E5c40e60f9024f79100fce06abd09a47 通常一般使用者家中只會有1台專門負責網路運作的產品,同時具備PPPoE撥號、NAT轉換、交換器、DHCP伺服器、AP等多種功能,如果想要升級網路,把這台裝置換掉即可。若是想要升級GbE網路,在市面上的選擇可就相當多,從1,000元以下到破5,000元均有產品卡位,該如何選擇是個大難題。

就像顯示卡一樣,價格越高,效能也就越高,功能也會跟著變多。以下我們將分析新台幣2,000元以下,GbE等級家用無線路由器在效能與功能上,與其他價位帶產品的差異。

入門級GbE拼鬥

在這中間價位帶,剛好處於有線網路100Mbps和GbE的交界處,產品線互有重疊的地方,稍微高價100Mbps等級的產品,會有2T2R的無線網路,以及USB埠的設置,USB埠可以做為檔案分享或是插入3G網路數據卡分享3G網路。因為家用無線路由器處理器等級比較低,RAM空間也比較小的關係,不見得能夠使用網路芳鄰(CIFS/SMB)進行檔案分享,絕大多數需進入1個特定的網頁,再以瀏覽的方式進行存取,或是使用無線路由器廠商所提供的應用軟體。

將價位帶再稍微提升個幾百元,便可以獲得GbE有線網路的加持,以及1根「清香」的魔力。GbE網路的好處想必大家已相當了解,撇開USB裝置的效能不談,當你使用100Mbps的網路分享插在無線路由器上的隨身碟,傳輸速率僅有悲劇般的12.x MB/s,若是改用GbE網路立刻提升10倍。

那根「清香」指的就是額外多出的天線,在此價格帶使用者繳的錢還不夠多,不足以讓廠商在合理利潤下塞入802.11n 3T3R 450Mbps的規格,但卻足夠放入2T3R的傳輸介面,多出來的那根天線可加強捕捉空間中的無線訊號,再與另外2根天線的訊號進行加總,便可提升接收訊號的感度;對於行動裝置發射功率不強來說,加強基地台接收端的接收品質是個有效提升傳輸速度的手段。

大功率不見得有用

在這誘人的價位區間,部分家用無線路由器已有所謂的「高功率」、「穿牆王」等強調傳接送能力的機種,但明眼人其實一看就知道,網路是個傳輸與接收並濟的系統,一再強調發射功率,就算距離5公里的地方能夠收到無線基地台的訊號,手中那台小小的筆電無法將訊號傳送回去也沒用。大家可以回想一下,出門在外想要使用公共無線熱點,手機明明看得到熱點的SSID,卻是怎麼樣也連不上,正是這種情形的最佳範例。

一般來說無線路由器的傳輸功率大概都在100mW以下,筆電大約是50mW以下,手機可能會更低。市面上號稱1000mW的穿牆王無線路由器,的確能夠比一般的無線路由器將訊號傳送到更遠的距離(在此先不論大功率設備的合法性),但是一般的行動產品卻無法以更大的功率將訊號傳輸回去。

高增益天線原理

高增益天線的做法略有不同,在機器本體傳來的功率強度不變的情況下,能夠改變訊號的傳輸範圍,將訊號集中於部分空間,達到增加傳輸距離的目的。相反來說,一支天線在某方向的傳輸增益越高,接收也會比較靈敏,因此當訊號不佳時,筆者會先建議換根高增益的天線。

需注意的是,由於高增益天線僅是改變訊號的分布,所以部分空間的訊號會變弱。以1根全向性天線來說,與地面垂直時,訊號加強的空間就像1個巨大「貝果」套在天線上,如果今天不小心把高增益天線撞歪了,筆電或是手機離開貝果的範圍,反而會比低增益天線的傳輸效果來的更差(增益值越高,貝果越大越扁)。

▲市場上獨立販售的天線一般來說會附上2張極化圖,兩者相互垂直,將兩者重疊即可看出這支天線的訊號範圍。大部分的全向性天線看起來都會像許多的甜甜圈或是貝果套在天線上,指向性天線就會像太空梭引擎噴發出來的火焰形狀,或是變形的橄欖球。

NAT效能有別

為了應付流量大10倍的傳輸速度,網路處理器的速度也得10倍快才行,但現實與想像總是有些距離,大多數低價的GbE等級路由器並無法支撐起這麼大的流量,特別是在需要更改封包表頭的NAT轉換上,把網路上送來的資料拆到IP層更換位址過後,重新包回去往外傳送。

近期的網路晶片紛紛加入Hardware NAT的功能,把這麻煩的拆包動作交由專門的硬體去處理,CPU的能力就不用這麼高。不過有一好沒二好,資料不經過CPU,也就代表無法套用防火牆規則,代表對於網路失去了管理功能。幸好對於家庭使用者來說並不能算是缺點,因為大部分的使用者並不懂得如何管理流量,家中也沒多少流量可管,家用路由器也沒這種功能。

在之後的產品測試中,能夠到達500Mbps的NAT吞吐量就已是相當了不起的成就,產品中也僅有1台產品達到GbE的線速,絕大部分的產品都在200Mbps以內徘徊。在區域網路傳輸時,因為在同一網域下的關係,只須由交換晶片判斷訊框位址即可轉發資料,不須經過更改封包資料的動作,因此處理速度上快得多,所有產品都可達到GbE的線路速度。當然NAT的處理速度還是越快越好,但除非你的對外網路速度飛快,升級GbE網路的好處主要還是集中在區域網路的相互傳輸。

▲測試環境

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(後面還有:6款GbE級無線路由器介紹)

使用 Facebook 留言

PCABC
3.  PCABC (發表於 2013年10月10日 12:50)
可以多解釋一下Hardware NAT帶來的優缺點嗎?

