Wi-Fi组网及无线路由器指南(史上最全).docx

1.&nBSP; 什么是无线路由器? 在5Ｇ时代，手机套餐中所含的流量越来越多，单位价格也越来越便宜，即便如此，也难以毫无顾忌地刷剧。家庭宽带，按带宽收费，流量不限，通过无线路由器将其转化为Wi-Fi信号，不但可供全家共享，连接各种智能家居也不在话下。因此，将无线路由器称为家庭的数据枢纽也毫不为过。 无线路由器这个名称可以拆出来两个关键词：无线和路由。理解了这两个词背后的技术原理，就理解了无线路由器。 无线也就是我们常说的Wi-Fi。无线路由器可以将家庭宽带从有线转换为无线信号，所有设备只要连接自家Wi-Fi，就能愉快地上网了。除此之外，这些设备还组成了一个无线局域网，本地数据高速交换，不受家庭宽带的带宽限制。 举个例子，很多人家里都有智能音箱，可以用来控制各种智能电器。当你说小X小X，打开电视时，音箱实际上是通过局域网找到电视并发送指令的，并不需要连接互联网；而你如果让它播放新闻时，就必须要通过互联网来获取数据了。 我们前面说到的局域网，也被称为内网，在路由器上用LAN(Local Area Network)来表示，因此Wi-Fi信号也被称作WLAN(Wireless LAN，无线局域网)；而我们要访问的互联网，也被称作外网，在路由器上用WAN(Wide Area Network)来表示。 1.jpg 在内网中，每个设备的IP地址是不同的，这被称作私有地址；而所有设备上外网则共用同一个公有地址，由电信联通这样的宽带运营商分配。 路由器，正是连接内网和外网的桥梁。上面说到的IP地址转换，数据包转发，就是路由器的路由功能。 也就是说，路由器是家庭网络的枢纽，所有的设备的数据都必须经过它的转发才能彼此访问或者到达外部网络，颇有一夫当关，万夫莫开的意思，因此功能全面的路由器又被称作“家庭网关”。 2.jpg 2. Wi-Fi的关键技术 无线路由器的无线接入功能，就是之前说过的无线局域网（WLAN）。目前WLAN只有Wi-Fi这一种主流技术，因此可以认为两者是等同的。 Wi-Fi由Wi-Fi联盟进行技术认证和商标授权。实际应用中Wi-Fi经常被写作wifi或者Wifi，但这两种写法并没有被联盟认可。 Wi-Fi这个朗朗上口的名字被广泛认为是对无线高保真（Wireless Fidelity）的缩写，实际上是误读。它只是个单纯的名称，并没有实际含义，当然也没有全称。 Wi-Fi背后的技术标准，则是由美国的电气电子工程师协会（IEEE）制定的802.11系列协议。 2.1 Wi-Fi协议的发展 从1997年的第一个版本开始，802.11系列协议不断向前演进，经历了802.11a/b/g/n/ac等多个版本，支持的上网速率也不断提升。目前最新的协议版本是802.11ax，也就是近年来迅速发展的Wi-Fi 6。 3.jpg 在最初的很多年里，Wi-Fi虽然一代代向前发展，但世界上并没有Wi-Fi几代这样的说法，直接就用802.11后面加几个字母这样的协议编号，对普通用户非常不友好。 直到2018年，Wi-Fi联盟才决定把下一代技术标准802.11ax用更为简单易懂的Wi-Fi 6来宣传，上一代的802.11ac和802.11n就顺理成章地成了Wi-Fi5和Wi-Fi4。 2.2. Wi-Fi信道及使用的频段 Wi-Fi主要工作在2.4GHz和5GHz这两个频段上。这两个频段被称作ISM（Industrial Scientific Medical 工业，科学，医学）频段，只要发射功率满足国家标准要求，就可以不用授权直接使用。 2.4GHz作为全球最早启用的ISM频段，频谱范围是2.40GHz～2.4835GHz，共83.5M带宽。 我们常用的蓝牙，ZigBee，无线USB也工作在2.4GHz频段。此外，微波炉和无绳电话使用的频段也是2.4GHz。甚至，有线USB接口的内部芯片在工作时，也会发射2.4GHz的无用信号，造成干扰。 由此可见，2.4GHz上同时工作的设备众多，频段拥挤不堪，干扰严重。当万家灯火，你和楼上楼下的邻居在用Wi-Fi愉快上网的时候，路由器却在背后默默地挑选信道，协调干扰。 Wi-Fi把2.4Ｇ频段上的83.5M带宽划分为13个信道，每20M一个。注意这些信道是交叠的，本来只能放下3个，现在却硬生生地挤进去了13个，相互之间的干扰难以避免，只能尽量减轻，大不了大家速度慢一些，排队轮着用。