个信号太弱断开之后再连另一个，或者手动衔接 。

就算把这些 AP 设置为 雷同的 SSID，看似家里惟 唯一个 Wi-Fi 信号，但实际上 AP 和主路由的无线信号不足交互，配置和治理 比较麻烦，也是 无奈实现无缝 遨游的 。

AP 模式示意

这种组网下的 AP 性能完善，每个节点都要分别配置， 彼此独立工作， 因而叫做“胖 AP(Fat AP)” 。

胖 AP 们虎踞龙盘，没有统一的治理，各自的 遮蔽中间也 无奈 遨游，在家里数量少了还能 将就用，在商场，机场这些超大空间，需求的 AP 数量极其 宏大，就只能另请 高妙了 。

AP+AC 组网

既然胖 AP 不好治理，我们 能够把它再进行拆分，只保留最 根本的接入 性能，将配置治理 性能独立出来，组建为一个崭新的 设施：接入操纵器(Access Controller，AC)， 广泛简称作 AC 。

AP+AC 组网示意

AC 负责治理全部的 AP， 只有在 AC 上进行统一配置，就 能够自动同步到全部的 AP 节点，而且全部 AP 的工作状态都 能够在 AC 上进行实时监控， 保护起来也十分容易 。这种状态的 AP 只有求好好干活就行， 其余啥都不用管，固然也就没啥花花肠子了， 因而叫做“瘦 AP(Fit AP)” 。

更重要的是，通过让 AP 们 支撑 802.11k / v / r 协定，就 能够实现 AP 间的无缝 遨游了 。

802.11k：无线资源测量 协定，可协助终端 快捷查找附近可作为 遨游 指标的 AP 。

802.11v：无线网络治理 协定，用来解决 AP 中间的负荷 均衡，以及终端节电等 性能 。

802.11r： 快捷 遨游 协定，用于加快手机或者电脑在 遨游时的认证流程 。

上述 遨游 协定需求路由器和手机同时 支撑 能力 畸形工作 。

在各厂家的实际 AP 产品中，大多 支撑 802.11k / v 协定，关于家庭网络已经足够用了 。

这个 方案 几乎 圆满啊，还有没有改良空间呢？

我们考量下，大量的 AP 要跟 AC 衔接，除了要提前铺设大量的网线之外，还要 预备对应的电源给 AP 供电，这工作量就大了去了 。网线 本身也是电线么，AP 的功耗一般也不高，网线能不能在传数据的同时也把供电的活给干了呢？

还真 能够 。这种供电 模式有专门的 协定，叫做 PoE(Power over Ethernet，以太网供电)，需求 交换机等衔接 设施和 AP 双方都 支撑 能力 畸形供电 。

AP+AC+PoE 供电组网示意

这样一来，我们在 AC 的后面再接上一个 PoE 交换机，再把全部等 AP 换成 能够 支撑 PoE 的型号，就 能够实现 PoE 供电了，省去了多处拉电源线的 郁闷，顿时觉得网络 清新了许多 。

但是有人可能要说了，我家就 2 个房间再加 1 个客厅，一共 3 个 AP 就够了， 后果不单要搭上接入主路由器，AC，再来个 PoE 交换机，不单成本高，连弱电箱都没空间放了！

确切如此，AC+AP 方案重要用于大面积的商业 场合，再不济也是别墅这种多层楼且房间多的状况，关于一般住宅有些杀鸡焉用宰牛刀的意思， 确切不大 适合 。

路由 / AC / PoE 一体机 + AP 组网示意

不过商家也针对性地开发了精简的 方案，把路由器，AC 和 PoE 交换机合而为一，称之为“路由 / AC / PoE 一体机”，跟一般的家用 交换机大小宛然，成本也大幅减低 。

与此同时，上述 方案也将 AP 也集成在传统的 86 型网线插座面板内， 彻底 潜藏于无形，却达成了 Wi-Fi 无缝 遮蔽，信号强劲的最佳状态 。

面板式 AP 组网示 用意

AC+AP 的 长处卓著，但也有缺陷 。那便是全部的 AP 都需求 使用网线和 AC 衔接，这就要求在装修时就考量好 Wi-Fi 组网，并布好网线 。假如没有网线可达，就必须考量 其余 方案了 。

