跃三层户型路由器+AC+AP组合切换到MESH科普及实战
创作立场声明:本文所测商品为自费购入。如参加张大妈家的活动获得,我会在文中点明。坚持独立的评价观点是笔者创作的基本底线,绝不会因商品来源不同而有所偏颇,请各位放心。
常有人问我无线路由器、AC+AP和MESH之间怎么选,对网络结构有点概念的朋友应该知道,这是个关公战秦琼式的问题,很难说的明白。所以趁着这次家里AC+AP切换到Linksys MESH网络产品的机会写了这篇文章。内容包括产品的安装和隐藏走线的方法,单独和整体性能的测试,文章后面部分做个简单的科普,给小白们梳理一下家挺网络产品的脉络。我尽量用大家都能看懂的说法,可能会和教科书说法上稍有差异。
科普内容:
1、什么是MESH
MESH的定义很容易查到,但是没有基础会看的一头雾水,我们还是从头开始,花几分钟捋一下家庭网络的构成,才能真正知道MESH是什么。
上面就是普通家挺无线网络的布局,手机、电脑这些终端设备接入internet,通常需要光猫、路由器、交换机、AC-AP这些设备。这已经是经过简化的结构,实际上还需要防火墙、DHCP服务器等,这些大多都集成到路由器里面,家用不会出现单独的设备就不单独说了。先说说这些东西的基本功能,:
光猫:对光纤入户的光信号和接口协议进行转换,让它能和自己家里的局域网能相互识别
路由器:对接家里局域网和internet的设备,主要管理分发数据,PC请求的数据就发送到PC去,而不会送错到NAS
交换机:组成LAN(局域网)的核心设备,连到交换机上的终端形成一个局域网,相互之间可以传输数据,同时也提供了更多的网络接入接口
AP:把网线信号转换成无线信号,相当于无线版的交换机。由于无线信号附近的人都能接收,为了安全还会有各种加密措施,所以效率比有线的低一些。AP分胖瘦两种,胖AP有完整系统可以设置参数,可独立使用,瘦AP去掉了设置功能,必须搭配AC使用。市售家用产品大多数胖瘦一体,可以切换模式。
AC:胖AP无需AC,AC是用于集中管理瘦AP的设备,可以统一设置所有瘦AP的SSID、账号、密码、安全设置等,主要用于商用,几十几百个AP每个单独设置太费事了,在AC上修改就等于改了下面的所有AP设置,这个功能跟MESH其实非常类似。
很多人肯定会说,我家没这么多设备,一个光猫就直接能上网了啊。那是因为我们平常说的名字并不准确,我们总是用设备的主要功能来命名设备。MESH就是个典型,现阶段的MESH跟无线路由器的包含的功能模块是一样的。为什么要加上“现阶段”的MESH?因为MESH是个功能而不是一类产品,未来会出现支持MESH的AP甚至光猫。
上图是各种平常说的名字和实际功能的对应关系,除了交换机和AC之外,其它设备都会集成了多种功能。光猫就是一个包含了所有功能的设备,只是性能不大好。高端商用版路由器通常只有一个LAN口,必须通过交换机增加接口,而家用通常会把交换机功能做在里面变成4/8口的路由器,但名字还是叫交换机。瘦AP只有高端商用才会有,家用都是胖瘦一体的,桌面型和面板型为了提供额外的网线接口,还要内置个交换机功能才行,但平常我都叫它AP。
功能多的产品是可以屏蔽部分功能使用的,比如光猫通常我们也真的是只用它的光猫功能;而无线路由器关闭内置的DHCP服务就能当成胖AP使用,但没法把它切换到瘦AP模式。
MESH重要到单独做为一个分类,为什么一直没出现呢?因为它只是无线部分的一个功能,还要再往下细分才会出来。
说到这里再插一个知识点,交换机连接下面的终端会组成LAN(局域网),AP连接下面的终端会组成WLAN(无线局域网)。WLAN是个概念,没有具体的东西。搭建WLAN的设备最常用标准是IEEE 802.11,只要符合这个标准的产品,不同品牌都能通用。而WiFi是一个名为“WiFi联盟 ”组织的商标,这个组织做的事就是给遵循IEEE 802.11标准的网络产品做认证,所以WiFi和802.11在技术规格方面基本可以等同。
