liwen01 2024.10.27

前言

無線 WiFi 的優(yōu)點是方便、靈活，可以接入各種設(shè)備。缺點就是信號容易被干擾、信號覆蓋范圍有限。下面幾個問題應(yīng)該很多人都有遇到過：

1. 為何很多洗手間的 WiFi 信號都不太好？

2. 市面上的穿墻路由器真的就比其它路由器效果好么？

3. 為何有時候 WiFi 信號強度很好，但網(wǎng)速卻很慢？

4. 如果房間比較大，需要怎樣才能實現(xiàn) WiFi 全屋覆蓋？

5. 如果是獨棟多層的樓房，又要如何組建 WiFi 網(wǎng)絡(luò)？

6. 商場、公司、學(xué)校等人員密集場所，它們的 WiFi 又是如何組建？

7. 什么是 WiFi 漫游、它有什么好處、又要如何實現(xiàn) WiFi 漫游功能？

8. 什么是胖 AP，什么是廋 AP？AC+AP 又是什么？

因為企業(yè) WiFi 組網(wǎng)比較復(fù)雜，這里主要介紹家庭無線 WiFi 組網(wǎng)方案，主要包括： 路由器的串并聯(lián)、WiFi 信號放大器、mesh 組網(wǎng)、AC+AP 模式組網(wǎng) 。它們各有優(yōu)缺點又各有適合的應(yīng)用場景。

(一) WiFi 漫游

WiFi漫游 (WiFi Roaming) 指的是當(dāng)一個移動設(shè)備 (如智能手機、平板、本電腦等) 在一個由多個無線接入點 (AP) 覆蓋的網(wǎng)絡(luò)中移動時，設(shè)備能夠無縫切換到信號更強或更合適的接入點，而不中斷網(wǎng)絡(luò)連接或影響應(yīng)用程序的運行。

比如在大的商場、寫字樓、圖書館等環(huán)境，我們拿著手機，從 AP1 所在區(qū)域，移動到 AP2、再到 PA3 這個區(qū)域。

(1) 無漫游場景

在沒有漫游功能的時候，當(dāng)跨區(qū)域時，只有等一個 AP 區(qū)域的信號弱到斷開連接之后，才會主動去連接另外一個區(qū)域的 AP，用戶可以明顯地感覺到手機網(wǎng)絡(luò)變慢變卡，最后斷網(wǎng)，且要等上幾秒之后才能恢復(fù)。

(2) 有漫游場景

在 AP1 ~ AP3 是支持漫游功能時，當(dāng)要跨區(qū)域的時候，手機能夠根據(jù) AP 之間的信號強度、信噪比、AP 負(fù)載、移動數(shù)據(jù)和位置變化去自動切換所需要連接的 AP，效果就是用戶一般感覺不到明顯的網(wǎng)絡(luò)卡頓，APP 的數(shù)據(jù)也不會中斷。

(3) 協(xié)議支持

要實現(xiàn) WiFi 漫游功能，需要 AP 和用戶設(shè)備同時都支持 802.11k/v/r 協(xié)議

• 802.11k ：無線資源測量協(xié)議，可幫助終端快速搜索附近可作為漫游目標(biāo)的 AP。
• 802.11v ：無線網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議，用來解決AP之間的負(fù)荷均衡，以及終端節(jié)電等功能。
• 802.11r ：快速漫游協(xié)議，用于加速手機或者電腦在漫游時的認(rèn)證流程。

要實現(xiàn) WiFi 的漫游，還需要組建合適的網(wǎng)絡(luò)。

(二) 普通家庭 WiFi 組網(wǎng)

(1) 常規(guī) WiFi 使用

現(xiàn)在大部分家庭使用 WiFi 的模式是外面通過光纖接入到屋內(nèi)，先接入光貓，這一部分主要是由運營商提供，比如國內(nèi)的聯(lián)通、電信、移動。

有些光貓也兼?zhèn)渎酚善鞯墓δ埽�但是它的接口和接入的設(shè)備有限，整體性能也比較弱，而且很多家庭的光貓是放置在弱電箱里，所以整體信號不太好。

目前大部分人都是從光貓接根網(wǎng)線，接到一個路由器上，日常使用 WiFi 都是通過這個路由器來實現(xiàn)。

上圖這種房間布局是比較常見的，一般將路由器放置在客廳電視柜上，為所有房間提供無線 WiFi 網(wǎng)絡(luò)。

當(dāng)把路由器放在客廳電視柜上的時候，客廳、餐廳、廚房可以享受到最佳的WiFi信號，遠(yuǎn)離客廳的書房、主臥、主臥洗手間因為中間隔了墻壁，WiFi 信號會被衰減，所以整體信號會比較弱。