4.2.3  中继模式

跟 AP 模式不同，在中继模式下的路由器和上级路由器中间并没有网线衔接，只不过单纯地 接纳上级路由器的无线信号，进行放大后再发出去，不做任何 解决 。

中继模式组网示意

因而中继模式下 AP 信号的 Wi-Fi 名称和密码都跟上级路由是一样的，全部的 设施也都位于同一网段 。关于消费者来说，接入中继 AP 和主路由的 动机是 彻底一样的，中继 AP 仅相当于一个 扩充 遮蔽的管道， 所有的 解决都由主路由进行 。

4.2.4  桥接模式

桥接模式和中继模式 比较 类似，也是在没有网线的状况下，通过无线来衔接两个路由器 。两者的差别在于：中继模式工作于物理层，不能做任何设置，而桥接模式则工作于数据链路层， 能够配置独立的 SSID 。

桥接模式组网示意

虽说 SSID 能够不同(也 能够配成 雷同的)，但处于桥接模式下的路由器和主路由器的网段是 雷同的， 设施衔接之后 能够 相互 拜访 。

工作中继或者桥接模式的路由器，必须在主路由的 遮蔽 规模内 能力放大信号来进行上网 。假如在主路由的信号很差的位置，放大之后 固然手机看到的 Wi-Fi 信号是满格的，但是网速依旧很慢甚至可能很不 巩固 。

而且，主路由是不晓得下级中继或者桥接节点的存在的，它们中间也不存在治理和交互的关系，没法进行 遨游，只能期待信号过差断开之后手机再再一次衔接另一个节点 。

有没有 步骤能综合 AC+AP 这样的有线组网，以及中继或者桥接这样的无线组网，并能智能治理这个网络，实现简化配置，无缝 遨游的 动机呢？

这就要用到 Mesh 组网技术了 。

4.3  Mesh 组网

Mesh 又叫多跳网络，由多个地位 雷同的节点通过有线或者无线的 模式 彼此衔接，构成多条路径，最后衔接到跟互联网相连网关 。这样的网络存在一个操纵节点来对全部节点进行治理和配置数据下发 。

下图是一个实际组网的案例，由主路由作为网关和操纵节点，其余节点通过有线或者无线连到主路由，或者通过无线来 彼此衔接 。这样一来，弱 遮蔽的区域 不管有没有网线，网络都 能够灵便地按需 扩充 。

Mesh 组网示意

路由器中间的有线衔接叫做“有线回程”，对应地，无线衔接就叫做“无线回程” 。

Mesh 组网十分 合适于家庭 Wi-Fi 遮蔽 使用 。 设想一下这样的场景：

第一步：小明买了套房子，起初惟独小两口住，于是就先买了个路由器放在客厅，离得近的主卧也 遮蔽良好，夫妻俩觉得这就够用了 。

第二步：小孩 诞生后，老妈和丈母娘也来帮忙照应，但 其余房间的 Wi-Fi 信号不佳，直接再买个路由器，通过有线的 模式 Mesh 组网，无缝 遨游 动机好 。

第三步：大家 统一反映卫生间上网 困苦，那就再买个路由器挂墙上，通过无线的 模式和前两个 Mesh 组网，这下大家都很中意，便是如厕的 工夫变长了 。

虽说这些路由器的型号不同，但 只有都 支撑 Mesh 组网就 能够配合 使用，不像 AC+AP 那样还要搭上个 AC 和 PoE 交换机，还有网线的 束缚 。最重要的是，一般的家用路由器已经 广泛 支撑了最新的 Wi-Fi 协定，价格还低 。

当前各个厂家关于 Mesh 组网的实现大不 雷同，起的名字自然也不同 。一般状况下，不同厂家的路由器中间是不能组 Mesh 的，这可能会 束缚路由器的购买 取舍 。