剛剛Google了 但找不到太多能看懂的東西
祝音
4.  祝音 (發表於 2013年10月10日 17:01)
晶片、RAM之類的資料官網都找不到
有沒有專門的網站可以查呢
PCABC
6.  PCABC (發表於 2013年10月10日 20:01)
※ 引述《樵哥》的留言:
> 不知高功率的天線放在室內會不會對人體產生影響呢?

WiFi算啥高功率 根本低得要命

對人的影響? 大概只有心裡有病的人會疑神疑鬼吧

所以請安心使用 (≧▽≦)
液態氮
1人給推

7.  液態氮 (發表於 2013年10月11日 10:03)
稍微查了一下,
hardware NAT 相較於 Software NAT來說,
最大的差異應該是在
Hardware NAT用靠的是功能性晶片,
把該程序寫入晶片,而達到一個不用經過CPU運算,
就可發揮NAT的功能。
而Software NAT,是將程序寫在作業系統(如Cisco的IOS),
所有的NAT程序將會受到設備CPU的效能及Loading影響,
相較於以往高階產品擁有的高效能運算裝置(CPU),
可以減少因為NAT轉換而造成的延遲,
所以才會說
「依靠無線網路的快慢、頻段支援、規格上的差異做出區隔」。

如有錯誤敬請糾正。
低階產品在這部份將會有一定的差距,
但是都換成Hardware NAT晶片之後,
低階產品將不在會因為運算單元而造成NAT運算延遲。
液態氮
1人給推

8.  液態氮 (發表於 2013年10月11日 10:05)
剛剛的PO文發上去後怪怪的
--------------------------
稍微查了一下,
hardware NAT 相較於 Software NAT來說,
最大的差異應該是在
Hardware NAT用靠的是功能性晶片,
把該程序寫入晶片,而達到一個不用經過CPU運算,
就可發揮NAT的功能。
而Software NAT,是將程序寫在作業系統(如Cisco的IOS),
所有的NAT程序將會受到設備CPU的效能及Loading影響,
相較於以往高階產品擁有的高效能運算裝置(CPU),
低階產品在這部份將會有一定的運算差距,
但是都換成Hardware NAT晶片之後,
低階產品將不在會因為運算單元而造成NAT運算延遲。
可以減少因為NAT轉換而造成的延遲,
所以才會說
「依靠無線網路的快慢、頻段支援、規格上的差異做出區隔」。

如有錯誤敬請糾正。
R.F.
1人給推

9.  R.F. (發表於 2013年10月11日 10:07)
※ 引述《液態氮》的留言:
> 剛剛的PO文發上去後怪怪的
> --------------------------
> 稍微查了一下,
> hardware NAT 相較於 Software NAT來說,
> 最大的差異應該是在
> Hardware NAT用靠的是功能性晶片,
> 把該程序寫入晶片,而達到一個不用經過CPU運算,
> 就可發揮NAT的功能。
> 而Software NAT,是將程序寫在作業系統(如Cisco的IOS),
> 所有的NAT程序將會受到設備CPU的效能及Loading影響,
> 相較於以往高階產品擁有的高效能運算裝置(CPU),
> 低階產品在這部份將會有一定的運算差距,
> 但是都換成Hardware NAT晶片之後,
> 低階產品將不在會因為運算單元而造成NAT運算延遲。
> 可以減少因為NAT轉換而造成的延遲,
> 所以才會說
> 「依靠無線網路的快慢、頻段支援、規格上的差異做出區隔」。
>
> 如有錯誤敬請糾正。
>

的確是這樣沒錯^^,另外有一點就是由於NAT轉換在Haraware NAT架構下資料不經過CPU,頻寬管理部分可能會無法運作
PCABC
10.  PCABC (發表於 2013年10月11日 22:42)
謝謝兩位 我還想多知道兩者的差異

到底Haraware NAT代替Software NAT多處理了哪些細節

帶來怎樣的優點與缺點 還有NAT轉換最吃效能的部分在哪裡

請開釋 謝謝(≧▽≦)
redcell6
11.  redcell6 (發表於 2013年10月12日 01:38)
(⊙ˍ⊙)果然有比較才知道中間的差異竟然如此天高地遠!謝謝好文分享!(≧▽≦)
james
12.  james (發表於 2013年10月13日 00:33)
一般外面賣的路由器包裝上會特別說明使用hardware NAT或Software NAT嗎? 消費者要怎麼分辦?
Maverick Chiou
13.  Maverick Chiou (發表於 2013年11月27日 21:40)
※ 引述《james》的留言:
> 一般外面賣的路由器包裝上會特別說明使用hardware NAT或Software NAT嗎? 消費者要怎麼分辦?

現在才回這篇好怪 囧rz

基本上要分辨是不是 HW NAT 很簡單,只要 GbE 的分享器宣傳 有 900Mbps 以上的效能應該就是有 HW NAT 加速了,沒有 HW NAT 加速的設備大概在 300Mbps 附近而已

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