家庭网络中QOS和限速的选择

之前在FlexQoS配置的文章中讲过，当你使用的软件所占用的上行或下行带宽达到运营商限制的带宽时，会出现丢包现象。考虑到目前家用路由器普遍有缓冲区，顶满带宽会产生bufferbloat现象，延迟飙升。这个现象在 【游戏玩家必看！华硕AX86U 小米 AX9000 AX6000 红米AX5400电竞版 QoS功能评测】 https://www.bilibili.com/video/BV1ad4y1M7s5 这期视频中有所展示。

为了避免丢包和延迟升高的现象，很容易想到的方法是，不让软件使用的带宽达到运营商限制的带宽。有两种方法，路由器设置QOS，和限速。

由于QOS需要使用路由器CPU分析和处理数据包顺序，且会关闭硬件NAT加速（华硕Adaptive QoS除外），路由器WAN的包转发率会大幅度下降，可能大包也跑不满千兆带宽。对于路由器端的限速，我查了一下SmallNetBuilder Forums，结论是华硕路由器的带宽限制功能也会导致硬件加速关闭。

Tech9是比较活跃的会员，dave14305是FlexQoS的作者。我目前不想折腾我家的网络，我自己没有测试。

CPU处理数据包和失去硬件NAT都会导致路由器能带动的最高带宽值下降，这需要取舍。可以在需要的时候（如下载或有人看视频时玩游戏）打开QOS/限速，不需要的时候（仅你一人玩游戏或仅你一人下载）关闭QOS/限速。

这不是本文的重点，下面假设开启QOS和路由器端限速都能带动你家的带宽，本文主要讲什么时候选择限速，什么时候选择QOS？

需要说明的是，当顶满带宽时，出现丢包和延迟升高的原因是在WAN的转发上，和你LAN侧使用有线或wifi，wifi5还是wifi6无关。如果你的几个wifi设备都尝试跑满路由器的wifi侧带宽，也会导致丢包，本文不讨论这个现象。

下面假设你有两台设备，A和B，分别运行两个软件，A1 A2，B1 B2。

如果只有A设备会尝试吃满带宽，A1是下载软件，A2是游戏，你可以在A1软件上限速。限速值可以是你家带宽的0.8倍，留出一部分给游戏使用，具体限速多少你可以直接根据游戏体验来感受。如果A1是吃上传的软件，同理，在A1上限制上传带宽即可。

如果A和B都有软件想吃满带宽，A1和B1是下载软件，A2是游戏，你可以在A1和B1软件上分别限速。比如A1限制为你家带宽的0.4倍，B1也是0.4倍。上传同理。

但是，如果单独存在A1时，A1会吃满带宽，单独存在B1时，B1由于服务端拉跨或者做种人少等原因，实际只能跑你家带宽的0.3倍。A1和B1共存时，你再像之前那样限速，A1亏了。而且，一个资源的下行速度在时间上不一定是恒定的，可能这时候服务器用的人少，你下的快，过一会儿服务器拥塞了，你下的慢，你能经常测试，经常修改限速值吗？

这是只有两台设备的情况，如果设备多了，软件多了，下载的资源个数多了，一个一个测根本不现实。如果都限制你家带宽的0.8倍，它们加一起显然还是会顶满你的带宽，造成丢包和延迟升高。

考虑另一种情况，如果A1和A2都是下载软件，B2是游戏，你可以在路由器端给A设备限速，这样就不需要考虑上面描述的情况了。

但是，在家庭环境中，这种情况过于理想了。如果你住的地方只有你自己用网，一台电脑，一个手机，通过下载软件端和路由器端的花式限速，可以保证你玩游戏的体验，但是如果你住的地方有多个人用网，例如你的父母，兄弟姐妹，或者室友，都很难通过限速来解决问题。

假如我的主路由带了4台电脑，4个手机，使用的应用包括普通下载，bt下载（包括上传），视频软件（国内很多视频软件使用P2P加速，会占用上传带宽并创建大量连接），网游，手游，微信电话等。这种环境，我能跑去给每个设备，每个软件去限速吗？限速多少？就算在路由器端限速，每个设备限速多少？而且，你经常和家人或室友说网络的事，会给他们造成一种错觉，他们用网影响到了你。他们如果对你好，会潜意识里减少网络的使用，这显然会劣化他们的体验。这是心理学的范畴了，我只是提一下。

假如我现在要和朋友打游戏，发现有点卡，去路由器后台看下哪个设备在用网，发现一台电脑在下载，我把这台电脑限速成0.8，我游戏不卡了，然后我游戏玩了3个小时，如果忘了游戏结束后取消限速呢？这台电脑很长一段时间都会使用0.8倍带宽。如果情况复杂一些，只用限速的话，你肯定要频繁的去路由器后台设置，非常的麻烦。如果懒，不想折腾，就会有些设备，有些软件长期使用较低的带宽。

