文章目录

• 一.两个基本概念
• 二。路由器的工作模式和组网

大家好，我是蜉蝣君，本期我们就来探讨一下无线路由器的工作模式和组网方式。

在古代，我去亚非拉旅游总会感到焦虑，生怕住的酒店或宿舍没有互联网或Wi-Fi，不得不随身带着插线板、网线和便携式路由器。这几年发现Wi-Fi几乎无处不在，这套设备也渐渐蒙上了厚厚的灰尘。

这款便携式路由器无需直接插入网线即可使用。家里用过的路由器大部分都是直接插电的，用手机简单配置就可以了。至于采用什么工作模式和组网方案，并没有什么特别之处。

最近拿出一个尘封已久的便携式路由器研究了一下。我发现事情没那么简单。为了达到更好的覆盖效果，路由器可以灵活地以多种工作模式组网。了解这些原则后，在规划家庭网络覆盖时就可以有个好主意了。

接下来，正文开始。

一.两个基本概念

1.1 SSID

SSID的全称是服务集标识符，翻译成中文就是服务集标识符。这个概念看似高大上，其实是Wi-Fi信号的名字。

无论你在哪里，用电脑或手机搜索，都能找到一系列Wi-Fi SSID及其信号强度。这些Wi-Fi信号可以加密，也可以不加密。

这就是SSID的核心功能:将一个无线局域网(WLAN)划分成若干个需要不同认证的子网，每个子网需要独立的认证，以防止未授权的用户进入这个网络。一般家庭联网都会设置密码。

通常双频路由器可以将2.4GHz和5Hz频段划分为两个SSID，但这可能会造成混淆，通常很难在SSID连接到2.4GHz频段的情况下切换到5GHz。所以很多路由器也支持双频融合，系统自动设置信号切换阈值，用户无感知。

1.2网络段

局域网中的每一部手机或电脑都有一个IP(互联网协议)地址用于相互通信。我们的通用格式(IPv4)由32位0或1组成。

32位二进制IP地址的格式大致如下:110000000101000000000000001，但是看起来一点也不直观。

于是我们分成了四段:11000000.10101000.00000.00000001，还是不够直观。于是我们转换成十进制:192.168.0.1，最后看起来顺眼多了。

为了便于管理，我们将IP地址分为两部分，网络前缀和主机地址。网络前缀标识网络，也称为网段，主机地址用于标识网络中的每台设备。

如上图所示，该地址前三段的“192.168.0”是网络前缀，最后一段的“123”是主机地址。最后一个主机地址的8位二进制数字的范围是0~255。0和255用于特殊用途，但实际可用范围为1~254。

子网掩码使用一系列1来表示IP地址中的哪些位是网络前缀。上面的例子中，24位的IP地址前三段都是网络前缀，掩码标签是11111111111111111000000 (24个一不算)，也是分成四段再换算成十进制，就是255.255.255.0。也可以附加到IP地址上，写成11。

同一网段的设备可以互相通信，而不同网段的设备需要通过路由器的路由功能转发才能互相通信。家里设备不多。组网时，建议所有设备尽量在同一个网段，方便相互访问。

上图中，仅以一台通过网线连接的PC为例。其实每个网段都可以通过有线或无线的方式接入，设备不仅限于电脑、手机、音箱、摄像头、门铃等联网设备。

二。路由器的工作模式和组网

无线路由器的工作模式有很多种，大致可以分为路由模式和AP模式。AP模式可以细分为AP模式(doll)、中继模式、网桥模式和客户端模式。

基于这些基本工作模式，可以在多个路由器之间形成AP AC和Mesh两种组网模式，达到无缝覆盖和自动漫游的效果。

2.1路由模式

无线路由器大多工作在这种模式下，同时使用路由器的无线接入功能和路由功能。

最常见的用法是将路由器的WAN口连接到家用光猫上，设置PPPoE拨号上网，提供各种路由和安全保护功能。对于熊海子的未来，还可以配置多种网络管理策略，如IP地址、网址、应用访问限制等。

相应的，路由器的无线接入功能负责传输Wi-Fi信号，形成全屋无线信号覆盖的无线局域网(WLAN)。连接到WLAN和有线LAN端口的多个设备位于同一个LAN中，具有相同的网段，并且可以在intranet中直接通信。

