概述
随着家庭网络设备的不断增加，对于网络的要求越来越高，如何提升网络的性能和稳定性是一个需要考虑的问题。
经过一段时间的优化，目前家庭网络的拓扑图如下。由于家庭网络设备大都只能支持1000Mbps，基于经济原则，所有网络基础设备都是千兆。
Modem
Modem没有多少讲的，运营商赠送的光猫，作用是把光纤接口传输的光信号转化为以太网接口网络信号。基于电信套餐，下载1000Mbps，上行50Mbps。唯一需要注意的是运营商接入默认采用Modem拨号的NAT模式，如果有通过外网访问的需求，可以要求运营商切换为Bridge桥接模式。两种模式的区别通俗的说法就是使用Modem拨号还是使用后面的网关（路由器）拨号。
采用网关拨号的情况下，运营商为了减少公网IP的使用也有可能分配NAT的局域网地址。正常上网没有任何问题，但是没有办法在外网直接访问家庭网关，进而访问家庭内部的网络设备。如果发现拨号获取到的IP地址不是公网IP，可以协商要求运营商修改，不同的运营商可能有不同的策略。
Modem除了有一个口接到网关外，还有一个口可以接IPTV，用于观看电信提供的电视直播和点播功能。现在的智能电视一般都可以安装APP点播视频，因此IPTV的功能已经显得鸡肋。
网关
网关也称为路由器，用于路由内部网络的网络数据包，并提供DHCP、DNS等网络服务，同时也提供防火墙功能，保护内部网络设备的网络安全。
网关设备选用Linksys WRT1900ACS
选用Linksys的设备主要是考虑到能更好的支持开源固件OpenWRT，双核1.6GHz的CPU，以及128MB Nand和512MB RAM，也能够提供不错的性能和扩展能力。该路由器本身支持802.11ac，但考虑到需要放到弱电箱，一个无线路由器也不能覆盖家庭的各个角落，因此在刷了OpenWRT固件后将无线功能禁用，只使用有线功能。
OpenWRT的配置比较简单，这里不作详细描述，后面会介绍基于OpenWRT搭建一些网络服务，比如透明代理。
交换机
路由器一般只能提供1个WAN口和4个Lan口，在有较多有线网络设备的情况下并不能满足需求，因此需要加入千兆交换机（Switch）。从前面的网络拓扑图能够看出，在没有将全部网络设备画出来的情况下，8口的交换机已经不够，根据装修预埋网线的情况选择16口网管交换机。
交换机选用Netgear GS116E
16口千兆交换机，支持VLAN和链路聚合，全金属外壳，质感不错。唯一的缺点是不支持PoE，导致不能使用PoE 无线AP和PoE网络摄像头，这是以后需要升级的地方。
有了交换机后，就可以把所有的有线设备同时连接到网络，这时需要考虑如何提供无线网络了。
Wi-Fi
家庭无线设备并不比有线设备少，手机、PAD、笔记本、IoT设备等。在100平左右的房子单个无线路由器始终没有办法提供很好的无线网络覆盖，尽管现在各厂家都号称自家的路由器覆盖范围广，穿墙能力强，但在离路由器稍远或隔墙之后信号强度直线下降，这时会自动协商为更低的传输速率。而且在信号不好的情况下丢包率会显著上升，丢包之后再重传更加重路由器的负担。
因此增加无线路由器的点位是更好的方法，目前主流的多AP布网方式有两种
- AC + AP
- Wi-Fi Mesh 好点的AC + AP方案一般有独立AC控制器，用于无线网络的独立认证并控制AP之间的协作。相较于Wi-Fi Mesh，这是更专业的方案，一般用于企业或大型公共场所。家庭使用的话成本较高，再加上我的弱电箱已经放不下多余的设备，所以我选择了对于大众用户更便捷的方案。
Wi-Fi AP使用Linksys Velop AC3900
Velop AC3900由3台相同的AC1300组成，组网时其中一台作为主设备，其他两台作为从设备自动组成Wi-Fi Mesh网络。支持网络设备在3台AP之间漫游，并支持无线组网和有线组网，当采用无线组网时只需要主设备连接网线，从设备采用独立的无线信道和主设备交换信息。我在装修时在每个房间布了有线网络，因此选用有线组网，即每台AP都连接网线，这样网络质量更有保障。 AC1300的最大带宽是867Mbps(5GHz) + 400Mbps(2.4GHz)，连接5G频段的情况下理论速率接近千兆网络的最大带宽。所以在千兆网络环境里，这样的组网方式是更经济有效的。当然在多设备连接同一个AP时会共享最大带宽，如果升级为Wi-Fi 6会是更好的选择。这时可以选择Linksys AX5400，根据需要和AC1300可以一起组网。