通过以上内容，大家应该可以看出无论是软件限速，还是路由器限速，都十分的僵硬。这种时候就需要设置QOS。

QOS对网络性能是存在劣化的，包转发率降低，可带动的极限带宽降低，这些之前说过了。还有一个问题。假设你路由器的CPU性能足够，你无QOS时测速测到了550M，为了让QOS生效，你必须在QOS系统中填写一个低于550M的值，我个人习惯填写它的0.9倍，即495M。开启QOS后，你再测速，会略微低于495M，这说明QOS有效果。这样就损失了55M下行带宽（上行同理），只要开着QOS，这个损失就恒定存在。所以我一直强调，QOS在需要的时候开，不需要的时候关闭。当然，如果你的路由器CPU能带动你家的带宽，且你不是很在意损失的这一点带宽，你可以考虑常驻QOS。

QOS的效果可以简单的理解为下面这样。当只有下载软件A1想吃满带宽，它会跑到略微低于495M的带宽。如果B1也想吃满带宽，它们会分这495M的蛋糕，QOS会给A1和B1各设置一个最低的保留带宽，防止一个把另一个给挤没了。如果此时开启了A2游戏，由于游戏的优先级高，A2的数据包会优先转发，A1和B1会让出一部分带宽给游戏使用，保证A2游戏的体验。这些都是全自动的，不需要你经常去调整各种限速值，玩花式限速。唯一需要动的是QOS开关，不需要的时候关闭即可。对于华硕路由器，开关QOS不会导致路由器重启，只会导致防火墙自动重启，非常快，不影响使用体验。

下面写几个常见的问题和误区。

1 宽带超过多少M就不需要QOS？（千兆宽带不需要QOS？）

错误。一是家用宽带普遍上传带宽较低，一些视频软件的P2P加速，BT下载等，会吃满上传带宽。二是一些热门资源的BT和迅雷下载，steam下载（可能需要修改下载服务器和CDN服务器），部分资源IDM下载等，也会吃满千兆带宽。

2 开启QOS一定会失去硬件NAT吗？

不一定。华硕博通ARMv8平台的产品（如AX86U，AC86U），开启Adaptive QoS不会导致Runner和Flow Cache硬件加速关闭。此时CPU负责处理QOS，NAT依然是专用电路负责。

3 如果想使用QOS，建议购买什么产品？

我不做广告。QOS需要CPU性能，如果要求较高可以选择软路由并安装ikuai等具有QOS的固件。如果不想折腾软路由，可以考虑华硕高端型号（意味着使用了ARMv8的CPU）。我个人使用AX86U，QOS可以跑满500M宽带，千兆跑不满。

4 你提到的FlexQoS是什么？

它是华硕Adaptive QoS的增强脚本，只能工作在梅林固件上。它可以修改每个优先级的最大带宽和最低保留带宽，可以自定义某个设备的流量类型，最重要的是它可以修改队列规则。华硕A QOS默认使用sfq（Stochastic Fair Queuing），即对于每个流量类型（如下载），各个数据包是公平的，顶满带宽会随机丢包。F QOS可以修改为fq_codel（the flow queue control delay），对于占用大量流量的大包，优先级会逐渐降低，小包优先转发。注意以上内容均针对一个流量类型。对于不同的流量类型，如游戏和下载，会按照你设置的优先级进行处理。

需要注意的是，如果要使用F QOS且是AX86U等比较新的AX产品，不要修改F QOS的iptables和app规则。如果修改，会导致F QOS失效，解决方法是关闭Flow Cache，需要进SSH写命令，这里不展开说。如果有想知道的可以评论区问。

5 为什么你说QOS设置值是0.9？FlexQoS的WAN开销是什么？

即使你用路由器拨号，你的光猫也不止做了光电转换，还包含RFC1483 PPPoE LLC/SNAP封装，这增加了数据包的大小。运营商衡量你使用的带宽，是包括这部分封装的。当你收发的都是1500左右的大包时，封装部分占用极小，影响不大。但当你收发的数据包比较小时，封装这部分就显得不能忽视了。也就是说，你用大包跑测速得到的值大于小包跑测速得到的值。你实际使用网络的时候，必然有大包有小包，所以你不可能把测速值直接填入QOS。只有QOS填写值低于你运营商的限制时，QOS才有效。FlexQoS的WAN开销就是让你尝试填写这部分封装的大小。但是我试过，如果按照PPPoE LLC/SNAP填写，实际测速值会降低很多，不同节点测速结果也会有很大差异，这可能与不同节点测速用的数据包大小有关。国内是否使用RFC1483 PPPoE LLC/SNAP封装我也是在网上看到有人说的，我并不能肯定。因此我不建议大家折腾WAN开销设置。QOS一般在大流量时才用的上，即大包为主，因此设置测速带宽x0.9可以保证绝大部分情况，QOS生效。你也可以设置到更低，QOS更可能生效，损失的带宽也更高。

如有错误和疑问，欢迎评论。

下面是主要参考内容：

1. @卡卡的鼓捣日记 ，【游戏玩家必看！华硕AX86U 小米 AX9000 AX6000 红米AX5400电竞版 QoS功能评测】 https://www.bilibili.com/video/BV1ad4y1M7s5?share_source=copy_web;vd_source=fb3ffeae546893a3da2778ecfa03ec29

2. RFC1483的介绍：https://www.zhihu.com/question/479325477/answer/2056790720

3. fq_codel的介绍：https://www.jianshu.com/p/3b2e701f61ea?from=timeline

4. FlexQoS的发布贴：https://www.snbforums.com/threads/flexqos-1-3-2-flexible-qos-enhancement-script-for-adaptive-qos.75620/