游戏卡/网速慢/投屏无法找到设备？家庭网络设计原则！单线复用

维修家电

【好玩的网络-第7期】游戏卡/网速慢/投屏无法找到设备？家庭网络设计原则～～单线复用的起因！
本期简介：
1.本期帮助你解决游戏卡顿，上网卡顿等问题，介绍最优组网方案及其原理。
2.本期也是“单线复用”系列的一个开头，助你实现最优组网！
3.分为系统性网速提升(拓扑配置优化)，以及设备网速提升(无线设备性能参数优化)
本期知识点
本系列视频/图文(关注博主一起学！）
嗨，大家好，我是旋律果子，一个网络极客，也是Linux开发者。接到很多求助，有些小伙伴有特殊的需求，
比如iptv和上网需要同时使用，
弱电箱和客厅只有一根网线等，
很多小伙伴不知道该怎么接线。
我最近准备出几期关于家庭网络布线，单线复用的视频。
如果你也有这种需求，请在弹幕中打出支持两个字。
本期先开个头，主要讲讲家庭网络的组网原则。1.提升整个网络系统速率
我们前期的视频对网络的连通性做了介绍，也就是告诉我们数据包能传到哪里。
不过我们如何设计网络，才能充分发挥各个设备的性能呢？才能使得流量不阻塞呢？才能使得布线更简洁呢？有了前面几期视频的经验，我发现比起原理，你们更希望知道结论。
所以。。。。。。其实。。。。。。，这一小节一句话就能解决，“在现有的资源下，满足功能的同时，将网络的nat层级优化到最少，把网段的数量优化到最少，就是最优化的家庭组网了”。
家庭组网原则
另外，如果能申请到公网IP，建议申请公网ip。
尤其是对游戏或者BT种子下载有重度需求的小伙伴，如果你玩游戏很卡，请在弹幕中打出，支持两个字。
另外公网ip对有外网访问需求的小伙伴，也有重大意义！
至于为什么~往下看！1.1nat层级
我们先来看nat层级的问题。传输的网络数据是分层的，每个设备的工作层级就影响处理的时间。
交换机在二层，只看mac地址进行转发。
交换机只看MAC地址进行转发
数据包经过了路由器，路由器就得把mac地址改成自己的，并看ip地址进行转发。
数据包经过路由器，MAC地址会变，看IP地址进行转发
经过防火墙，防火墙得审核ip，端口号，甚至改ip和端口号。
数据包经过防火墙，IP地址和端口号都可能修改。
总之改的东西越多，多做一次操作，就会多花费时间。如果是有特殊需求的小伙伴，比如需要跑加密算法，建立隧道等，那就需要在原来的数据包外部继续封装ip和mac地址了，这样就更耗时了。
总结下来就是，消耗资源的顺序是：加密算法，远远大于nat，大于纯路由，大于交换。给个直观的数据感受一下：某千兆软路由，交换速率能达到千兆，nat速率大约能达到800Mbps，加密算法大概连100Mbps都跑不满。在家庭网络中主要是以nat和交换为主。
数据包在各种层级的速率（例子）
多层nat会严重增加游戏的延迟。
有些房子很大的小伙伴要注意了，为了覆盖整个家庭的无线网，买了很多无线路由器。并按照说明书上的操作，路由器wan口连接上级路由的lan口。但是这样的做法实际上增加了nat层级，也增加了网段的数量。虽然能上网，但很不推荐这种接法。
（不推荐）很多路由器说明书的接法（mesh功能，AP模式路由器除外）
普通家庭，也只有主路由需要nat，其他设备完全可以只工作在数据链路层，只做交换机的工作。这样就产生了我们下面的接线方法：我推荐的接线方式是，主路由接光猫完成拨号，主路由的dhcp给所有设备分配ip地址，其他路由器关闭dhcp功能后，直接把lan口接到主路由或者交换机上。（实际上其他路由器已经没有使用路由功能了）。
（推荐）只有主路由nat，其他路由器全当作交换机使用
这样家庭内部就只有一个网段了，也只有一层nat了。如果Nat层数多了，会影响延迟，
如果网段多了，无线投屏可能无法工作。
现在这种接法就能把这些问题全部解决了。大家有问题可以在弹幕中打出，也欢迎在评论区留言。 1.2公网ip
我们再来看看公网IP的问题。
很多小伙伴没有外网访问的需求，就觉得公网IP没必要了，真的是这样吗？
如果自己家庭网关获得到的是运营商的内网ip，你可能会发现连接的设备越多，玩游戏越卡，尤其在上网高峰期。这是因为运营商可能会限制每个内网用户的总的tcp连接数。不管实际用了多少带宽，只要上网的人越多，开的网页越多就越卡。所以尽量申请公网ip，这样就能突破运营商对tcp连接数的限制了。
运营商会限制内网IP用户的tcp连接数，无关带宽是否用满
总之，这期视频的关键就在于，使用桥接的方式扩展组网，内部网络尽量同网段，有条件的可以申请公网ip。
可能有些小伙伴发现弱电箱和客厅只有一根网线，再加上IPTV，同网段的实现有困难。不过别担心，我已经出了几期关于单线复用的视频，好玩的网络第8、9、10期，会有多种单线复用的方法，从此告别此类问题，欢迎点赞、关注、收藏。
单线复用的起因（网络布线设计未完善，留下的隐患）
这些就是有线网布线的方式和配置的基础，本期有视频，欢迎关注，到博主主页查看！


旋律果子：
网络Geek/Linux开发者/中国科学院大学在读博士/科技数码博主/国家二级建造师/优质科技领域创作者