IEEE 802.11标准制定已经20多年,已经发展和补充了很多内容,每次的补充的功能都会在后面加字母后缀,比如IEEE 802.11a、IEEE 802.11b … … IEEE 802.11y、IEEE 802.11z、IEEE 802.11aa、IEEE 802.11ab … … IEEE 802.11ax。字母a到z已经快轮完第二圈了,现在大热的WiFi6就是其中的802.11ax协议,之前的WiFi5事802.11ac协议,所以无线网络产品都爱用AX AC做为型号开头。
MESH就是其中的802.11s
漫游相关的协议是其中的802.11k、802.11v、802.11r
所以这些功能是个多选题,MESH和快速漫游是并列的功能,两者之间没有必然联系。我们现在看到宣传的MESH大多是结合了11s和kvr所有的优势,但未来可能会出现不支持漫游优势的低端MESH,多数低端AC+AP也不支持这些漫游协议,总之最好的体验永远只会出现在高端产品上。
2、802.11k、802.11v、802.11r是什么
当AB两个无线信号覆盖区域有了重叠,那么就算是实现了信号的全覆盖。但WiFi一直有个很让人头疼的问题:信号切换只由手机决定。当手机连上了A信号,哪怕是到了A信号很弱而B信号很好的重叠区域,手机也会死抓着A不放,至于信号弱到什么程度才断线,那要看手机厂商的设置了,通常是只有彻底断掉才会重新寻找信号。所以就算你装了多个无线路由器或者AP,还是有可能信号很差。802.11k和802.11v就是为了解决这个问题而来的,当然要手机和AP都支持这个功能才行。
支持802.11k的AP发现手机正在走远,就会通知手机准备切换AP,手机收到通知后会向AP查序附近的AP列表,根据这个AP列表切换到负荷和信号综合最佳的AP上,所以也有均衡负载的功能。
802.11v则是主动通知终端进行漫游,让AP负载更均衡,还可以辅助手机进行更多的睡眠实现节电。
802.11k和802.11v可以让手机主动切换到更好信号的AP,同时也能避免单个AP负荷过重。手机切换AP时候自然要先断开原来AP再连到新的AP,连接时候难免又要重新进行安全认证,就会造成延迟,802.11r就是用来减少延迟的。
3、MESH这个802.11s协议到底有什么神奇功能呢?
MESH的功能很多,但主要来说是两点:配置简单、自动修费。
使用多个AP或无线路由器的话,我们必须对每个设备单独设置,避免它们起冲突,比如IP重复、多个DHCP服务器等,都会导致网络出问题。以往的解决方案就是AC+瘦AP,用AC统一管理所有AP,但每个AP还要单独布网线才行。MESH几乎做到了和AC+AP一样方便的设置,只要简单按几下机身上的按钮就能完成新节点的配置,甚至用不到电脑或手机,对网络小白无比友好。
MESH的自动修复则是来自它特殊的网络结构。MESH的原意就是网状网络,所有节点之间都能相互连通,即便某个节点坏了,还能绕过它连到别的节点上,而AP一条线出故障对应的AP就断网了。自动恢复加上无线的特性,让它非常适合商用场所使用,维护也变得简单很多,只要替换掉损坏的节点即可。当然满足这一要求的前提是节点数量足够多,信号不止有一个通路,通常家用很难享有这个优势。
MESH工作在有线回程模式时候,其实就是当AP用了,但依旧能享受到MESH配置简单的优势,加上可以有线无线混合组网,使用起来非常灵活。
科普总结:
现阶段的MESH设备定位较高,拥有传统无线路由器的所有功能,同时还附带了MESH和漫游方面的特性,是目前功能最全面的无线网络设备,预算足够的情况下买它绝对没错。
科普结束,开始正式的测试!