為了使主臥和書房都有比較好的 WiFi 使用體驗，如果去市面上購買一個穿墻路由器，能否解問題呢？

使用穿墻路由器實際效果正常不會很理想，市面上的穿墻路由器只不過是一個噱頭。因為在中國《微功率短距離無線電發(fā)射設(shè)備目錄和技術(shù)要求》有規(guī)定

• 2.4GHz頻段(2400–2483.5 MHz) ：最大發(fā)射功率限制為 100 mW(20 dBm)，等效全向輻射功率(EIRP)為 20 dBm。
• 5GHz頻段(5150–5350 MHz) ：室內(nèi)使用最大發(fā)射功率限制為 200 mW(23 dBm)。
• 5GHz頻段(5725–5850 MHz) ：最大發(fā)射功率限制為 25 mW(14 dBm)。

在其它國家和地區(qū)也有相應(yīng)的限制，最大發(fā)射功率被限制，不管路由器有幾根天線，它的穿墻能力都不可能有顯著提升，除非它違反規(guī)定增強了發(fā)射功率。

具體原因可以查看之前的文章《 wifi基礎(chǔ)(一)：無線電波與WIFI信號干擾、衰減 》

(2) 有線路由

對于上面這種戶型，如果要使書房、主臥、主臥洗手間都有良好的 WiFi 信號，可以使用路由器串并聯(lián)的方式來解決這個問題。

路由器串并聯(lián)可以是通過有線的方式來串并聯(lián)，也可以通過無線的方式來實現(xiàn)。

有線的方式信號會穩(wěn)定很多，但是需要布置網(wǎng)線，如果房間之前有布網(wǎng)線推薦使用有線路由的方式。

有線路由的方式對路由器沒有特殊的要求，任意兩個路由器都可以實現(xiàn)。如果家里有多個路由器，可以將性能較好的作為主路由器，性能交差點的最為副路由器。

• 將光貓出來的網(wǎng)線接到路由器1的WAN口，常規(guī)方式設(shè)置路由器上網(wǎng)。
• 將路由器1任意一個LAN口，接到路由器2的WAN口，也是常規(guī)方式設(shè)置路由器上網(wǎng)。

這樣就實現(xiàn)了兩個路由器的串聯(lián)，它們各自獨立分配 IP，一般它們處于不同網(wǎng)段。

這種方式，就算路由器1與路由器2設(shè)置相同的 WiFi 名字和密碼，它們也不能實現(xiàn)漫游功能。

(3) 有線中繼

兩個路由器串并聯(lián)，通過不同的接線，可以實現(xiàn)不同的模式。如果主路由器1 LAN 口接到副路由器2的 LAN 口，這種模式需要做一些特殊的設(shè)置。

• 將主路由器1 LAN 口接到副路由器2的 LAN 口
• 將副路由器2 的 DHCP 功能關(guān)閉
• 到路由器2 的 LAN 口設(shè)置處設(shè)置 LAN 口 IP，該 IP 與路由器1同一個網(wǎng)段，且不與路由器1的其它設(shè)備相沖突
• 路由器2無線設(shè)置按正常設(shè)置就可以

這種模式，路由器1與路由器2的設(shè)備是處于同一網(wǎng)段，因為兩個路由器的IP分配工作都是由路由器1來實現(xiàn)。同樣的，它們也不支持漫游功能。

(4) WiFi 串并聯(lián)

如果家里有多個閑置的路由器，選一個性能好的做主路由器，可以同時串并聯(lián)多個路由器來解決 WiFi 信號不好的問題。

這種方式的限制就是需要布網(wǎng)線，優(yōu)點就是對路由器的要求低，且可以各種不同品牌的路由器同時使用，可以將家里閑置的路由器很好地利用上。

(5) 無線橋接

WDS(Wireless Distribution System，無線分布式系統(tǒng))是一種允許多個無線接入點(AP，Access Point)通過無線方式相互連接的技術(shù)，目的是擴展無線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍。通過 WDS，多個路由器或 AP 可以彼此無線橋接，而不需要通過網(wǎng)線連接。

