日趨重要的 QoS 管理
正所謂「遊戲不會讓人變得暴力，Lag 才會」，早期家用路由器效能不足，光是拆解封包變換表頭等 NAT 工作就氣喘吁吁，遑論更複雜的頻寬管理，如今跟隨 802.11ac 無線網路硬體更迭，網路處理器效能大幅提升才足以負荷突破 1Gbps 的無線網路流量，更有廠商內建 ASIC 硬體負責加速處理，即便是家用等級無線網路路由器，效能表現早已不可和 802.11n 時代同日而語，甚至比 802.11ac、802.11n 無線網路規格傳輸速度相差倍數還要多。
一般人對於網路的依賴早就超越單純上網需求，哥哥玩線上遊戲、妹妹用手機追劇、媽媽在通訊軟體群組裡狂發長輩圖，爸爸下班後也要用 Netflix 顧一下眼睛，網路傳輸的資料類型越來越豐富，但是每種應用類型需要的頻寬和延遲均不相同，該如何替家中成員設備的流量安排進出的對外頻寬，便是現今家用無線網路路由器的重要課題。
企業用路由器均會開放眾多 QoS 管理選項，但是家庭使用者並非專業人員，需要廠商建置自動化或是簡便的選項供大眾調整，而 NetDuma 所開發的 DumaOS 即是針對現代家庭應用，包含影音串流需要的穩定頻寬、線上遊戲的低延遲傳輸。但是軟體背後沒有硬體的支撐也是枉然，於是 Netgear 硬體設計能力結合 DumaOS 新穎設計，推出 XR500 電競級無線路由器，內建多種實際最佳化遊戲體驗機制。
▲Netgear Nighthawk Pro Gaming XR500 結合 Netduma 所開發的 DumaOS，替強力硬體灌注符合現代家庭需求的操作介面。
▲產品外包裝更換新的設計風格。
▲外盒背部展示 DumaOS 針對線上電競遊戲最佳化功能。
Netgear Nighthawk Pro Gaming XR500 規格
- 網路 SoC：Qualcomm IPQ8065 1.7GHz 雙核心
- 無線網路晶片：Qualcomm QCA9984 x 2
- 有線網路晶片：Qualcomm QCA8337
- 天線：0.41dBi x 4（2.4GHz）、1.61dBi x 4（5GHz），可拆式
- 有線網路：10/100/1000Mbps x 5
- 無線網路：802.11 a/b/g/n/ac、4T4R（802.11ac 80+80/160MHz、2T2R）
- 記憶體：DDR3L 512MB
- 其它：USB 3.1 Gen1 x 2、無線網路開關、LED 開關、WPS 按鈕
- 尺寸：321.9 x 243.7 x 55.0（mm）
強力硬體作後盾
Nighthawk Pro Gaming XR500 為 Netgear Pro Gaming 新系列的無線網路路由器，此系列另外還有 1 款交換器 SX10，支援 10Gbps 以及 5/2.5Gbps 等有線網路連線速度。Nighthawk Pro Gaming XR500 僅以 Qualcomm QCA8337 7 埠網路交換器晶片設置 1WAN+4LAN 組合，每埠最高支援 1Gbps，管理介面也沒有 Link Aggregation 鍊路聚合等相關設定，此功能對於主打電競商品而言非必需。
以下的拆解動作僅是讓讀者對 Netgear Nighthawk Pro Gaming XR500 有更深的認識，擅自開啟內部會喪失保固，也可能會對使用者造成傷害，請各位讀者不要模仿。
▲QCA8337 有線網路交換器晶片，負責 1WAN+4LAN。
無線網路利用 2 顆 Qualcomm QCA9984 晶片提供 2.4GHz 與 5GHz 同步雙頻功能，支援 4 天線 4 空間流收發；受限於晶片設計緣故，802.11ac 規範運作於 80+80MHz 或是 160MHz 頻寬時，僅支援雙天線雙空間流收發。QCA9984 同時也支援 MU-MIMO 傳輸技術，可同時發送資料至支援的連線裝置，降低無線裝置等待的延遲以及提升整體傳輸量。
▲2.4GHz 和 5GHz 均使用 QCA9984 無線網路晶片，SoC 設計能夠負責部分無線網路作業，降低主要處理器的負荷。
網路處理器使用 Qualcomm IPQ8065 1.7GHz 雙核心晶片，通用雙核心處理器微架構為 Qualcomm 自行開發的 Krait 300，相容 ARMv7-A 指令集，這顆處理器還加入專門處理網路事務的雙核心 NSS（Network SubSystem）800MHz 處理器，加速封包處理作業。記憶體部分搭配 2 顆 Winbond W632GU6MB-12 2Gbit DDR3L-1600，總共提供 512MB 容量，原廠表示這款產品能夠連結至 40～50 個裝置。