一、 Linksys MESH产品开箱
我用过很多品牌的网络设备,Linksys是唯一从来没出现过问题的,24*7运行不掉速不死机,所以这次MESH当然还是选Linksys的产品。
早期的MESH设备都是柱形的,而现在Linksys把MESH功能做到了各种类型的设备。官方宣传图中间这个就是典型的无线路由器造型,而最右那个看起来很像是面板式AP,同样属于网状路由器(MESH产品)的分类里。
我这次购买了五台两个型号的设备:四台MX4200和一台MR7350。为什么要买两种不同的MESH设备?按我的预估,我的房子用四台MX4200足以满足需要,MR7350是帮长辈买的,顺便拿来测试一下。
MR7350是Linksys的入门级WiFi6无线路由器,适用面积达150平方米,支持25个设备,WiFi速度1.8 Gbps(2.4G 574Mbps + 5G 1201Mbps)。同时它也支持MESH,方便以后扩充网络。MR7350是典型的传统无线路由器造型,上下盖都密布散热孔,两条可旋转折叠的天线在机身后部。
MR7350提供了1个WAN和4个LAN口,全部是千兆接口,后面的USB 3.0接口可以外接存储设备做为基础型的NAS使用。
机身三边都是平面设计,所以MR7350也能直立或侧放来节约空间,上图还能看到从顶盖散热孔可以直接看透到底部散热孔,整机散热情况非常不错。
MX4200是流行的MESH产品直筒造型,外型比我预想的要稍大一些,高度和小瓶可乐差不多,粗细则跟大瓶可乐差不多。全内置天线设计,单台最大适用面积达250平方米,支持40个设备,WiFi速度4.2 Gbps(2.4G 600Mbps 、5G 1200 + 2400 Mbps)。有朋友说千兆网络接口配4.2G的WiFi是虚假宣传,实际速度不可能超过千兆,但按我的理解,AP相当于无线交换机,而这个这个4.2G相当于AP的背板带宽,它保证的是所有无线设备之间的总带宽有4.2G,而不是单台设备的速度上限。
MX4200的网线接口直列排布在机器后面,1个WAN口+3个LAN口,也是全千兆,同样有个USB 3.0接口可以提供简单的NAS功能。
MX4200的顶部全部是散热孔,仅一角有个指示灯,底部周围一圈是进风口,整体上形成烟囱型的散热通道,底部还有电源开关、WPS按钮和reset按钮。
两款路由器都是用单个指示灯,用红、蓝、紫三色加长亮和闪烁和组合来显示机器状态,熟悉后会非常直观,遗憾的是设置功能中没有提供关闭指示灯的功能。机器外观就简单介绍到这里,下面就开始测试环节。
二、 搭建测试环境
我家宽带只有300M下行50M上行,用来测试千兆设备显然是不够的。即便是千兆宽带,服务器的读写速度还受网络影响,所以在自家局域网内搭建一个类似speedtest的测试服务器还是很有必要的。我采用最简单的方式,在家里群晖上搭建了一个LibreSpeed测试平台。
群晖上搭建LibreSpeed测试平台方法很多,最简单还是直接安装官方的Web Station组件和PHP 7.0支持,然后下载LibreSpeed代码放到Web文件夹就行了。
下载地址:https://github.com/librespeed
LibreSpeed界面非常简洁,不用Flash、JAVA之类的额外支持,几乎任何浏览器都能直接测速,电脑、手机、平板等各种设备都能支持。
安装完成后我先用原先的WiFi6面板式AP来试试,我从AC+AP切换到MESH,主要原因就是原先的这套设备覆盖效果并不好,加上LAN口仅有一个,要试别的设备就要拔网线,操作起来相当的麻烦。
我特地在主力台式机上加了WiFi6无线网卡,跟面板AP也能有1.2G连接速度,然而实际测速仅有833/750,达不到千兆水平,虽说不影响正常使用,但做测试时候还是挺受影响的。
测试环境搭建完成,在正式安装这套MESH设备之前,还是做个基础性能的测试。
三、 基础性能测试
a) NAT转发性能
虽然千兆路由器的WAN口LAN口都是千兆,但是速度未必能跑满千兆,我前两年也曾经试过别的MESH设备,LAN-WAN的NAT转发性能只能达到550M封顶,装了千兆宽带都要减半使用,还是非常悲催的,所以首先还是测试NAT转发性能。