這種方式是在路由器2中去設(shè)置 WDS 功能，根據(jù)設(shè)置引導(dǎo)去連接路由器1。

這種方式的好處就是可以不用布線，缺點就是信號容易被干擾，效果沒有有線路由的好。

對于最開始的房屋布局，我們應(yīng)該要將路由器2放置到洗手間外面才能實現(xiàn)最佳的效果。因為路由器2 所有對外的所有數(shù)據(jù)都要通過路由器1傳輸出去。但因為它們是通過無線連接的，所以路由器2與路由器1間的信號不能太差。

如果將路由器放置到書房或是主臥里面，就會出現(xiàn)路由器 WiFi 信號強度很好，但是網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)很慢的情況，主要原因是路由器2與路由器1間信號不好通信丟包嚴(yán)重導(dǎo)致速率嚴(yán)重下降。

(6) WiFi 信號放大器

WiFi 信號放大器，也叫 WiFi 擴展器或 WiFi 中繼器，是一種通過接收現(xiàn)有 WiFi 信號并將其重新廣播來擴展 WiFi 覆蓋范圍的設(shè)備。它能夠解決家中或辦公區(qū)域中 WiFi 信號弱、死角等問題，確保無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋更廣的區(qū)域。

它的工作原理是：

• 信號接收 ：放大器通過內(nèi)置的無線網(wǎng)卡，接收來自主路由器的 WiFi 信號。

• 信號放大 ：放大器將接收到的 WiF i信號進(jìn)行放大或重復(fù)(中繼)，以增強信號的強度和覆蓋范圍。

• 信號轉(zhuǎn)發(fā) ：放大后的信號再次通過放大器的無線電廣播出去，覆蓋到原本信號無法到達(dá)的區(qū)域。

整體而言，使用 WiFi 信號放大器的效果并沒有使用多個路由器中繼的效果好，但一般 WiFi 信號放大器相比于路由器體積會小些，而且價格要便宜。

(三) 胖瘦 AP

(1) 胖 AP

上面我們介紹的，也是我們?nèi)粘１容^常使用的路由器，它都是屬于胖 AP(Fat AP)。

胖 AP 它是一種獨立工作的無線接入點，它具備較為完整的網(wǎng)絡(luò)管理和控制功能。它可以自行進(jìn)行認(rèn)證、加密、管理無線信道和帶寬分配，并執(zhí)行許多其它功能，因此它可以在不依賴外部設(shè)備的情況下獨立提供無線網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。

它的優(yōu)點是： 獨立性強，適用與小型網(wǎng)絡(luò) 。

它的缺點是： 配置相對復(fù)雜 。對于復(fù)雜場景，比如大型寫字樓，需要在不同位置放置很多個 AP，網(wǎng)絡(luò)管理員不太可能每個 AP 去獨立配置管理，所以就出現(xiàn)了瘦 AP(Thin AP)。

(2) 瘦 AP

瘦 AP 是一種功能簡化的無線接入點，主要依賴于一個集中管理的設(shè)備——通常是無線局域網(wǎng)控制器(WLC)。瘦 AP 本身只負(fù)責(zé)基本的無線信號轉(zhuǎn)發(fā)功能，而所有的復(fù)雜管理和控制功能(如認(rèn)證、加密、頻譜管理等)都交由 WLC 來處理。

瘦AP的特點是：

• 集中管理 ：通過無線控制器統(tǒng)一管理多個瘦 AP，使得大規(guī)模部署更加容易，并且可以進(jìn)行集中配置和故障排查。

• 簡化設(shè)備 ：瘦 AP 硬件相對簡單，因為不需要集成完整的管理功能，從而降低了每個 AP 的成本。

• 適用場景 ：瘦 AP 通常應(yīng)用于大型企業(yè)、校園或高密度無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，在這些場景下，多個 AP 的管理通過控制器集中進(jìn)行，便于維護(hù)和擴展

(四) 大范圍 WiFi 網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)

如果對上網(wǎng)體驗要求高，且要實現(xiàn) WiFi 漫游功能，可以使用 mesh 組網(wǎng)方式或是 AC+AP 模式。

WiFi 漫游功能，可以讓你在房間、樓層間移動的時候?qū)崿F(xiàn) WiFi 自動切換，用戶基本上無法感知到網(wǎng)絡(luò)的切換，網(wǎng)絡(luò)也不會中斷。對于家庭使用，mesh組網(wǎng)是個不錯的選擇。

