网络规划，我们应该如何设计

      在当下，网络已经和水电燃气一样成为每家每户的必备基础设施。然而，绝大多数业主，并不能从装修公司那里获得良好设计的网络拓扑，也得不到合理合适的网络设备选择建议。只能在各类导购网站和极客论坛中获得缺失或者偏颇的信息，来搭建自己小家的网络。那么我这篇文章的目的，就是在普及基本网络概念的基础上，提供一个合理而明晰的网络规划指导建议和合理预算范围内的设备采购建议。
      下图是我本文的主要涉及内容，首先基础知识的简单讲解，主要目的是为方便大家了解当前技术有哪些，我们的真实需求又有哪些。其次是常见住宅的一般网络设计，如何使用合理的预算、合适材料和设备，满足当下的网络需求，同时保障未来5-10年的网络升级和拓展余量。

      1.网络基础知识
      1.1 千兆入户已经不远
      最近十年，是中国基建突飞猛进的十年，通讯行业更是发生了翻天覆地的变化，07年的入户宽带，也才刚刚达到1Mbps的水平，读大学时候，FTTH（光纤入户）还只是教案和PPT上的规划远景。而十年过去，光纤入户，百兆宽带起步都已经是现在大城市普通住宅的标配了。省会城市，现在200M、500M、甚至1000M都已经可以申请开通了。基于这样的网络基础，我们对于家用网络环境，也需要各位业主和设计人员开始用心规划和合理分配预算了。
      基于公网出口的百兆环境和千兆预期，那么家用网络的规划基础就应该是稳定可靠、容易扩展的千兆网络起步。至于万兆网络，我觉得以大部分家庭的网络预算、数据读写速率需求而言，短时间内是不切实际的（3-5年内）。因为万兆网络的设备、模块价格实在是太高了。且即使家用NAS全速率读写，也跑不满万兆网络。那么在当前的环境下，以大部分人的使用场景来看，是没有必要花大量预算去折腾家用万兆网络。我们需要的，是设计和规划合理卓效的千兆家庭网络环境。

      1.2 光猫不是发光的猫
      光纤入户，百兆宽带，运营商和业主的网络边界设备，一般情况下，是一个光猫，大概长这样：

这是发光的猫，不是光猫

这个长得像路由器的小盒子，才是光猫

      光猫的主要作用，是将基于光纤网络的光通信信号，转换成为基于8芯网线的以太网络电信号。你可以理解成一个信号转换器。然而实际上运营商当前提供的光猫，功能不止于此，往往还集成了路由器功能（实现地址转换路由转发），AP功能（提供WiFi无线网接入），IPTV认证广播功能（提供IPTV收视）。
      那么对于光猫我们能做什么？首先是确认光猫的网络电口是支持千兆网络的，这个一般光猫上有标注，如果只是个支持百兆网络的光猫，你可以找运营商更换，这样你才能正常享用100M以上的光纤入户网络。
      其次，是在确认你不会使用光猫的无线网络前提下，登录光猫关闭它的WiFi信号，腾出宝贵的2.4GHz无线网络资源，减少家中WiFi网络干扰。
      最后，是进阶需求，一般用户可以略过。就是在一些情况下，你可以找运营商安装师傅获取光猫的管理员帐号密码，登录光猫后可以获得更高的权限，关闭拨号功能改桥接，使用自己性能更强更稳定的路由器进行拨号，此举可以获得公网IP地址和提升网络性能（光猫够烂的情况下），让光猫专注于信号转换也能使整体网络更加稳定和有效。

      1.3 无线还是有线
      任何情况下，有线网络的稳定性、延时、带宽都是显著优于无线网络的，更何况有线网络的铺设投入并不高。所以在做新家网络规划时，建议优先考虑有线网络的设计。
      有线网络，以6类线为例，跑千兆网络根本不是问题。且对于一般家用网线长度考虑（不会超过50M，一般20M以内），只要万兆网络设备和模块价格降下来，设备普及了。原封不动的6类线跑万兆，也是完全可行的。所以这是一个低投入，高产出，稳定可靠，扩展性强的基础设施。建议对于电视、机顶盒、功放、游戏机、打印机、摄像头、投影仪等等家用设备，尽量在规划初期给予有线网络支持。
      而无线网，是一个相对带宽小、带宽非独占、延时不稳定、易受干扰的网络。便利性是它明显的优势，为了在家庭中方便且高速的使用手机、平板、笔记本、各种WiFi智能设备，需要业主去合理规划无线网的布置、频段选取，并结合实际预算选择性价比较高的设备，才可能达到相对理想的无线网络使用环境。

