记一次网络优化:从原理到实践

谁没有经历过看视频疯狂加载,刷微信一直收取,看网页图片全无的垃圾网络的情况?遇到网络堵塞或是质量较差,有没有办法能够加以改善呢?

答案是有。从本文开始,我将从软件到硬件,从原理到实践,给大家提供一套行之有效的网络优化方案。

原理

要想优化网络,首先你要明白是哪里出了问题。

我们上网常用的流量,都通过 TCP/UDP 协议进行传输。前者通常经历来回握手的过程,耗时长但传输稳,常用于网页、文件等传输;后者只是单向发送数据,不经历握手过程,优点是延时低,常用于游戏、即时通信等场景。

而通过网络进行传输的流量,又有上行和下行两种,即我们常说的上传和下载。通常情况下,家庭宽带(家宽)的上下行速率都是不对等的,一般在 1:10 左右。而这也是根据大多数人的实际需要来安排的。

有的人也许会问,平时也没怎么上传文件,对上行带宽有啥要求呢?刚才我们提到 TCP 协议的建立需要一个握手的过程,与之相类似地,大多数软件在开始下载数据前都要通过上行带宽发送请求,在下载过程中也会使用上行带宽保证与服务器的通信。因此,为了保证下载请求的顺畅,上行带宽也应预留充分。多一点总是没错的。

而你家的网络如果很卡,排除干扰和信号等客观因素后,你可以从两方面着手。

1. 带宽不足或是阻塞,导致上下行速度慢

2.TCP 连接建立用时过长,导致网络延迟异常

对症下药

如果是干扰等因素,你可以尝试通过更换 WiFi 信道或者更换 WiFi 频率的方法降低干扰。在桌面端和 Android 端都有非常多专业的 WiFi 信号检测工具可供使用。比如下面的 WiFi Explorer Pro 3 就是 Mac 平台上的一款信号检测工具。本文以此为例,其他大同小异。

macOS 平台上的 WiFi Explorer Pro 3 软件(有打码处理)

从软件下方的信道分布图可以看到,绝大多数 2.4Ghz 的 WiFi 都均匀分布在 1-13 信道上,而我的 5Ghz 频段的 WiFi 独自占用了 40 信道,干扰极小。

当然,如果你家的路由器很老了,不妨考虑换一台 WiFi6 路由器,与新世代接轨。

如果你已经排除了硬件和环境的问题,那么我们来检查一下网络质量。

ISP

ISP,即互联网服务供应商 (Internet service provider)。对于大多数读者,这里的供应商指的就是国内的移动电信联通。同一台,服务器不同的 ISP 可能有着不同的访问体验。这是因为跨运营商的传输往往比同一运营商的传输要慢,在高峰期也可能更不稳定。如果你访问的是境外的服务器,那么这一感知将会更加明显。

大多数人可能不需要或者不想通过更换 ISP 的方式解决问题。如果你喜欢折腾,可以考虑通过光猫改桥接外加路由器拨号的方法 [1] 最大限度地保证网络的稳定。鉴于过程及其复杂且针对性不强,这里就不赘述了。

DNS

DNS,即域名系统 (Domain Name System)。我们上网时虽然访问的是一个个域名,但实际上是系统在背后访问 DNS 服务器获取该域名对应的 IP 地址,再与该 IP 地址通信。因此,DNS 服务器的响应速度和响应结果的准确性,很大程度上决定了我们的上网体验。

关于 DNS 的相关内容,我已经写过一篇文章,可以点击 这里 跳转查看。

当你优化好所有设置,理应可以享受到飞一般的网速了,是吗?

不一定。

我们可以试着把网络传输的通道比作一条高速公路。你所传输的数据包就是路上往来的车流。如果有大卡车挡在前,后面的小轿车只能望洋兴叹。

来源见水印

试想一下,你在用微信抢红包,而你的室友在下载游戏更新包,此时我们一定希望微信的数据马上被发送或者接收,也就是拥有更高的优先级。

那么怎么实现这一点呢?