(1) mesh 組網(wǎng)

WiFi 的 mesh 組網(wǎng)通過多個無線節(jié)點(通常是 mesh 路由器或 AP )相互連接，形成一個自我修復(fù)的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，使得每個節(jié)點都能與其他節(jié)點通信并動態(tài)調(diào)整網(wǎng)絡(luò)路徑，以優(yōu)化信號覆蓋和流量傳輸。

(a) WiFi mesh 組網(wǎng)的核心概念

多跳傳輸 ：在 mesh 網(wǎng)絡(luò)中，數(shù)據(jù)可以通過多個節(jié)點傳遞到目標(biāo)設(shè)備。這種方式有效地擴展了 WiFi 信號的覆蓋范圍。即使某個節(jié)點離主路由器較遠(yuǎn)，仍可以通過其他中繼節(jié)點進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

自我修復(fù)(Self-Healing) ：如果某個節(jié)點失效或斷開連接，mesh 網(wǎng)絡(luò)會自動尋找新的路徑，使網(wǎng)絡(luò)保持正常運行。這種冗余性使得網(wǎng)絡(luò)更加穩(wěn)定和可靠。

節(jié)點協(xié)作 ：所有的 mesh 節(jié)點(mesh AP 或路由器)相互通信，并能夠動態(tài)調(diào)整信號傳輸?shù)穆窂胶托盘枏姸�，以確保網(wǎng)絡(luò)性能最佳化。這種協(xié)作機制可以減少網(wǎng)絡(luò)擁堵并優(yōu)化流量。

無縫漫游 ：由于 mesh 網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點都屬于同一個網(wǎng)絡(luò)，用戶設(shè)備可以在各個節(jié)點之間無縫漫游，而不會中斷網(wǎng)絡(luò)連接。這對于覆蓋大范圍的家庭、辦公樓、酒店等場景尤為重要。

(b) WiFi mesh 組網(wǎng)的結(jié)構(gòu)

主節(jié)點(Primary Node/Gateway Node) ：這是連接互聯(lián)網(wǎng)的主路由器或接入點，通常位于用戶的互聯(lián)網(wǎng)入口處。所有的網(wǎng)絡(luò)流量最終都會經(jīng)過主節(jié)點進(jìn)行互聯(lián)網(wǎng)通信。

從節(jié)點(Secondary Nodes/Child Nodes) ：這些節(jié)點與主節(jié)點或其他從節(jié)點連接，用于擴展網(wǎng)絡(luò)覆蓋。每個從節(jié)點都能與多個其他節(jié)點通信，并動態(tài)調(diào)整網(wǎng)絡(luò)路徑以優(yōu)化連接。

設(shè)備通信 ：設(shè)備(如手機、電腦等)可以與任意一個距離較近的節(jié)點連接，而不必強制連接到主節(jié)點，從而保證穩(wěn)定和快速的連接。

(c) mesh 組網(wǎng)的優(yōu)勢

廣覆蓋 ：通過多個節(jié)點擴展網(wǎng)絡(luò)，消除信號盲區(qū)。

無縫漫游 ：設(shè)備可在各節(jié)點間自由切換，無斷線。

自我修復(fù) ：節(jié)點失效時，網(wǎng)絡(luò)會自動調(diào)整路徑，保證穩(wěn)定性。

易擴展 ：添加新節(jié)點簡單，適合大范圍網(wǎng)絡(luò)覆蓋。

穩(wěn)定性能 ：動態(tài)調(diào)整信道和路徑，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)流量。

(d) mesh 組網(wǎng)的缺點

成本較高 ：設(shè)備價格昂貴，尤其是需要多個節(jié)點時。

帶寬下降 ：多跳傳輸會導(dǎo)致帶寬逐步降低。

延遲增加 ：多節(jié)點傳輸會增加網(wǎng)絡(luò)延遲。

配置復(fù)雜 ：需要精心規(guī)劃節(jié)點布局，且企業(yè)級網(wǎng)絡(luò)配置復(fù)雜。

兼容性問題 ：不同品牌的 mesh 系統(tǒng)可能不兼容。

mesh 可以是有線組網(wǎng)也可以是無線組網(wǎng)，有線模式需要拉網(wǎng)布線，無線模式整體性能較差。

mesh 組網(wǎng)需要給路由器獨立供電并放置在一個遮擋較少的位置，多少也有些影響美觀。但是如果換成 AC+AP 的模式就不存在這個問題了。

另外需要特別注意的是， 各品牌商的路由器之間 mesh 組網(wǎng)可能會存在不兼容的情況，所以最好是使用同一個品牌的 mesh 路由器來組網(wǎng) 。