      1.4 路由器和交换机
      对于一般业主，只需要了解路由器承担的功能包括地址转换地址分配、网络拨号、简单的网络安全策略设置就够了。其实说句实在话，现在的光猫基本上都集成了路由器的基础功能，要求低的业主，甚至可以不采购路由器就能实现基础网络的搭建和使用。

有线路由器，功耗低，发热小，信号稳定

      而无线路由器，则是在有线路由器的基础上增加了无线发射模块和天线，无线部分的地位和路由器上有线LAN口的地位是完全一样的，无非信号传输形式不同而已。

无线路由器，多了无线模块和天线，发热增加体积增大

      而交换机，则可以简单理解成拓展网络接口数量的设备，专注于数据的无干扰转发。一般的家用路由器，你看背后都有4-5个LAN接口，相当于内嵌了一个4-5口的小交换机。而如果数量不够，可以简单买一台交换机接入任何一个LAN口，拓展网口数量，无需配置，即插即用。

交换机，只需要记住这个设备是用来拓展有线网络接口的即可

      1.5 此5G非彼5G
      在几年前，提到无线网络，一般而言是指工作在2.4Ghz频率的无线网络（802.11n无线标准）。在这个工作频段的无线网络有什么特点呢。首先是该通讯频段极其拥挤繁忙，蓝牙信号、ZigBee信号（智能家居）、802.11n标准WiFi信号，甚至微波炉干扰信号都在这个频段。其次是实际可用信道带宽为20MHz，而该标准下总频段范围才2.4-2.483GHz，意味着虽然看起来有11个信道，然而互不干扰的2.4Ghz的WiFi信号只能存在3个，且刚好处于1，6，11三个信道上。

带宽小且不独占的2.4Ghz无线网络频谱图

      如果把2.4GHz的WiFi信号的11条信道比喻成11条并排的人行道，那么每条2.4Ghz无线网络传输信号，实际是需要占用5条人行道的慢车，每个慢车速度慢不说，还要影响他所在的轨道和左右两侧各两条轨道的交通。
      那么打开你的手机，看看在家能搜索到2.4Ghz的WiFi信号个数（SSID名称），你就可以想象一下在这拥挤的11通道的道路上上，有多少慢吞吞的车辆互相阻碍通行，更何况还有名为ZigBee、蓝牙的慢车穿行其中。

2.4Ghz的WiFi网络环境

      那么对于家用，更好的处理方案是使用802.11ac标准的WiFi信号，工作在5GHz。这个频段相对干净的多。更关键的是，5GHz上有多达23个互不干扰的20MHz信道。同样打比方的话，5GHz的WiFi信号是一条23通道的高速公路，每条通道上奔跑的都是互不干扰的高速车辆。因此，想提升WiFi体验，一定是让自己的网络设备接入5Ghz的WiFi网络，而不是纠结于用什么品牌、什么价位的网络设备。

5Ghz的WiFi网络环境

      而5GHz的WiFi信号相比于2.4GHz的WiFi信号唯一的弱点就是穿墙能力过于弱鸡，以至于长久以来，大部分业主所使用的一个路由器覆盖全家的方案，在使用5GHz的WiFi时候会遇到一定的问题，离无线路由器较远的房间往往无法做到高质量5Ghz的WiFi信号覆盖。那么为了在家享用高速、稳定、干扰少的5GHz的WiFi信号，需要做哪些努力，就是本文后续将要探讨的内容。
      那么回到本节的标题，我们所有关于WiFi信号工作频段的讨论，我在行文时候都使用了5GHz来标注工作频率。而不少商家、产品页面会将其简称为5G，其实是非常不严谨的。因为当下有一个同样红火的概念也叫5G，也即移动通信的5G概念。这个5G是指第五代移动通讯技术（the 5th Generation），是通讯基站和手机之间的无线射频技术，跟本文所讨论的WiFi信号没有半毛钱关系。

      1.6 AP+AC
      有了以上的网络基础认知，我们来接着了解一下AP+AC的技术原理和家庭使用场景。
      我们通常所接触的无线路由器，其实你可以理解成一个集合了路由器、交换机、AP三种功能模块的集成设备。路由模块负责地址转换和寻址路由，交换模块提供更多的网络接口，AP模块负责提供无线网络接入。
      在一般小户型里，其实在相对中心位置（比如客厅），放置一台足够稳定的无线路由器，其实就能满足基本的家庭网络使用了。如果承重墙不多，路由器是双频的（同时发射2.4GHz和5GHz的WiFi信号）。也许在卧室和边角的房间也可以收到足够强的5GHz的WiFi信号。
      而对于大一点的户型、一台无线路由器可能连边角房间2.4GHz的WiFi信号都没法覆盖到，更不谈5GHz的WiFi覆盖了。而复式楼、多层别墅，对于无线网络布置、设计和调试，则更是超出了没有任何网络基础的普通业主规划和调试能力。网络基础较为薄弱的业主可能会买一类叫做“无线信号放大器”的无线中继设备来实现家庭网络覆盖。但这是非常不合适的，这种设备每增加一台，都是对现有无线网络带宽的极大压缩（因为要占用信道和时空进行数据回传）。无线中继/桥接几次之后会发现网络会慢的近乎不可用。

