家庭无线组网

技术和标准

互联网标准

IEEE 802

目前，工业界/民用的局域网标准是 IEEE 802。

IEEE 802 定义了 OSI 网络模型的最底两层：物理层和数据链路层。

目前仍在广泛在使用的协议是：

IEEE 802.1 - Higher Layer LAN Protocols Working Group 主要包括局域网体系结构、网络互联、网络管理、性能测试
IEEE 802.3 - 以太网
IEEE 802.11 - Wireless LAN (WLAN) & Mesh (Wi-Fi certification)

IETF 标准

IETF 即互联网工程任务组，制定了一系列互联网相关标准。其最重要的贡献是 TCP/IP 协议族，其标准以 RFC 方式在互联网上开放。

其关注 OSI 上层相关的定义。对于 OSI 最底两层（物理层和数据链路层），IETF 相关标准只感知到 MAC 地址。

WIFI 技术

概述

WIFI 是对 IEEE 802.11 相关协议的实现。目前在广泛使用的是，WIFI 4、5、6 三代技术标准。

过去， WIFI 联盟使用 IEEE 802.11 xxx 技术标准来对相关设备进行认证。对与普通用户难以理解和认知。因此，2019 年起，WIFI 现在开始使用世代命令方法：

WIFI 4 - IEEE 802.11n
WIFI 5 - IEEE 802.11ac
WIFI 6 - IEEE 802.11ax

WIFI 4 5 6 对比

| | WIFI 4 | WIFI 5 | WIFI 6 | |–|——–|——–|——–| | 协议| IEEE 802.11n | IEEE 802.11ac | IEEE 802.11ax | | 年份 | 2009 | Ware1 - 2013 / Ware2 - 2016 | 2018+ | | 频段 | 2.4 GHz / 5 GHz | 5 GHz | 2.4 GHz / 5 GHz | | 最大频宽 | 40 MHz | 80 MHz / 160 MHz | 160 MHz | | MCS 范围 | 0-7 | 0-9 | 0 -11 | | 最高调制 | 64QAM | 256QAM | 1024QAM | | 单流带宽 | 150 Mbps | 433 / 867 Mbps | 1021 Mbps | | 最大空间流 | 4*4 | 8*8 | 8*8 | | MU-MIMO | | 下行 | 上/下行 | | OFDMA | | | 上/下行 |

MU-MIMO 和 OFDMA 参见：文章

IEEE 802.11k/v/r

用于实现无缝漫游

802.11k Radio Resource Measurment 无线资源管理，如果当前接入点的信号强度变弱时，AP 将发送“优化的频道列表”，设备将进行扫描来确定是否有此列表中的 AP。
802.11r Fast Basic Service Set Transition 快速BSS切换，用于简化握手协议，降低握手耗时
802.11v WNM (Wireless Network Management) 基于 802.11k，向终端发送更多负载均衡相关信息，以辅助终端进行切换

IEEE 802.11s

Hybrid WirelESS Mesh Protocol,HWMP 混合无线Mesh 协议。众多宣称支持 Mesh 的家用型路由器为该协议的实现。

术语/概念/黑话

路由器 - 三层网络设备，工作在 OSI 第三层（网络层）。普通的家用路由器，主要负责连接连接两个网段（子网）
路由器 LAN - 在家用级路由器中，一般存在多个 LAN 口，用来连接内网设备。广义上来说，通过 WIFI 连入该路由器的设备也是通过 LAN 口连接的（专有名词为 WLAN）
路由器 WAN - 在家用级路由器中，一般存在一个 WAN 口，用来上层网络/外网。
主路由 - 直接连接光猫，负责宽带配置、DHCP 以及和上层网络通讯的职责，通过 WAN 和上层网络连接
旁路由 - 又称旁路网关，负责一些而外的职责，将自己的 LAN 口（推荐）和主路由的 LAN 口连接，主要有两种类型的旁路由：
- 设备自行选择网关设备（旁路由关闭 DHCP，更改自己的 IP 为主路由 DHCP 外的地址）
- 所有设备通过旁路由联网（旁路由关闭 DHCP，更改自己的 IP 为主路由 DHCP 外的地址；主路由 DHCP 默认网关配置为旁路由）
AP - Wireless Access Point 无线接入，一般语境下 AP 代指 WIFI 接入点
AC - Wireless Access Point Controller 无线控制器，主要应用于对 AP 管理，一般是企业级无线组网的核心设备

无线组网方案

目标

全覆盖
无缝漫游（在不同 AP 间移动可以自动无感切换）
相同内网（不同AP接入进入统一个内网）
异地组网（暂不涉及）

桥接

https://fenghe.us/padavan-ap-wireless-isp-lan-bridge/

不推荐，该方案无法实现无缝漫游

AP Client & AP - WAN (Wireless ISP)

    外网
     |
     |
    路由 A (内网 A, SSID A, 开启 DHCP)
     |
     |
    路由 B (内网 B, SSID A, 开启 DHCP)

AP Client & AP - LAN Bridge

    外网
     |
     |
    路由 A (内网 A, SSID A, 开启 DHCP, 路由 B添加到静态路由表)
     |
     |
    路由 B (内网 A, SSID B, 关闭 DHCP)

AC + AP

参考

历史相对比较悠久，设备之间通过有线连接，采用中心式的管理方式，AC 可能存在单点故障。一般为企业级私有协议实现。价格昂贵。

Mesh

参考

分布式无线连接，效果上基本完全兼容 AC + AP。诞生时间较短，因此没有 AC + AP 成熟，是未来的趋势。有标准的协议支持（IEEE 802.11s）。价格比较亲民。

设备之间，既可以通过有线连接（有线回程），也可以通过无线连接（无线回程）。

无线组网实施

网络

直接购买各大品牌的支持 Mesh 的 WIFI6 路由器，并尽量采用有线回程。