另外，可以把路由器的WAN口和上级路由器的LAN口连接起来，形成二级路由，这样就可以配置两个网段的内网和两个不同的Wi-Fi名(使之相同也可以)。

这种组网无法实现两台路由器之间的无缝漫游，一个Wi-Fi信号减弱切换到另一个的过程伴随着IP地址的变化，网络中断明显。

2.2 AP模式

AP指的是接入点。顾名思义，这种模式下运行的路由器只有接入功能，不使用路由功能，所以路由这个词就不提了，直接叫接入点。

接入点没有路由功能，不代表路由功能不存在，只是被另一个路由器承担了。也就是说，AP模式下的路由器无法独立完成上网任务，需要与另一台路由器协同工作，多用于覆盖范围的扩大。

AP模式有三个子模式:AP模式(doll)、中继模式和桥接模式。

AP模式

启用了AP模式的路由器通过网络电缆连接到上级路由器。只是接入功能扩展为无线覆盖(也可以作为主覆盖)，路由和DHCP功能由上级路由器完成。所以连接AP的手机或电脑和上级路由器在同一个网段，可以直接互通。

AP的无线网络名称(SSID)和密码可以独立设置，可以与上级路由器相同，也可以不同。如果Wi-Fi名称的设置不同，两个设备肯定是没有办法无缝漫游的。只有一个信号太弱然后连接到另一个，或者手动连接。

即使这些AP设置为同一个SSID，看似家里只有一个Wi-Fi信号，但实际上AP的无线信号与主路由之间缺乏交互，配置管理麻烦，无法实现无缝漫游。

这种组网下的AP功能完善，每个节点都要单独配置，相互独立工作，所以被称为“胖AP”。

胖AP住在龙窝里。没有统一的管理，他们无法在各自的覆盖区域之间漫游，只能在家里凑合少量。在商场和机场，这些超大型空房间需要数量巨大的AP，所以他们不得不再雇一个智能的。

AP交流网络

既然胖AP不好管理，我们可以再拆分一下，只保留最基本的接入功能，把配置管理功能分离出来，形成一个全新的设备:接入控制器(AC)，通常简称AC。

AC负责管理所有AP，只要在AC上进行统一配置，就可以自动同步到所有AP节点，在AC上可以实时监控所有AP的工作状态，维护起来也非常方便。这种状态的AP只需要努力，其他什么都不需要管。当然也没什么可花的，所以叫“瘦AP(Fit AP)”。

更重要的是，通过让AP支持802.11k/v/r协议，可以实现AP之间的无缝漫游。

802.11k:无线资源测量协议，可以帮助终端快速搜索附近可以作为漫游目标的AP。

802.11v:无线网络管理协议，用于解决接入点之间的负载均衡和终端省电等功能。

802.11r:快速漫游协议，用于加速手机或电脑漫游时的认证过程。

以上漫游协议需要路由器和手机两方面的支持才能正常工作。

在各个厂商的实际AP产品中，大部分都支持802.11k/v协议，对于家庭网络来说已经足够了。

这个方案很完美。还有提升空间吗空？

让我们考虑大量的接入点必须连接到交流。除了提前铺设大量的网线，还要准备相应的电源给AP供电，工作量很大。网线本身是电线吗？AP的功耗一般不高。网线在传输数据的同时可以做供电的工作吗？

真的可以。这种供电模式有一个特殊的协议，叫做PoE(以太网供电)，需要交换机和AP等两个连接设备的支持才能正常供电。

这样我们在AC后面接一个PoE交换机，然后把所有等待的AP都换成可以支持PoE的型号，这样就可以实现PoE供电，省去了很多地方拉电源线的麻烦，突然感觉网络清爽了很多。

不过可能有人要说了，我家只有2室加1厅，一共3个AP就够了。这样一来，我们不仅要上主路由器AC，还要上PoE交换机，不仅成本高，而且连弱电箱空都没有空间！

的确，AC AP方案主要用于大型商业场所，最坏的情况是多层别墅，房间多。对于普通住宅来说，用刀子杀鸡确实不合适。

但商家也制定了简化方案，将路由器、AC、PoE交换机合二为一，称之为“路由/AC/PoE一体机”，与普通家用交换机大小相同，成本大大降低。

同时，上述方案还将AP集成到传统的86式网线插座面板中，完全隐形，却达到了Wi-Fi无缝覆盖、信号强的最佳状态。

AC AP的优点显而易见，但也有缺点。就是所有的AP都需要使用网线和AC连接，这就要求装修中要考虑Wi-Fi联网和铺设网线。如果没有网线可以到达，就必须考虑其他方案。