我用原先的交换机和NAS搭建了上图结构的简单网络,测试路由器的WAN口接入交换机,LAN口连接台式机进行测试。
MR7350和MX4200的NAT转发速度都能跑满上下各千兆,路由器性能肯定不会造成网络瓶颈。
b) WiFi性能
WiFi性能测试,同样的连接方式,但是拔掉台式机网线,改成用手机和电脑的WiFi连接做性能测试。
WiFi5的iPhone X和Xs连接MR7350和MX4200的测试速度基本一致,Xs的WiFi速度要略高于X,具体速度见上图,跑满我家300/50的宽带是绰绰有余了。
intel AC9560无线网卡,最高支持WiFi5 160MHz,连接速度显示866.7Mbps。
连接MR7350和MX4200的速度基本一致,上传下载都在720-750Mbps左右,明显比手机WiFi的上传速度快很多。
最后是Intel AX210 WiFi6无线网卡的测试,对应MR7350和MX4200都能达到1.2G连接速度,不过之前在AP面板上的1.2G速度只跑到了833/750的速度。
在MR7350上,WiFi下行速度跑满了千兆,上行速度也超过800M,足以满足局域网的高速读写需求了。
MX4200的性能显然要MR7350更高一些,下行跑满千兆,上行也达到了969Mbps,基本也算是跑满千兆了。
c) 穿墙性能
原先使用AP面板最让人头疼的就是信号太弱,隔墙基本就没信号,这也是我换设备的最重要的原因,所以在安装新设备之前,当然要测试一下穿墙性能。
测试路由器放在书房,然后在隔一堵墙的卫生间、两堵墙的楼梯间和三堵墙的小书房,用iPhone X分别测试速度后汇总成上图。MR7350和MX4200在卫生间和楼梯间的信号强度差不多,测试速度也非常接近。到小书房里MR7350已经没法完成测试,MX4200勉强还能测试,但网速基本已经不可用了,所以它们的穿墙极限基本就是两堵墙。穿楼板的性能后面的实测部分会有所体现。
四、 隐藏布线安装
当初选择AP面板主要就是因为美观,要换成MESH当然也不能轻易放弃美观整洁的要求了,这一段就介绍下我的安装方法。
先上户型图,A-F的六个点是预留了网线的位置,其中二楼CDE三个位置有必须接网线的设备。考虑MX4200的穿墙性能,一楼弱电箱放一台MX4200足以覆盖一层,二楼C和E各放一台也足以覆盖了。只有三楼比较麻烦,如果能把F点网线引到外面卫生间应该也能覆盖一层,不过这次测试我把MR7350放到了衣帽间,测试下隔楼板的MESH连接性能。
第一台MX4200就放在弱电箱里,这是占用一格鞋柜充当的弱电箱,我用一个明纬12V开关电源给光猫和路由器供电,所有线都走线槽里,整体上能稍微整洁一些。第一台MX4200要做好设置上网方式的设置,熟悉网络设置的人可以用电脑连接WEB管理页面进行操作,如果不熟的话直接用手机官方APP,虽然部分细节设置会少一点,但用起来会更方便。
具体的理线方式之前的文章里有详细说明,这里就不再重复了。
Linksys APP可以通过官网注册账号远程登陆,这样就能远程帮不懂网络的父母家里做网络设置了,当然本地设置也可以直接密码登陆,速度会更快些。
在主界面中可以看到接入网络的设备数量和MESH节点数量,路由器每天还会自动测网速,如果设置了网络优先级,测速结果就是很重要的分配依据。
在菜单栏中可以看到路由器的功能,家长控制应该是比较少见的功能,可以让个别设备只能在特点时间段上网。
我把第一个路由器的设置过程做成了动图,不过你们也没必要看动图的细节,只要准备好拨号的账号密码,按提示操作,花几分钟就能完成设置,顺利上网。
添加节点同样可以通过APP进行操作,每个节点需要几分钟时间,节点多了搞起来还是挺麻烦的,其实完全没这个必要,MESH还有其它简单很多的添加节点方式。
只要让其它MESH设备都进入待配对状态(新机通电就是,设置过的机器长按reset 10秒),然后连按第一台MX4200底部的reset按钮5下(为避免误触可以多按几下),静候几分钟所有MESH就会自动配对好了。
自动配对好的节点会像上左图那样名字是一串编号,自行修改一下,然后拿到它们各自该放置的位置就行了,在每台节点的详情页面可以看到它是接入哪个节点的。
如果节点连不上网络,APP里会看到警告信息,把节点放到能连上信号的区域,或者根据提示进行修复就好了。
