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最近有小伙伴跟我說,他就已經升級稱200Mbps的光纖入戶,光貓已經換成了相應級別的產品,路由器也按照我說的升級為千兆級的,但為什么自己上網卻仍然只有100Mbps級別的速率?事實上這個問題的是因為他所用的網線并非超五類或者六類的千兆線,而是百兆級的普通五類線導致的,這個瓶頸影響了他的網絡體驗。
其實類似這樣的問題不在少數,雖然對于熟悉網絡組建的玩家,這種“低級錯誤”基本是不會犯的,但是在日常生活中確實有不少人有碰上類似的問題,“為什么我換了那么貴的路由器上網卻還是這么慢”,相信聽過身邊的人這么問的玩家不在少數。
而今天我們就跟大家討論一下,說說到底該怎么做才能不會碰上“換了路由卻沒有改善網絡體驗”的尷尬。
網絡組建遵循木桶理論,短板決定你的網絡體驗
我們來看一個大家都很熟悉的理論,那就是“木桶理論”,簡單來說就是一個水桶無論有多高,它盛水的高度取決于其中最低的那塊木板,因此“木桶理論”也稱為“短板原則”。
我們的網絡組成實際上也是遵循木桶理論的,簡單來說就是我們的網絡體驗,是由組成網絡的所有部件中,效能最低的組件決定的。以一般家用環境而言,用戶需要上網就必須首先從網絡運營商獲得網絡接入線路,例如直接入戶的光纖線路等。
然后通過運營商提供的設備如光信號調制解調器也就是俗稱的“光貓”等進行數據轉換,再通過家庭局域網的路由器或者交換機分流到各個設備中使用,大體的結構如上圖所示。
而在這四個層級的組成中,光貓之前的部分就是我們常說的“外網”是由運營商提供的,這部分的組成決定你的上網速率上限;而而光貓以及后續的設備則允許是我們常說的“內網”,這部分的組成決定著你對“外網”速率的利用程度,以及內部局域網各個設備相互訪問的速率。
WAN外網:直接決定你的網絡接入速率,慢了肯定不行
外網決定著我們上網速率的上限,因此想要提升上網體驗,提高外網接入速率是最直接的。現在主流的外網接入方式大體有三種,一種是以電話線為載體的ADSL,從硬件組成來看與早期的電話撥號上網類似,但接入速率可以達到12Mbps的水平,在早幾年是主流的外網接入模式,但是現在正在被光纖入戶逐步取代。
第二種則是網線直接入戶,常見于各種小區寬帶以及城中村寬帶,這種接入模式往往比較考驗網絡供應商的“良心程度”,接入速率從10Mbps到100Mbps不等。
第三種則是目前正在主流化的光纖接入,需要使用光貓進行光信號與電信號的轉換,接入速率10Mbps起步,最高可達千兆級水平,目前比較常見是20Mbps、50Mbps以及100Mbps級別的光纖接入,部分地區正在推廣200Mbps接入。相比于早些年的主流的ADSL,光纖接入在接入速率上可以說是翻了10倍甚至是上百倍。
不過光纖接入的速率雖然快,但它是需要通過光貓將光信號轉為電信號后,才能接入到用戶的局域網當中,因此對于使用光纖接入的用戶來說,光貓的性能就是上網體驗中的第一塊木板,只有光貓的性能滿足光纖接入的要求,方能將接入速率上的優勢發揮出來。
ADSL以及網線接入也有類似的限制,不過前者目前已經陸續退出市場,而后者的限制則主要在網絡提供商方面,用戶基本無法自行決定和調整,這次我們就不做深入討論了。
LAN內網:決定你的外網利用率,多數瓶頸都在這里
如果用戶只有一臺電腦需要上網,那么內網的構成就很簡單了,只需要使用一條網線連接光貓和PC的網絡接口即可,此時只要確保網線的速率上線以及網卡接口的速率大于等于外網接入速率,即可享受最大化的網絡體驗。
然而在移動設備大放異彩的今天,這樣的狀況已經很少存在了,因此絕大部分的家庭還需要配置一臺路由器來進行網絡分發,把一個外網接入分流給不同的設備使用。 這個分流方式可以分為有線和無線兩種,首先我們從有線網絡說起。