这种设备，能不用就不用！

      当然，我们也可以买多个路由器进行级联，进行复杂的网络配置，生成多个SSID，但是一来配置和管理很麻烦，二来SSID即使起相同的名字，手机也无法在强弱信号间进行自动切换保障连接质量。所以我们必须得引入AP+AC的技术来化繁为简。主要目的包括简化配置和维护难度，以及实现无线网络设备自动在AP中进行切换，确保始终接入信号最强的接入点，保障网络质量。
      这并不是什么很新潮的技术，而是非常非常成熟的工业标准，商场、办公楼这类公共大面积场所的无线网络覆盖，全部都是靠这套技术来支撑。
      AP：access point，也即无线网络信号接入点，专注于无线信号的发射与接收，用法就是，哪里信号弱就在哪里加一个，不需要配置，即插即用。
      AC：Wireless Access Point Controller，无线网络控制器，对于普通业主，可以采购路由器+AC的二合一产品，这类设备专注于管理AP，只需要在这台设备上完成AP的参数设置。后续整个网络里增减AP接入点硬件，都是即插即用，随意增减，无需额外做任何繁琐配置。基本的网络拓扑如下，简单说就是哪里需要高质量无线网覆盖，就在哪里增加一个AP进行无线信号发射：

图中的路由器集成了AC功能

      所以说对于需要这套设备的家庭用户，首先明显的好处就是极大降低了网络配置和调试门槛；其次是可以根据实际户型，在信号薄弱的房间轻松增减AP设备，实现全屋高强度信号尤其是5GHz信号的覆盖；最后是漫游，对于多台传统无线路由器覆盖的家庭网络，你的手机是无法自动从弱信号设备切换到强信号设备的，而对于AC+AP的系统，因为有AC在统一管理各个AP，它会知道哪一个AP更适合你的移动终端接入，于是通知弱信号的AP踢你下线，强信号的AP进行接管，从而实现了所谓网络漫游。所以你在商场转悠的时候，从来不会操心你的手机现在是接的哪台AP，信号够不够强。因为有AC在协调与你互联的AP。

      1.7 MESH网络
      从拓扑上来讲，其实AP+AC是一种典型的星状网络，所有信号最终都汇总到一台网络设备。而MESH网络则是一种网状网络，每一台设备，都与他所能连接上的网络设备建立有线或者无线连接。

mesh网络架构

      这种无线覆盖方式，其实在我看来，投入是高于AP+AC的，而且对于无线mesh组网，得有单独的无线信道去承载路由之间的传输信号，浪费了信道资源和设备功耗，而且设备间互联信号一般很难达到有线网很容易达到的千兆水平。非常适合的场景是已经完成装修，原始有线网络已经积弊太深无法改造的情况下，去进行网络覆盖的优化和提升。
      而实际上，不少买了智能设备的家庭，其实就有一张ZigBee或者蓝牙的MESH网络在运转。ZigBee和蓝牙的智能的设备，一般而言就是用标准的MESH网络进行互联和拓展。所以哪怕你的智能网关在家里一楼，只要沿途有插电的ZigBee设备比如ZigBee智能插座、ZigBee智能开关进行接力，你会发现在三楼的ZigBee设备仍旧可以轻松入网，而不用每层楼都布放一个智能网关。

ZigBee或蓝牙的MESH网络

      1.8 what is POE
      Power Over Ethernet 也即网线供电，这个技术主要是搭配AP+AC一起使用，只需要一台支持POE功能的交换机，就能通过网线为网络末端的AP进行供电。真正实现AP的即插即用，不用对AP额外配置变压器进行供电。
      而家用场景，还有一个可能用到POE功能的，是监控安防，海康大华的摄像头有不少是支持POE供电的，如此一来，布放监控线路也可以更加简单（只需一根网线从POE交换机到摄像头），且设备外观更为简洁不用拖着变压器的尾巴，也更安全不怕坏人掐断外露的供电电路。