▲網路處理器 IPQ8065，除了 2 顆採用 Krait 300 微架構的通用處理核心，還包含網路專用的雙核 NSS 800MHz 處理器。
▲2 顆 Winbond DDR3L-1600 256MB 記憶體。
▲Macronix MX30UF2G18AC 2Gbit 快閃記憶體，用來存放韌體。
▲電路板正面一覽，主要晶片均使用金屬屏蔽蓋減少與外界的相互影響。
▲電路板背面一覽，右方金屬屏蔽蓋主要涵蓋處理器與記憶體佈線區。
▲XR500 上蓋內部加裝散熱用金屬片，並以導熱墊接觸電路板晶片發熱區域。
XR500 延續 Netgear 長久以來的有菱有角外型，但是此次超跑風格更為強烈，大幅度採用進氣壩與散熱通風口設計，除了給予電競視覺意象，同時也可以加強空氣對流帶走高效能晶片廢熱。車頭燈區域安排 11 個 LED 指示燈，若是使用者覺得太亮刺眼，機背提供 LED 開關讓使用者自行調整。無線網路開關和 WPS 配對按鈕，則是化成引擎蓋進氣孔意象，位於 XR500 上蓋右方。
▲XR500 尚未安裝天線的外觀，是否與超跑外觀十分類似？
▲進氣壩為外觀添加造型之外，實際更有通風散熱作用。
▲前方安排 11 個 LED 狀態指示燈，訪客網路和 2 個 USB 3.1 Gen1 均獨立顯示。
▲無線網路開關和 WPS 按鈕結合 LED 狀態指示燈，位於上蓋右方。
IPQ8065 內建 2 個 USB 3.1 Gen1 連接埠，XR500 全數安排在機身左側，搭配 Netgear ReadySHARE 相關功能與軟體，可以用來分享印表機、外接硬碟，或是自動備份電腦裡的資料至 XR500 外接儲存空間。機背 12V/3.5A 電源輸入孔旁邊安排硬體按壓式開關，RJ45 網路孔則為 1WAN+4LAN，前述 LED 指示燈開關以及重置鈕也在此處。
▲XR500 左側安排 2 個 USB 3.1 Gen1 連接埠。
▲USB 3.1 Gen1 連接埠均有屏蔽措施，降低對 2.4GHz 無線網路的訊號干擾。
▲機背 I/O 埠一覽，左側為 LED 開關和重置鈕，右側為電源輸入和開關，中央是 5 個 RJ45 網路連接埠，其中黃色為 WAN 埠。
▲機身底部設計大面積縷空和大型防滑橡膠腳墊，產品型號規格貼紙還印上預設 Wi-Fi 密碼以及預設管理者帳號密碼。
▲由於外接天線具備造型對稱考量，建議使用者對照天線編號安裝。
▲產品包裝零組件一覽，RJ45 網路線連接埠具有金屬屏蔽，額外還有 1 張 Nighthawk Pro Gaming 裝飾貼紙。
（下一頁：DumaOS）
Dashboard 儀表板介面自行定義調整
按照家用網路產品往例，第一次使用均會自動跳出設定精靈，由於這款 Nighthawk Pro Gaming XR500 強調 QoS 能力，因此初始化過程也會自動量測對外頻寬；依照筆者家中申請的 60Mbps/20Mbps 而言，自動量測的結果為 58.4Mbps/19Mbps（由 Ookla Speedtest 提供服務），如不喜歡自動量測結果，也可於之後進入 QoS 設定頁面自行填入。
▲量測對外頻寬為初始化設定當中一環。
進入 DumaOS 控制頁面的首頁為 Dashboard 儀表板，Dashboard 畫面已預先釘選數個 App 的顯示介面，包含網路概觀、無線網路狀態等。筆者之所以使用「釘選」、「App」等詞彙，是因為這個 Dashboard 內部想要顯示和何種 App 資訊、App 資訊視窗大小、位置均可自行指定，自由度相當高。譬如經常調整各裝置間傳輸流量配比與優先權的使用者，即可釘選 QoS；經常遊玩線上遊戲，即可釘選地理篩選。
▲初始化完成之後的 Dashboard，已經替使用者預先安排數種 App 介面。
▲使用者可以自行調整 Dashboard App 介面種類與大小。
由於 DumaOS 此種以 App 為主的設計方式，如果使用者用不到某個功能，如系統資訊、地理篩選等，也可以指定開機時不啟動該項功能，未來 Netduma 也更容易為 DumaOS 加入其它功能，在原廠發表記者會提到未來透過韌體更新，可能還會加入 WTFast 遊戲專用 VPN 功能，整體而言有些 OpenWrt 套件的意味。