关于APP最后再说下我最爱的一个功能:可以对所有设备改名,并给它们换成对应的图标!很多智能家居产品不能设置名字,而多数路由器即便给设备改了名字,也会在下一次连接时候被设备的默认名字替换回来,以至于让人没法把IP和设备对应起来。我之前都是专门用EXCEL来管理各个设备的MAC地址和IP的,换成Linksys这套设备就完全没这个需要了。
把所有节点和主路由器匹配后,就可以把它们分别放到各个合适的位置了,两个书房的路由器我就放在书桌上。
直筒型外观最大好处就是占地面积小,放到显示器背后就好了。
走线就从我自制的理线盒里走,非常整洁干净,并不会比面板AP复杂太多。
唯一没收拾走线的是临时放在三楼衣帽间的MR7350,这也是我家唯一没有连网线,通过无线连接扩展的设备。
三楼主卧的MX4200我放到了壁挂新风的顶上,白色造型并不突兀,壁挂新风还能顺带改善MESH的散热呢。
网线我并没有接面板而是用空白面板,在侧面开个小洞把网线拉出来,走线槽到壁挂新风的背后拉到MX4200那里,所以完全看不到网线。
电源线也是类似的处理,从踢脚线内走线,出踢脚线后走线槽到窗帘背后,也是完全遮挡住的,到这里五台MESH设备就安装完成了。
五、 覆盖测试
最后当然是全屋WiFi信号覆盖效果的测试了,首先在全屋所有区域测试连接速度。
一楼用一台MX4200进行覆盖,厨房、卫生间和客厅的速度都非常快,卧室速度稍慢点但也完全足够用了,只有阳台的速度比较慢,不过看个在线视频之类还是足够了。
二楼用两台MX4200覆盖信号完美,所有区域信号都很强。
三楼用MX4200+MR7350两台设备覆盖,其中MR7350是通过MESH无线连接到二楼的节点,可见隔一层楼板的信号衰减超过两堵墙了。
最后我拔掉衣帽间的MX7350测试了下速度,在三楼衣帽间连上二楼的MX4200,速度降到了23.8/14.7,考虑到在衣帽间也只有智能家居产品需要联网,这个速度也足够使用了。
漫游测试
虽然从原理上说无缝漫游和MESH没有关系,但目前的MESH产品定位比较高端,基本都支持漫游特性,多数朋友买MESH主要就是冲这一点去的。
我一直也没找到测漫游性能比较有效的软件,所以还是从实用角度出发,在B站随便找了一个直播看小姐姐装猫爬架,直播不能提前缓存数据,如果漫游切换的慢了,就会出现明显的卡顿。我开着直播从一楼客厅到三楼卧室跑了好几个来回,几分钟时间都没出现过卡顿的情况,表现比我原来的设备强太多了。
六、 总结
受户型结构所限,当然也得益于房子网线布的够多,我使用了有线回程连接,并没有用到MESH强大的无线扩展功能。即便如此,Linksys超方便的配置方式和友善的APP管理功能,还是给安装和设置带了很大的方便。MX4200和MR7350超强的稳定和不错的穿墙性能,也让我家再无网络死角,完美达到了我期待的效果。
还在纠结选择无线路由器、MESH或者AC+AP的朋友,看了前面的科普也该明白了,这些设备无线部分本质上都相当于AP,就好像Linksys的MESH产品宣传照里就出现了面板式AP,未来MESH功能肯定会出现在所有类型的无线网络设备上。
MESH功能虽然在商用场合更能发挥优势,但在家用也是锦上添花,没有布线区域的无线网络覆盖、超级简单的配对方式,传统的网络设备都还做不到,预算足够的情况下,选择功能全面的MESH产品肯定没错。当然想要好的网络体验,关键还是要选高端产品,Linksys这样以稳定著称的品牌就是很靠谱的选择。
当然具体产品型号选择方面还是丰简由人,Linksys提供的型号很全面。
路由器+AC+AP方面下次再单独搞个测试吧,这套设备实际上是路由器+16口POE交换机+AC+面板AP*3+吸顶式AP*2才搞定我家的覆盖,设备数量远超MESH套装的组合,预算上应该比多数人预想的贵,实际覆盖效果只能说差强人意。
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如果要求低,就接受不稳定的信号。要求高,就多接面板或者路由。这样比较灵活。
但是房子太多,太大,就还是采用商用方案吧。贵,但体验更好。
毕竟现在一天中陪你时间最多的就是网络了。
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