家庭网络优化指南：提升NAT类型，降低游戏延迟、提高下载速度

家庭网络优化指南：提升NAT类型，降低游戏延迟、提高下载速度

NAT类型是影响家庭网络性能的重要因素之一，特别是对于在线游戏、视频通话和P2P下载等应用。本文将详细介绍NAT的基本概念、不同类型及其对网络性能的影响，并提供具体的优化步骤和检测方法，帮助读者提升家庭网络质量。

什么是NAT?

NAT（Network Address Translation）即网络地址转换，允许多个内网设备共享一个公网IP地址，使内部网络设备能够与外部互联网通信。主要目的是解决IPv4地址不足的问题。NAT通常部署在路由器上。

举个例子：当手机访问mao.fan这个网站时，手机的内网IP（如192.168.x.x）无法直接在互联网使用。路由器会将这个内网IP转换成公网IP（如117.151.x.x），服务器收到请求后返回数据包，路由器再将数据包转发给手机的内网IP。

NAT的四种核心类型

家庭网络通常使用NAT技术，一般分为四种类型：NAT1、NAT2、NAT3、NAT4。

• Full Cone NAT（全锥形）：内网主机使用固定的公网IP和端口进行所有外部通信，任何外部主机只要知道这个公网IP和端口就能向内网主机发送数据。
• Restricted Cone NAT（IP限制锥形）：内网主机使用固定的公网IP和端口进行所有外部通信，只有内网主机曾向某外部主机发送过数据，该外部主机才能向内网主机发送数据。
• Port Restricted Cone NAT（端口限制锥形）：内网主机使用固定的公网IP和端口进行所有外部通信，只有内网主机曾向某外部主机的特定IP和端口发送过数据，该外部主机才能向内网主机发送数据。
• Symmetric NAT（对称形）：内网主机与每个外部主机通信时，会分配不同的公网IP和端口，外部主机只能在收到内网主机的数据后才能回传数据，安全性最高但最容易导致连接问题。

NAT类型的影响

NAT类型主要影响UDP协议的通信性能和稳定性，特别是在需要低延迟和高实时性的应用中，例如在线游戏、VoIP和视频通话。

• 游戏的影响：主机游戏（如PS、Xbox、NS）的网络状态会显示NAT类型，对网络游戏的延迟、丢包率以及匹配系统的效率和成功率有重要影响。
• 语音视频的影响：微信视频提示网络质量不好但WiFi信号满格的情况，可能是NAT4类型导致无法P2P连接成功。
• BT下载的影响：P2P下载等应用，NAT类型越开放，可以连接到更多的资源数，下载速度越快。

开放性：NAT1 > NAT2 > NAT3 > NAT4
安全性：NAT1 < NAT2 < NAT3 < NAT4

家庭宽带一般是NAT3，Port Restricted Cone NAT（端口限制锥形）。

NAT打洞技术

NAT打洞技术基于UDP协议，STUN协议专门帮助位于NAT后的网络设备进行点对点连接。实现点对点通信的条件是位于NAT后的设备，NAT类型要满足A+B ≤ 6。

如何优化NAT类型？

宽松的NAT环境可以建立直接P2P连接，避免经过中继服务器，实现更好的网络性能。以下是具体的优化步骤：

第一种网络拓扑

大部分家庭采用光纤入户→光猫→路由器的架构，路由器作为二级路由，家庭内网IP情况如下：

• 光猫：192.168.1.1
• 路由器：192.168.10.1
• 连接路由器的设备：192.168.10.X

这种架构会导致两层NAT，效率降低。

第二种网络拓扑

将光猫改桥接，路由器拨号上网，减少一层NAT，是推荐的做法。

第三种网络拓扑

适合光猫无法改桥接的情况，路由器设置为AP模式，只提供无线功能，减少一个NAT层级。

具体优化步骤

光猫改桥接

办理宽带时直接要求运维师傅改桥接，这一步做完，减少一层NAT。

路由器开启UPnP

UPnP可以自动进行端口转发，开启后可以提升p2p连接的成功率，对远程桌面应用也有帮助。

光猫无法改桥接

路由器LAN口接入光猫LAN口，关闭DHCP服务，光猫开启UPnP功能。

NAT类型检测工具

以下是几种检测NAT类型的方法：

• NatTypeTester：Win系统软件，GitHub地址：https://github.com/HMBSbige/NatTypeTester/releases
• Python方法：使用PyStun3，命令行输入pip install pystun3后运行pystun3
• 手机端：安卓系统可安装STUNner应用
• 网心云小程序：需要WiFi环境和网心云账号
• 在线检测：mao.fan网站提供在线检查NAT功能（https://mao.fan/mynat）

Windows系统设置

如果Windows系统以上设置后NAT类型仍未提升，可以将以下三个服务设置为自动启动：

• Function Discovery Provider Host
• Function Discovery Resource Publication
• SSDP Discovery

方法是按下win+r键，在运行窗口中输入services.msc，然后找到这三个服务更改设置。

总结

虽然公网IP对网络类型有帮助，但不是我们优化光猫+路由器的部分，有条件就要，但公网IP不是我们能强求的，电信一般是没问题，联通不太清楚、好像是不行，移动用户？你大胆！

通过以上设置，可以有效提升家庭网络质量，实现更低的游戏延迟、更稳定的视频通话和更快的下载速度。