地理篩選與 QoS
地理篩選功能透過結合 Geo IP 機制，當使用者選擇某個地理中心以及距離範圍後，XR500 會自動遮蔽選定範圍之外的遊戲伺服器或是其它玩家連線，避免距離過遠拉高網路封包傳遞延遲。地理篩選機制最多可以支援 4 個連線裝置，每個連線裝置可以指定 1 種遊戲封包類型篩選，若是設定的 PC 遊戲不支援手動選擇伺服器，如 Destiny 或是 Overwatch，或是連線裝置為家用遊戲主機，則建議將模式調整為篩選模式。
▲地理篩選可以避免連結至過遠的伺服器或是玩家，降低網路封包長途旅行的時間延遲。
▲內建多種遊戲設定檔供地理篩選使用。
▲選定地點為台灣，使用者便可調整直線距離範圍，玩家便無法連結在此範圍之外的伺服器或是其它玩家。
▲選定特定的伺服器，還可以直接選擇允許連線或是拒絕。
QoS 設定頁面包含 3 項設定：防止緩衝區膨脹（Anti-Bufferbloat）、頻寬分配、流量優先排序，防止緩衝區膨脹這項功能由於是直譯英文，因此語意上有些偏離，其實就是設定高優先順序封包（預設為遊戲封包）以外的最高網路流量，設定選項除了開啟或關閉之外，還有自動偵測功能，當偵測到遊戲封包資料時才會套用流量上限至其它封包資料，否則就開放全部的頻寬。
手動頻寬分配則利用拖拉方式，將整體對外網路頻寬分配給連線裝置，預設為平均分配，且單一裝置若沒有用滿分配到的頻寬，則該裝置剩餘頻寬可以再分配給其它裝置使用，此種作法相當具有彈性，因此 XR500 也適合房東採購，進階使用者也可以直接手動指定單一裝置分配到的頻寬。
▲防止緩衝區膨脹功能用來限制高優先權封包以外的流量限制，頻寬分配則可以拖拉或是手動輸入該裝置的下載或是上傳頻寬限制（下載、上傳分開管理）。
至於高優先順序封包是那些？DumaOS 預設內建設定檔為遊戲封包，若是使用者想要加入額外的網路流量，則可以使用手動方式，填入來源以及目的地埠號，以及 TCP 或是 UDP 傳輸協定，即可新增 1 筆辨識規則，符合此規則的封包流量自動調整為高優先順序。
▲DumaOS 預設將遊戲封包劃分至高優先權佇列，使用者也可以自行定義。
裝置管理員、網路監控程序、系統資訊 3 個分頁主要以提供資訊為主，裝置管理員分頁以 Nighthawk Pro Gaming XR500 為中心，繪製並提供網路拓樸資訊，可以直接點選裝置並禁止連線至路由器。網路監控程序提供各裝置即時使用頻寬，以及整體網路流量使用狀況。系統資訊提供相當多的監控面板 App，包含處理器用量、記憶體使用量、快閃記憶體使用量、無線網路狀態、訪客無線網路等。
▲裝置管理員分頁以 Nighthawk Pro Gaming XR500 為中心，繪製網路拓樸示意圖。
▲網路監控程序提供即時性的頻寬流量統計。
▲系統資訊提供多種 App 監控面板，按下右上角圖釘圖示即可釘選至 Dashboard。
Netgear 設定統一歸類
設定頁面就比較脫離 DumaOS 範疇，為 Netgear 無線網路路由器的相關頁面，內部可以找到更為進階的選項，如 Nighthawk Pro Gaming XR500 運作於路由器模式或是 AP 模式、DHCP 相關設定、無線網路的加密設定、封鎖網域、韌體更新等事項。ReadySHARE 相關 USB 應用也在這裡，預設對外接儲存空間開啟 DLNA、Samba 等媒體與檔案分享服務，使用者也可以在電腦安裝 ReadySHARE Vault 應用程式，就可以定時自動備份重要檔案至 XR500 外接儲存裝置。
▲設定頁面主要為過去 Netgear 韌體的進階設定。
▲LAN 與 DHCP 伺服器相關設定。
▲無線網路細部的設定頁面，支援自動遷移頻段 Smart Connect。
▲能夠利用關鍵字封鎖整個網域，不被內部網路存取。
▲封鎖服務主要利用 IP 位址和通訊埠號特徵阻擋特定應用服務。
▲USB 相關應用位於 USB 儲存裝置分頁。
▲最後 1 項進階設定開放許多功能，包含連接埠轉送和觸發、OpenVPN 伺服器、靜態路由、IPv6 等，IPTV 甚至可以橋接無線網路。
（下一頁：80MH 4T4R 與 160MHz 2T2R 無線實測）
跑滿 1Gbps 線速速率