TS & QoS

TS,即流量整形(Traffic Shaping);QoS,即服务品质 (Quality of service)。

流量整形技术,就像是在网络传输通道上疏导交通,它的目的是将数据包以最高效的方式传递。而 QoS,在大多数家用路由器上被称为 “智能限速”,其实就是给进出的数据包分了个优先级,重要的先走,不重要的后走。通过这一方法保证上网体验,实现 “下载同时开网页不卡” 的效果。[2] 

在大多数路由器上,这是一个可以手动开启的傻瓜功能,而如果你使用的是 openwrt,你可以通过相应的插件来实现更为灵活的自定义。

到这里,原理部分的储备就已经差不多了。确认干扰及环境没有影响以后,我们就可以真正开始实践了。


我们从两个几乎已经退出了历史舞台的软件开始讲起。

锐速 ServerSpeeder

锐速是睿悠信息科技有限公司开发的一款 Linux/Windows 平台网络优化软件。随着时代发展及其他原因,软件已经停止更新。

锐速主要针对网络环境差,丢包严重导致上下行速度慢的问题。其原理主要是对可能丢包的数据进行多倍发包,确保数据能够顺利传输。[3] 最终的结果就是,使用锐速以后,如果你本身的网络环境较为糟糕,你会惊喜地发现自己的上下行带宽都有了大幅提升。

由于锐速已经停止更新,我这里使用的锐速版本是 Vicer 的绿色版本。

说起来,锐速毕竟是个古老的产品,缺少维护,如果不是必要,尝个鲜就好了。

cFosSpeed

cFosSpeed 是一个 Windows 平台的网络优化软件,至今仍在积极更新。软件提供 “ping 值优先” 和 “带宽优先” 两种模式,在不同的场景下都能轻松应对。同时,cFosSpeed 还有类似 QoS 的流量优先级调整功能,可以弥补路由器调整的不足。

这是一个收费软件,你可以在 数码荔枝[4]  购买或试用 30 天。

不严谨の对比测试

首先声明一下,这是一个十分不严谨的测试。因为我使用了虚拟机进行测试,本身对网络性能就有损耗,加之测试时间是晚高峰,因此通过软件提升空间较大。如果你实际使用,一般并不会有如此明显的感知。

因此本表仅供参考,表中所列数据无任何现实对比意义。

网络环境 延时 (ms) 上行 (Mbps) 下行 (Mbps)
不开启加速(一) 29 17.73 44.42
不开启加速(二) 30 18.71 56.98
cFosSpeed ping 值优化 26 17.19 53.04
cFosSpeed 带宽优化 30 24.56 68.61
开启锐速 30 39.65 113.67
参考网络环境:Parallels 虚拟机,软路由开启 BBR,移动 300Mbps 下行,晚高峰

小声 BB

作者我也是一个初学的菜鸡,如果文章当中有知识性的错误(一定会有的),欢迎路过的各位大佬帮忙指出,让大家一起学习,一起进步。

其实吧,从这一类软件需求逐渐减少,我们大概能看出互联网发展的迅猛了。也许深处恶劣网络环境的人不一定看得到这篇文章,而正在看这篇文章的你我,又有几时体验过真正差到无法使用的网络呢?

我们需要网络优化软件,是为了提高上网的体验,而真正让大家的体验同等地提升,需要靠基础设施(小到光纤,大到骨干网)的整体提升。

图源见水印

好啦,就写到这吧,关于网络优化,以后小站可能还会有更多的文章。

各位且待我学成归来。

软件下载

我这里提供一下软件的开心版,资源来自网络。[5]

参考&注释

  1. 这里的原理是:运营商附赠的光猫性能大多较低,通过光猫拨号可能会给光猫带来较大负载。而改桥接就是把拨号的步骤交由路由器进行。这一操作因地区而异,可能需要运营商工作人员的介入
  2. 本链接附带返利码
  3. 本文所述软件及 cFosSpeed 部分介绍来自www.blueskyxn.com

不太会用科技玩家的排版器,有点乱请见谅,或者前往原文查看(原文在我自己博客上 )

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自建Bark消息推送总结

2022-4-4 22:08:31

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  1. Carol

    mark一手,这么优秀哈哈

  2. Carol

    厉害了!内容不错,来顶顶帖!👍

  3. DragonTang

    学习了!👍

  4. DragonTang

    感谢大佬,成功了~

  5. Carol

    瞅瞅瞅瞅,mark一手

  6. Carol

    点赞,感觉真不错👍🏻

  7. LAzySleep

    又学习到了,写的非常好😁

  8. PublicClassKF

    打卡升级

  9. dreamfrog

    牛,优化网速不错

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