      2. 家庭网络设计
      2.1 整理你的设备清单
      在做出合理的网络规划之前，非常有必要把未来可能用到的设备，尤其是有线网络设备，列一个清单，梳理他们的类型、数量、使用什么网络。做到心中有数才能给出合理的规划和布置。我这里大致给个列表抛砖引玉。

      列出这个表格的主要目的，是为了梳理出可能的网络需求点，并在规划有线网的时候尽量去满足，而不是靠后期无线网络去凑合，尤其是对大带宽高质量网络有需求的电视盒子、NAS、监控摄像头、电视等设备，一定要提前将有线网络规划到位。另一方面，也是为了让大家知道，一般家庭，如果把以上的设备都用无线去处理，无线网络到底有多么的拥挤不堪，更不提你还要跟隔壁左右的老王争抢无线信道。其次要注意的是，对于IPTV机顶盒，需要从光猫布放一条单独的网线到机顶盒位置。

      2.2 有线多布点
      根据以上列出的需求清单，我们就可以合理的去设计有线网络的布局，建议的做法是各个房间建议留至少一组有线网。至于具体位置则根据上面列出的需求去具体细化。比如老人房的有线网尽量留在电视附近，书房的有线网尽量留在书桌方便使用地方、nas、打印机摆放位置。诸如此类，自己类推。

      2.3 双线/多线策略
      而布放网线需要注意的要点精髓，就是单管双线或者多管多线。什么意思呢，就是常规水电工给你的布放模式是从弱电箱到每个房间一个弱电管，其中穿一根网线。那么我在这里建议大家的是，每个弱电管，穿两根网线到各有线使用点。特殊位置例如客厅电视这类可能会使用IPTV的地方，可以双管四线。
      这么做的主要理由有三个：
      1.解放了弱电箱的空间和散热问题。众所周知大部分户型所给的弱电箱其实都是偏小的，很难在同时塞下交换机、路由器、光猫的情况下保障良好的散热条件。于是往往导致设备过热和不稳定。而一旦你布置了双线，弱电箱里最大的发热源路由器就可以挪到任何一个有双线的房间，可以是书房，也可以是客厅，处理了散热问题的同时，还可以充分优化利用路由器的无线功能，节约一部分房间AP的预算投入。
      2.IPTV和网络接入对于绝大部分业主而言，是需要各自走单独的网线进行信号传输的，双线的存在，则可以确保客厅或者房间里的电视可以有独立的网线进行IPTV信号的传输，而不用在网络和IPTV之间做艰难的抉择。
      3.最后一个无关紧要的优势就是双线提供了一定程度的备份能力（虽然网线很难在施工过程中被破坏），而且对于有nas的家庭，利用双线还可以做线路捆绑，将两条物理线路在设备上进行逻辑捆绑（大部分双网卡NAS都支持），可以在家庭局域网内极大提升带宽，优化数据传输体验。

      一般装修公司不动脑子给你的拓扑图大致如上，存在的问题包括：弱电箱需要塞至少三台设备，散热堪忧；主路由器在弱电箱里，主路由的无线功能因为位置不好无法实现良好信号覆盖；弱电箱到每个其他网络需求点往往只有一根网线，比如客厅，你想使用IPTV就得放弃客厅其他设备使用有线网，你想客厅设备用上有线网那就得放弃IPTV收视；最后是为了弥补部分房间无线信号弱，得增加二级路由器进行无线覆盖补充，但是主路由和二级路由配置麻烦不说，通常情况下也不能实现接入设备的自动切换功能。

      而我个人较为建议的是每个房间/网络使用点至少走双线，这样的好处是你的主路由可以放置在任何一个房间使用，如示例图中的主路由放置在客厅，可以有效利用主路由的LAN口扩展客厅的设备接入能力，同时更好的散热条件和更好的位置，也能使主路由的无线性能得以发挥。而其他房间双线则还可以在你需要的时候，把IPTV盒子放置在任意一个你需要的卧室使用。
      至于网络线材，建议使用6类非屏蔽网线。原因有几个：首先家用环境，电磁环境相对单纯，不存在特别复杂的电磁干扰，没必要增加造价上屏蔽线；其次网线走的是数字信号，自带校验重传机制，不怕那极低概率的数据差错；最后最主要的问题是屏蔽线太硬了，既不利于穿管又不方便做带屏蔽的水晶头，徒增预算和施工烦恼，并不会带来体验的提升。

