Wifi 组网研究笔记

因为最近家里的普通无线路由器接近罢工边缘，研究了一些关于 AP，Wifi 组网的知识，记录一下。

名词

• AP(Access point): 可以简单理解为将 Ethernet 转换为 Wifi 的设备。一个网络里可以有多个 AP 来覆盖较大的面积。

• Controller(或者叫 AC): 控制 AP/Gateway 的软硬件。可能集成在单独的 AP/Gateway 里只负责控制单独的这一台设备，也有可能有一个统一的服务器管理所有的设备。

• Gateway(网关): 在家用网络的概念里是连接 WAN 和 LAN 的设备，负责路由 /防火墙功能。

• Switch(交换机): 传统概念里 Switch 是一个纯粹的二层设备，但是现在 Managed Switch 是可以主动配置的，最主要的用途就是 VLAN 。

• Roaming(漫游): 在存在多个 AP 的情况下客户自动在不同 AP 中迁徙，其中：

  • 被动漫游：AP 在发现客户信号弱的情况下主动将客户踢下线，以此希望客户连接到更强信号的 AP 。在切换的过程中 wifi 信号会断开一下，TCP 会中断。
  • 主动漫游（又叫无缝漫游）：客户在 Controller 的协助下主动选择信号更好的 AP 。实践中需要通信双方都支持 802.11k/v/r 协议来提供比被动漫游更好的体验，也就是连接不断。需要一个中央 Controller 。

• Uplink(回程)：每一个 AP 如何连接到 LAN 。分为无线回程和有线回程。

• Mesh: 一个 marketing 词汇（而不是标准）。AP 和 AP 之间通过无线，而不是 Switch 来连接（无线回程）。有一个主 AP 接入 LAN 即可。mesh 和传统的 Wifi Extender 相比一是一般使用专门的信道和 uplink 通讯所以本身不会减速，二是自动处理了很多 AP 共存的情况下 AP 之间如何互相通信和认证的问题，也提供一个节点下线了之后剩余节点自动重组。

  注意 Mesh != Roaming，mesh 这个概念一开始特指无线回程提供的 roaming 。现在也有了有线回程的 Mesh，这个和传统的非 mesh AP 模型的唯一区别就是系统里不存在专门的 Controller 。应该是 Mesh 中的某一台设备充当了 controller，或者比较垃圾的 mesh 实现中不存在中央 controller （实现不了无缝漫游，aka 骗钱）.

• Wifi6: 802.11ax，比 802.11ac 主要的提升在于优化了 MIMO 从而提升了带宽（就像手机的 5G vs 4G 一样），另外未来的 802.11ax 可能会引入 6GHz 频段。并没有更改链路层及以上的协议。

常见的家用无线路由器就是 Gateway + Controller + Switch + AP 的组合。而工业级的 Wifi 部署基本都是不同设备各司其职，特别是中央 Controller 控制所有的设备。

为什么要 DIY 组网

传统的家用路由器在宣传上一般只强调带宽和信号强度，然而 Wifi 的体验更大程度上决定于一个 AP 能带多少台设备。这直接取决于设备的 CPU/内存 /Offload 能力。当连接的设备数超过了 AP 的处理能力时，频繁的断线 /断流就会发生。因此购买家用路由器要做非常多的功课才能避免踩坑。

此外，今后会不可避免地采用 Roaming 方案。不同品牌的路由器对 Roaming/Mesh 的支持参差不齐，扩充的时候又要做功课。

对于家里有 NAS/服务器的同学来说，这些设备的处理能力完全可以承担 Gateway 和 Controller 的职责。服务器一般还有多个网口可以做链路聚合和网桥，基本上也取代了 Managed Switch，因此实际上只要把钱花在 AP 上即可。

我的方案

因为家里有一个 x86 NAS，跑一个软路由 /Controller 性能完全够用，因此只需要购买纯 AP 设备。

暂时不考虑 wifi6，因为价格太贵了。Wifi6 应该是 Drop-in replacement 所以以后再升级也来得及。

考虑到以后要支持无缝 wifi 漫游所以需要一个中央 controller 。另外我不是很信任无线回程，所以不考虑 mesh （有线回程的 mesh 我一直觉得是莫名其妙的产品，照顾不会配 controller 的傻瓜用户？）。

最后选择了 Ubiquiti 的 Unifi 系列 AP 。他们家的产品一直宣传自己是工业级，网上的评价也都反映在连接了大量客户的情况下稳如狗。Unifi 系列属于非常简单的 AP，没有任何别的功能，有一种钱完全花在瓶颈上的感觉。Unifi 旗下常见的有 AC-LITE, AC-PRO 和 AC-HD 三款。AC-LITE 在带宽上比较捉急，PRO 则各方面比较均衡。HD 因为价格太贵没有仔细研究。我打算 LITE 和 PRO 混合部署，因为大部分 wifi 客户都只是随便刷刷视频网站不需要多大带宽，用 LITE 能省些钱。

ps. 网上有人批判 ubiquiti controller 软件不方便，因为他在每台电脑上都安装了 controller 软件然后发现配置是不能同步的。对此我觉得实在是冤枉了 ubnt 。人家 controller 软件设计的目的是跑在一个服务器上的，所有的电脑通过访问这个服务器来配置网络。理论上一个网络中之应该有 1 个 controller 。ubiquiti 也卖 controller 硬件，不习惯一台电脑充当服务器这个思维的话可以单独购买。

备选方案

Orbi, Velop, Google Wifi 都是口碑很好的选择。

好像这三者都结合了 Gateway 和 Controller，并且都是无线 mesh，好处是简单易用。

Google Wifi 的 Controller 和 Google 服务深度整合。依赖本地网络之外的服务在我看来是一个缺点。

不推荐的方案

用市售路由器刷 openwrt 做 ap 。因为：

1. 路由器带客户设备的数量仍然是个迷。
2. 没有中央 controller，漫游体验不好。

感谢

本文绝大多数信息来自 https://www.smallnetbuilder.com/wireless/

比起站内诸多大神，我对 wifi 组网的研究刚刚起步，还请多多指教。