为了解决不同厂家的路由器的互联互通问题，Wi-Fi 联盟推出了 EasyMesh 技术， 能够让不同厂家的路由器中间也 支撑 Mesh 组网 。

Wi-Fi 联盟的 EasyMesh 组网

但是厂家都各有自己的算盘， 原来用互不兼容的 Mesh 技术就 能够圈住消费者了， 支撑了这 EasyMesh 让消费者选别家的产品，这显而易见对自己不利啊 。 因而 EasyMesh 当前的 支撑率并不高 。

为了更好地 支撑 Mesh 组网，让消费者 获得更高的网速，厂家就专门拿出一个 5GHz 频段来做路由器中间的无线回程，这样路由器就需求同时 支撑一个 2.4GHz 和两个 5GHz 频段， 因而叫做“三频路由器” 。

三频 Mesh 路由器示意

网上 时常有家用组网到底 Mesh 和 AC+AP 哪个 方案好的 疑难，在此给出蜉蝣君的一些 意见 。

首先，无论是 Mesh 组网还是 AC+AP，都 能够达到全屋 遮蔽和无线 遨游的 动机 。Mesh 组网在全部 使用有线回程的状况下， 根本上等同于 AC+AP 。

Mesh 组网更为灵便，可用无线回程，也可用有线回程，还 能够混合 使用，而 AC+AP 则只能 使用有线衔接，需求提前规划布线 。

另外，AC+AP 方案中的 AC 能够置于弱电箱，AP 使用面板式也不占空间，全部 设施没有任何的网线和电源线外露，十分 清新 好看 。而 Mesh 方案则需拖着拉网线和电源线， 好看性上要差得多 。

最后，AC+AP 需求 购置至少一台路由 / AC / PoE 一体机和两台 AP 才故 意思，假如要 支撑千兆网口和 Wi-Fi6，这些 设施都不廉价；而 Mesh 组网则亲民多了，两台路由的价格远低于 AC+AP 。

在 取舍组网 方案时， 能够依据上述两 方案的特色综合考量 。

5 。  无线路由器的 其余 性能简介

关于无线路由器而言，除了前面几期说到的无线接入 性能之外，路由 性能也十分 要害，它解决的是你怎么上网的问题 。

上网拨号

一般状况下，你在办理家庭宽带时， 经营商会为你 调配一个账户，具体 体现便是一个消费者名和密码，这便是你接入互联网的通行证 。

路由器上的 WAN 口用于衔接光猫，之后就 能够在 WAN 口配置里， 取舍上网接入 模式 。绝大多数状况下，需求 取舍 PPPoE 拨号，再输入消费者名和密码之后， 经营商会给你 调配一个 IP 地址，路由器就 顺利联网了 。

Wi-Fi 拨号上网示 用意

WAN 口的联网 模式还有动态 IP 和静态 IP 这两种 模式，不过国内的 经营商 根本上是不用的 。假如家里有两个以上的路由器构成多级路由的话，就需求设置上述两种 模式 。

NAT(网络地址转换)

经营商 调配只会给你 调配一个公网 IP 地址， 实际上只同意一个 设施上网 。但现在家家都有多部手机，多台电脑，以及各种物联网 设施需求联网，这可怎么办？

我们晓得，路由器的 LAN 口及 WLAN(Wi-Fi)构成了一个局域网，路由器同样会给接入的每一个 设施 调配一个不同的 IP 地址 。这些 IP 地址一般以 192.168.x.x 开头，他们属于私有地址，只能在局域网内部 使用 。

网络地址转换示 用意

这些 设施要上网，就必须把私有 IP 转换成对外的公有 IP 才行，这就要用到 NAT 协定 。NAT 能够把多个私有地址转换为公有地址，这样一来多个 设施就 能够共享同一个公有 IP 来上网了 。

安全治理

路由器作为家庭网关，防火墙的 性能一般都是必备的，可反抗网络 袭击 。

防火墙最常见的 性能是 DoS(Denial of Service) 袭击 掩护 。DoS 袭击，俗称 回绝服务 袭击，通过发送大量的无用 申请数据包，从而耗尽路由器的 CPU 和内存等资源，招致 无奈进行 畸形的服务 。