近來 Intel 新一代的無線網路卡 Wireless-AC 9260 開始大量出貨，該款式雖然僅有雙天線同時收發，卻支援 80+80/160MHz 頻寬使用方式，因此筆者將它加入我們的測試平台團隊當中，專門負責 802.11ac 80+80/160MHz 2T2R 部分，原先的 Asus PCE-AC88 繼續負責 802.11n 2.4GHz 40MHz 4T4R 以及 802.11ac 80MHz 4T4R 測試，且無論是 Wireless-AC 9260 或是 PCE-AC88，最大連線速率均為 1733Mbps。
測試軟體我們使用 iPerf，並以 -t 30 -i 5 -w 2048KB 參數作為標準，再加上不同測試組合需要加入不同的指令，測出下列圖表效能表現。由以下表現可以得知，Nighthawk Pro Gaming XR500 表現十分出色，除了 802.11n 256QAM 2.4GHz 40MHz 4T4R 最大連線速率 800Mbps 本身就無法填滿 GbE 級有線網路之外，其餘各項測試均有突破 900Mbps 的好成績，等於撐滿有線網路的速度，即便開啟 QoS 也不會有什麼影響。
▲Netgear Nighthawk Pro Gaming XR500 傳輸效能測試結果。
效能速度之外，XR500 和 Wireless-AC 9260 以及 PCE-AC88 相處良好，表示 Qualcomm 無線網路晶片與 Intel 和 Broadcom 相容性也不錯。USB 3.1 Gen1 效能則採用 ASMedia ASM1153 外接硬碟盒搭配 HGST Z7K500-500 500GB 2.5 吋硬碟，並利用 FastCopy 讀寫約 1GB 的影片檔。雖然 XR500 的寫入表現不若自家採用四核心處理器的 R9000，但是在同級產品當中已是不錯的成績。
▲USB 儲存裝置存取速度，XR500 支援 FAT32、NTFS、ext4 等多種格式。
電競功能與效能的結合
最後的成績證明 Nighthawk Pro Gaming XR500 不僅是在軟體上與 DumaOS 合作，提供以電競為主體的功能，實測表現更是十分優秀，因此獲得編輯推薦當之無愧。由於剛剛上市的關係，目前市面上的售價接近新台幣萬元，反而是降價過後，自家硬體規格相同的 R7800 成為最大的對手。另一方面 Netgear 與 DumaOS 攜手合作，使用者會擔心此一系列未來是否會成為韌體更新孤兒，原廠表示 Pro Gaming 系列會自成 1 個分支持續維護，下一代產品 XR700 已在規劃中，預計下半年即可與市場見面。
▲實用的電競功能和效能，Nighthawk Pro Gaming XR500 獲得編輯推薦。
在編輯推薦的背後，這款無線路遊戲卻不見得適合所有的家庭使用者，主要還是推薦給線上遊戲玩家以及要求網路傳輸效能的族群，諸如 USB 功能重度使用者、家長防護功能、鍊路聚合 Link Aggregation，亦或是自家 R9000 所提供的多媒體功能和 10Gbps SFP+，這些應用面向 XR500 不見得能夠一肩扛起，還是請讀者仔細評估自身需求後再下手。
廠商資訊
瀚錸科技 http://www.netbridgetech.com.tw/
產品資訊
Netgear Nighthawk Pro Gaming XR500 http://shop.netbridgetech.com.tw/netbridge/productInfo.php?id=4492
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測試平台
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- 主機板：ASRock Z370 Taichi
- 處理器：Intel Core i7-8700K
- 記憶體：Team T-FORCE NIGHT HAWK THRD416G3200HC16CDC01 @2666MHz
- 網路卡：Intel Ethernet Controller I211-AT、Intel Ethernet Connection I219-V、Intel Wireless-AC 9260、Asus PCE-AC88
- 作業系統：Microsoft Windows 10 Pro 64bit 1803
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