继电器模式

与AP模式不同，中继模式的路由器与上级路由器之间没有网线连接，只是简单的接收上级路由器的无线信号，放大后发送出去，不做任何处理。

所以中继模式下AP信号的Wi-Fi名称和密码与上级路由相同，所有设备都位于同一个网段。对于用户来说，接入中继AP的效果和主路由完全一样。中继AP只是相当于一个扩展覆盖的管道，所有的处理都由主路由进行。

桥接模式

网桥模式类似于中继模式，两个路由器通过无线方式连接，无需网络电缆。两者的区别在于中继模式工作在物理层，无法设置，而桥接模式工作在数据链路层，可以配置独立的SSID。

虽然SSID可以不同(也可以相同)，但桥接模式的路由器和主路由器的网段是相同的，设备连接后可以互相访问。

以中继或桥接模式工作的路由器必须在主路由的覆盖范围内，才能放大信号以接入互联网。如果主路由信号差，虽然放大后手机看到的Wi-Fi信号很满，但网速还是很慢，甚至不稳定。

而且主路由不知道下级中继或桥节点的存在，它们之间没有管理和交互关系，所以无法漫游。它只能等待手机在信号出故障断开后重新连接到另一个节点。

有什么办法可以把AC AP等有线组网，和relay或bridge等无线组网整合起来，智能管理这个网络，达到简化配置，无缝漫游的效果？

这将使用网状网络技术。

2.3网状网络

Mesh又称多跳网络，由多个状态相同的节点通过有线或无线方式相互连接形成多条路径，最终连接到与互联网相连的网关。这样的网络有一个控制节点来管理所有节点和配置数据分布。

下图是一个实际的组网案例，主路由作为网关和控制节点，其他节点通过有线或无线连接到主路由，或者通过无线相互连接。这样在覆盖弱的地区，无论有没有网线，都可以根据需求灵活扩展网络。

路由器之间的有线连接称为“有线回程”，相应的，无线连接称为“无线回程”。

网状网络非常适合家庭Wi-Fi覆盖。想象一下这个场景:

第一步:小明买了房子。一开始只有小两口住，他就买了个路由器放在客厅。离他很近的主卧盖得很好，夫妻俩觉得够用了。

第二步:宝宝出生后，妈妈和婆婆也来帮忙照顾，但是其他房间Wi-Fi信号差。只需再买一个路由器，通过有线方式组网，无缝漫游效果不错。

第三步:大家都认同在卫生间上网很难。然后再买一个路由器挂在墙上，和前两个网状网无线连接。现在大家都很满意，就是如厕时间更长了。

虽然这些路由器的型号不同，但只要它们都支持网状网络，就可以一起使用。与AC AP不同，需要AC和PoE交换机，并且有网线限制。最重要的是普通家用路由器已经普遍支持最新的Wi-Fi协议，而且价格还低。

目前不同厂商的Mesh组网实现方式不同，名字自然也不同。一般不同厂家的路由器不能形成网状，可能会限制购买路由器的选择。

为了解决不同厂商路由器的互联问题，Wi-Fi联盟推出了EasyMesh技术，使不同厂商的路由器支持Mesh组网。

但是，厂商有自己的算盘。最初，他们可以通过使用不兼容的网格技术来圈用户。他们支持这个EasyMesh让用户选择其他产品，显然对自己没有好处。所以EasyMesh目前的支持率并不高。

为了更好地支持Mesh组网，让用户获得更高的网速，厂商特意拿出一个5GHz频段用于路由器之间的无线回程，这样路由器就需要同时支持一个2.4GHz频段和两个5GHz频段，因此被称为“三频段路由器”。

网上经常有关于Mesh和AC AP哪个方案更适合家庭网络的问题。这里给出蜉蝣君的观点。

首先，Mesh组网和AC AP都可以达到全屋覆盖和无线漫游的效果。当使用所有有线回程时，网状网络基本上相当于AC AP。

Mesh组网更加灵活，可以使用无线回程，有线回程，或者混合使用，而AC AP只能使用有线连接，所以需要提前规划布线。

另外，AC AP方案中的AC可以放在弱盒中，面板式AP不占用空房间。所有的设备都没有外露的网线和电源线，非常清爽美观。但是网状方案需要拖网线和电源线，美观性差很多。

最后，AC AP至少需要购买一台路由/AC/PoE一体机和两个AP才有意义。如果要支持千兆网口和Wi-Fi6，这些设备都不便宜；Mesh组网亲民很多，两条路由的价格比AC AP低很多。

在选择组网方案时，可以综合考虑以上两种方案的特点。

好了，本期就到这里。希望对你有帮助。

—结束—

延伸阅读:

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简单来说，Wi-Fi是买路由器必去的地方。

Wi-Fi的网速是多少？

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