      2.4 无线全覆盖
      无线全覆盖这里就特指5Ghz的WiFi全覆盖。因为2.4Ghz强大的绕射能力，其实绝大部分单层的100平左右的户型，相对中心的位置比如客厅放一个无线路由器就能确保2.4Ghz的WiFi覆盖全屋。
      而考虑到5Ghz的WiFi那实在弱鸡的穿墙能力，穿普通墙体信号轻松衰减一半，穿承重墙约等于没有信号，于是新房网络规划，必须仔细规划5Ghz的WiFi网络各个发射点（AP）的位置，如此才能实现理想的网络覆盖和畅快无干扰的网络体验。
      对于八九十平的小户型，在户型中间（一般是客厅），放置一个双频的无线路由器即可处理全屋2.4Ghz和5Ghz的网络覆盖，预算范围从200-1000任君选择。网络拓扑可以按以下方式进行布置：

      合理预算范围大约是双频路由器200-800，千兆交换机100-200，足够了。
      如果户型稍大，有个别边角房间是客厅5Ghz的WiFi信号覆盖不到，此时可以选择子母路由器进行相对低投入的信号覆盖，预算范围300-1000.网络拓扑可以按以下方式进行布置：

      合理预算范围大约是子母双频路由器300-1000，千兆交换机100-200，也足够了。
      如果户型特别大、承重墙特别多、复式别墅等等，对5Ghz的WiFi信号覆盖非常不利的时候。则在方案规划初期就应该确定使用AC+AP的方案进行全房覆盖。此时AP形式优先建议吊顶AP，因为无论是散热条件、覆盖能力、设备稳定性上都是理想选择。一般来说在房屋相对中心位置的吊顶上布置AP，可以选择明装露在外，也可以选择暗装藏在空调回风口的吊顶石膏板里，反正木材和石膏板对信号是没有影响的（金属空调回风口除外），还可以摆在电视柜上。但是注意一点，千万不要将AP放在电视后面，因为大屏电视都有一个非常巨大的金属结构板，是一个很好的信号屏蔽设备。
      而其他可能信号覆盖较差的房间先不急于购买AP，而是先根据客餐厅这个主AP的信号实测情况进行补充购买。如果信号足够强能覆盖到各个房间则是最理想且经济的情况，如果信号被梁、承重墙阻隔导致部分房间信号弱，则按情况补买该房间86面板式样的AP，对这些房间进行信号补足。而AC和主路由器，对一般业主而言，买tplink或者h3c的二合一设备就足够使用且相对稳定可靠了。对于这类户型，网络拓扑可以按照以下方式进行布置：

      合理预算范围是主路由+AC二合一设备300-500，双频吸顶或者86面板AP 150-500一个，8口或16口POE交换机150-400一台。根据自己预算合理选择产品即可。
      以上网络设备选择，原则上我不做品牌型号建议，毕竟每个人都有自己信赖的品牌和产品，买自己预算内信得过的即可。说句良心话，用过双频WiFi信号的人，是能体验出5Ghz的WiFi对2.4Ghz的WiFi的明显差距，具体表现在延迟卡顿更少了，刷微博图片动图刷出来更快了，视频缓冲读条更顺畅了。而你非要抬杠说A品牌5Ghz的WiFi信号体验比B品牌5Ghz的WiFi信号体验强很多，那就多半是一厢情愿的事情了，大部分使用场景是体验不出什么差别的。
      而对于AP+AC方案的设备采购，我提一句tplink的设备在阿里巴巴上（1688.com）是直接批发价卖的（正常京东价格6折的样子），不用费心思还价，不用担心真假。如果确认要用此方案的话建议优先考虑一下。平价神器。

      2.5 进阶玩家方案
      对于进阶玩家的玩法，其实就是百花齐放百家争鸣了，一般都有针对性的、适合自己户型和需求的、结合自己的想法和主意的方案。其实基础架构与我上文表达的并不矛盾，主要提升在于主路由器上。我这里抛砖引玉一下，如果有兴趣可以按以下思路进行探索研究。
      主路由可以使用你已经熟练使用的高端路由器，不额外浪费钱财和资源。继续使用你所熟悉的插件和功能。只需要单独采购AC和AP接入局域网即可。
      也可以搭建软路由，实现更强大的扩展功能，包括且不限于科学上网、全局去广告、线路多拨提升带宽、多运营商接入和智能选路、运行HA等智能家居平台、运行软件AC支持某些品牌AP等，甚至可以在软路由上架设NAS。总而言之，玩网络的终点，目前看起来也就大致这样了。

      以上碎碎念的八千字，希望对你的网络认知有新的提升，对你新家的网络规划有所帮助。喜欢的话，分享给你将要装修的朋友和伙伴，一起搭建高速合理且预算可控的家庭网络！