有線網絡是已經存在了很長時間的局域網也就是內網構成模式,目前主流的是百兆級和千兆級網絡,兩者的結構基本一致,通常都是由帶交換機功能的路由器、網線以及接入的客戶端設備三部分組成。
有線網絡基本支持全雙工模式,即數據首發可同步進行,而且有網絡響應速度快、數據傳輸延遲低、抗干擾能力強等優點,因此在這個無線設備已經步入主流的今天,有線網絡也依然是網絡組建首選的主要原因。
從目前的主流應用來說,百兆級局域網可以滿足百兆光纖接入的需求,但是如果用戶已經升級成更高級別的外網接入,如文章開頭筆者的小伙伴那樣,使用200Mbps接入速率的外網,那么只有100Mbps速率的百兆級局域網肯定是不行了,會形成傳輸速率上的瓶頸,這時候你就需要使用千兆級局域網了。
由于局域網的速率同樣遵循“木桶理論”,網絡速率是由組成部件中性能最低的組件決定,因此用戶想要組建千兆網絡,就必須選用帶千兆交換機的路由器、千兆級網線(超五類或以上級別)以及帶千兆LAN接口的客戶端設備。
文章開頭的小伙伴雖然已經升級了路由器,電腦上的網卡也是千兆級的,但由于連接所用的網線只是百兆級的五類線,所以最終他只能享受百兆級網絡的待遇。
而無線局域網的組成實際上與有線局域網類似,只是網線變為了WiFi信號。與網線類似,WiFi信號同樣會根據種類的不同而提供不同的速率,目前主流的有802.11n和802.11ac協議,前者提供的速率是150Mbps起(頻寬40MHz),后者則是433Mbps起(頻寬80MHz),可以根據MIMO的級別提升,如2x2 MIMO即可達到理論速率翻倍的效果,例如支持2x2 MIMO和802.11ac標準小米手機6可以支持最高866Mbps的理論速率。
不過WiFi網絡相比有線網絡還是有一定的不足,例如其僅支持半雙工模式,同一時間只能單向數據傳輸,信號也容易受到外界的干擾,穩定性、網絡響應、網絡延遲等方面都無法和有線網絡相提并論,實際速率往往只有理論速率的50%甚至更低。
而且如果網絡不支持MU-MIMO的話,那么路由器同一時間只能向一個設備發送或接受數據,當接入無線設備比較多的時候,就可能會引起網絡堵塞的問題,極度影響網絡體驗。
因此對于無線網絡而言,想要不形成體驗上的瓶頸,不僅需要高速率的無線連接,如802.11ac級別的WiFi等,而且我們還需要多頻段分流以及MU-MIMO等技術的輔助,盡可能地改善網絡環境。
以我們的經驗而言,百兆級的光纖接入,目前802.11n級別的網絡已經不再合適,802.11ac級別的WiFi網絡算是基本需求;如果你已經升級至200Mbps光纖接入,那么802.11ac甚至是2x2 MIMO級別的802.11ac網絡則是必備的,這樣才不會性能網絡體驗上的瓶頸。
總結:單純更換路由器不一定可以改善網絡體驗,必須整體升級才有明顯提升
綜合上面的內容,我們可以得出以下幾條結論:
1、想要提升網絡體驗,提升外網接入的速率最直接,但是要注意調制解調器的性能是否跟上;
2、調制解調器到路由器之間的線路,要大于等于外網接入的速率,這樣才不會性能傳輸上的瓶頸;
3、同理路由器到各個網絡客戶端設備之間的線路,同樣要在速率上要大于等于外網接入的速率;
4、對于無線WiFi網絡,我們可以通過多頻段以及MU-MIMO等技術來提升改善網絡體驗;
5、有線連接仍然是目前最可靠、速率最穩定的連接方式;
不難看出,想要獲得100%速率的網絡體驗,我們不僅要有一個可靠的外網接入,而且內部局域網也必須不存在速率上的瓶頸。網絡設備往往是成套的配置,單純提升其中一部分的性能,未必會給你的網絡體驗帶來明顯的提升,只有各個組成都同步提升,方可讓你的網速有飛一般的提升。