网络 袭击

除了防火墙之外，安全治理还有很多有用的 性能 。

很多人想 束缚孩子上某些网站， 束缚 使用某些 APP，或者 束缚上网 工夫段，都 能够通过防火墙 性能来实现 。

IP 地址过滤： 束缚接入路由器的消费者 拜访某些 IP 地址，或者 束缚局域网内的某个 IP 地址 拜访外网 。

MAC 地址过滤：依据 MAC 地址来 束缚局域网内的某个 设施联网 。MAC 地址一般是固定不变的， 联合 工夫段的配置，该 性能 能够实现 细致的 设施治理 。

网址 / 域名过滤： 束缚联网 设施对某些网址，或者域名的 拜访 。假如家里有小孩，可有效治理小孩对某些网站的阅读 。

利用程序过滤： 束缚某些 利用程序的联网， 能够 细致设置使能 工夫段 。 比方， 能够依据需求设置周内禁止玩游戏，周末可限时玩等 规定 。

其余 性能

QoS (Quality of Service，服务 品质)：对某 设施进行限速操纵，也 能够针对数据包进行优先级操纵， 比方：游戏优先，网页优先，视频优先等智能操纵 。

DDNS(Dynamic DNS，动态域名服务)： 能够用来在自己的或家里架设 WEBMAILFTP 等服务器，借助路由器 DDNS 绑定域名， 能够将我们电脑作为服务器 性能来 使用，供外部消费者 拜访 。

远程下载： 能够设置下载地址，并自动从指定的服务器地址下载文件到路由器的存储空间(通过 USB 接口外接移动硬盘)内，并实现资源共享 。

路由器除了拨号上网和 NAT 之外的 其余 性能， 固然我们一般状况下用得不多，但对此有个大约了解，说不定哪天就用到了 。你说呢？

6 。  无线路由器的硬件简介

到路由器的硬件，很多人可能会说，我便是要买个路由器而已，又不是造个路由器，晓得这么多细节又能做啥？

这种想法，其实 。 。 。 。 。 。 也对 。

路由器其实跟我们常用的电脑或者手机 类似，内部也包含了 CPU、内存、硬盘等等对应的配置，这些硬件 威力越强，想必路由器的性能也就越强悍 。

但当你在购物网站 打开某款路由器的介绍时，会发现大多数厂家的各种牛逼闪闪的亮点宣传，其实都是顾左右而言它，便是不想告诉你这玩意儿内部到底配了啥 。反正绝大多数人对此也没有太多要求 。

假如优异的你想要 详尽了解一款路由器的肚子里到底有多少货，做工到底扎不扎实，就只能去看拆机视频了 。到了这一步，事先了解下路由器的硬件构成和作用便是有必要的了 。

好，那我们这就开始 。

CPU

说是 CPU，其实叫做 SoC(System On Chip，片上系统)更为准确，因为一般的 解决芯片都集成了 CPU 和很多 其余的重要 性能， 构成了一个片上系统 。

无论是中端还是高端路由器，CPU 都是当仁不让的计算核心，全部的数据转发都会 通过 CPU 。 因而 CPU 决定了路由器的负载 威力， 能够 承受多少的数据吞吐量，其性能、功耗、散热措施等都是十分重要的 。

在低端家用路由器中，CPU 负责路由表 查问和数据包转发 。在中高端家用路由器中，CPU 重要负责操作系统和 其余附加 性能的运行，包转发和路由表 查问则重要由 ASIC 芯片 实现 。

当前常见的家用无线路由器 CPU 厂商重要是这么几个：博通(Broadcom)，高通(Qualcomm)，MTK(联发科)，瑞昱(Realtek) 。关于 着手 威力强，想要刷新第三方固件的消费者来说，就需求考量 CPU 的品牌和型号了，我们通常认为博通 > 高通 > 其它 。

此外集成了 CPU 的 SoC 芯片还决定了对外网口接口的数量，USB 接口类型等等 。固然，有些路由器 使用外置接口的 扩充，而不 使用 SoC 集成的配置 。

内存(RAM)

这里的内存(RAM)和我们通常所说的电脑内存的 含意 雷同，在手机上也叫做运存 。

无线路由器中的内存重要用来 储存操作系统指令，动态数据、缓冲报文等数据 。通常来说，路由器内存越大越好 。路由器厂家的软件算法优化地好的话， 能够 节俭大量内存，硬件 使用效率更优 。