(2) AC + AP 模式

在 WiFi 組網(wǎng)中，AC(Access Controller)+AP(Access Point)主要用于大型或企業(yè)級的無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。這種模式通常由一個或多個AP和一個AC組成，目的是集中管理和優(yōu)化無線網(wǎng)絡(luò)。

(a) AC(Access Controller) AC 是無線網(wǎng)絡(luò)的集中控制器，負(fù)責(zé)管理和配置所有接入點(AP)。它協(xié)調(diào)AP之間的工作，進(jìn)行負(fù)載均衡、無線信道管理、認(rèn)證、接入控制等。

可以簡單理解為：這里的 AC 就是上面介紹的路由器，AP 就是路由器的天線，AP 負(fù)責(zé)無線信號的收發(fā)，AC 負(fù)責(zé)無線的管理。變相的把 WiFi 天線布置到房間的各個位置上。

(b) AC 主要功能有 ：

集中管理 ：通過AC，可以在一個地方配置和管理所有的 AP，簡化網(wǎng)絡(luò)管理。

負(fù)載均衡 ：AC 可以監(jiān)控 AP 的負(fù)載情況，并在用戶移動時將其重新分配到負(fù)載較低的 AP。

無線信道管理 ：AC 優(yōu)化無線信道的使用，減少干擾，提高網(wǎng)絡(luò)效率。

安全管理 ：進(jìn)行集中化的認(rèn)證和加密管理，提高網(wǎng)絡(luò)安全性。

(c) AP (Access Point)

AP 是無線網(wǎng)絡(luò)的接入點，負(fù)責(zé)將無線信號轉(zhuǎn)換為有線信號，反之亦然，允許無線設(shè)備連接到網(wǎng)絡(luò)。

(d) AP 主要功能有 ：

無線覆蓋 ：AP 提供無線信號覆蓋，支持無線設(shè)備的接入。

數(shù)據(jù)傳輸 ：AP 將無線設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸?shù)接芯�網(wǎng)絡(luò)，或者將有線網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)綗o線設(shè)備。

信號強度調(diào)節(jié) ：AP 可以調(diào)整其發(fā)射功率，優(yōu)化無線覆蓋范圍。

(e) AC+AP模式的優(yōu)勢

高效管理 ：通過集中控制和管理，簡化了無線網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)和配置工作。

靈活性 ：可以根據(jù)實際需要擴展 AP 的數(shù)量，增加無線覆蓋范圍。

優(yōu)化性能 ：通過 AC 的干預(yù)和管理，提升了網(wǎng)絡(luò)的性能和穩(wěn)定性。

增強安全 ：集中化的安全策略和認(rèn)證機制提升了整體網(wǎng)絡(luò)的安全性。

AP 有面板式和吸頂式兩類，家用一般是使用面板式，可以直接嵌入墻體，跟插座一樣。吸頂式的多用在寫字樓等場所，直接放置在天花板處，整體比較美觀。

另外，這類 AP 一般都支持 POE 供電，也就是可以直接使用網(wǎng)線進(jìn)行供電，少了另外拉電的麻煩。

整體而言，AP 的性能會比 mesh 組網(wǎng)稍微差一點點，如果是家庭或是小范圍使用，推薦使用 mesh 組網(wǎng)，mesh 相對 AC+AP來說價格也便宜點。

如果是寫字樓，學(xué)校等需要大面積覆蓋的場景，還是推薦使用AC+AP的模式，方便控制和管理。

結(jié)尾

上面內(nèi)容簡單地介紹了下目前家庭比較常用的 WiFi 組網(wǎng)方案，這些方案具體的使用配置，可以參考具體品牌商設(shè)備上的介紹。下一篇將介紹 WiFi 認(rèn)證與加密相關(guān)基礎(chǔ)知識。

上面內(nèi)容，如有錯誤，歡迎評論區(qū)提示指出，不勝感激。

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