绝对智能手机动不动 6G 到 8G 的内存来说，路由器的 性能 比较少，对内存的需求没有那么大 。一般来说，千兆路由器 使用 128M 内存就够用了，256M 已经属于高配大内存了 。

闪存(Flash)

闪存相当于路由器的硬盘，用来存储路由器的固件，也便是操作系统 。一般来说，容量 16M 或者 32M 就够用了，附加 性能或者魔改较多的路由器可能要 128M 乃至 256M，假如不太想刷固件折腾的话不用特别关注 。

无线治理芯片

顾名思义，无线治理芯片是用来 支撑路由器的无线 性能的 。也便是说，路由器 支撑 Wi-Fi 5 还是 Wi-Fi 6，几个发射天线，MIMO 性能到底如何，都是由无线治理芯片决定 。该芯片 能够独立部署，也 能够集成在 SoC 芯片中 。

功放芯片

功放芯片也便是射频前端模块(FEM)，由功率放大器(PA)、滤波器、双工器、射频开关、低噪声放大器(LNA)、 接纳机和发射机等子模块构成，也都封装在射频芯片中 。

射频前端是无线信号 解决 间隔天线最近的一步，其性能直接和 Wi-Fi 信号的 品质和 巩固性 有关 。

无线治理芯片一般都集成了内置的射频前端，但厂家也 能够弃之不用，而 使用性能更强的外置独立射频前端 。一般认为，每根天线都 占有独立的射频前端时路由器 能力达到最佳的无线性能， 因而有很多路由器以此作为亮点宣传 。

网络端口

网口是路由器上所必备的，分为衔接光猫或者上级路由器的 WAN 口和 存在内部 交换 性能的 LAN 口 。

绝大多数的家用无线路由器都具备一个 WAN 口和四个 LAN 口，组网一般都是够用的 。考量到当前无线组网已成为绝对的主流，很多路由器已经把 LAN 口减配为一个或者两个，甚至不再从硬件上 划分 WAN 口和 LAN 口，而靠软件去自适应 鉴别 。

在 Wi-Fi6 和超过 100M 以上的宽带已 遍及的时代，网口速率至少需求 取舍千兆的 。 小心不要被装备百兆网口的千兆路由器 诱骗，这类路由器的价格一般十分低，购买的时候需求 留神 。

随着光纤入室(FTTR)技术的进展，家庭全光组网 方案也已面市 。光纤这种介质能提供 几乎不受限的传输容量，有超高带宽需求或者考量 将来带宽 晋级的 同学 能够考量 。

路由器架构及实物拆解

蜉蝣君找到了一张 TP-Link 某款路由器的架构图，我们 能够一起来 容易看看这款产品(非广告，这玩意普联也不在国内卖)的里面到底配了些啥 。

TP-Link 路由器

首先，最中间的是高通的 SoC 芯片，内部集成了主频为 700MHz 的 CPU，以及 2.4GHz 频段的无线治理模块，可 支撑 802.11g(Wi-Fi 3)，并衔接到了 3 路外置的射频前端模块，也便是说 2.4GHz 支撑 3 根天线 。

路由器设计架构图

从 SoC 的 PCIe 总线蔓延出去， 能够看到另一块 支撑 5GHz 频段的无线治理芯片，可 支撑 802.11ac(Wi-Fi 5)，也衔接到了 3 路外置的射频前端模块，也便是说 5GHz 也 支撑 3 根天线 。

由此 能够得出，这是一款 支撑 Wi-Fi 5 的双频路由器，两个频段共配置有 6 根天线，分别都 能够 支撑 3x3MIMO，用料还是不错的 。

可是，路由器的外部仅仅赫然挺立着 3 根天线， 残余的 3 根去了哪里？其实是集成在路由器内部的，人家便是这么低调 。

路由器实物拆解

由此可见，靠外置天线数量来猜测路由器的 威力是很不靠谱的，不迷信八爪鱼看似牛逼的 表面，具体性能如何还是要看参数，拆硬件 。

好了，关于无线路由器及 Wi-Fi 的介绍就到这里， 指望对大家有所协助 。

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