见鬼了！我家的 WiFi 只有下雨天才能正常使用...
这是作者大学时期在家里遇到的一个非常奇怪的网络问题，作者的父亲是一名经验丰富的网络工程师，他们家里使用了一个复杂的网络设置，通过 Wi-Fi 桥接的方式，将父亲公司的高速商业网络连接到家中。但是有一天，作者发现家里的 Wi-Fi 只有在下雨时才能正常工作。。。
事情发生在十多年前，那时我还是个愣头青大学生。有一次放暑假，我兴冲冲赶回家准备和父母共度几周美好时光。毕竟一年没回来了，而且学校在大海的另一边，回来一趟不容易。
我的父亲是一名工程师，在我出生之前就已经开始潜心研究网络设备。他创办的公司为全国各地的机构设计和部署了各种复杂的网络系统——从办公楼的千兆以太网，到城际间的视距微波链路，无所不包。
我刚回到家，父亲就一本正经地告诉我：Wi-Fi 只有下雨天才能用。
“什么？” 我惊讶地长大了嘴巴。
“Wi-Fi 只有在下雨的时候才能用，” 他耐心地重复道，“几周前开始的，我还没来得及查。”
“这不可能，” 我说。常识告诉我，雨只会让无线信号质量变差，而不是变好。怎么可能因雨而好转呢！
我要在家住两周啊！两个星期都不能上网？这绝对不可以！
否认现实
随即我打开笔记本电脑，开始检查网络。
结果发现 Ping 任何网站都有高达 98% 的丢包率。网页根本打不开！
这可咋整呢，几个月前我刚和大洋彼岸的一个妹子谈着异地恋，她现在在地球的另一端，我总不能跟人家说我不能跟你打电话是因为家里没下雨？这也太特么扯淡了吧。。。
那时候移动数据的价格极其昂贵，昂贵到我家里的手机都不敢开通数据套餐。当时是没法法像现在这样直接用手机的数据套餐来解决问题的。
我在房间里烦躁地踱来踱去，急得像热锅上的蚂蚁。
就在此时，窗外突然下起了雨。
求雨心切
雨水落下不到 5 分钟，奇迹出现了——丢包率降到了 0%！
我简直不敢相信自己的眼睛！生怕连接随时会中断，我打开浏览器，迅速打开了无数个标签页……
雨下了一个小时，家里的网也稳如老狗一个小时。
然而好景不长，雨停约 15 分钟后，丢包率又飙升到 90% 以上。网络再次陷入瘫痪，就像魔法突然失效了一样。
我现在只想天天下雨，老天啊，只要你能下雨，让我干啥都行。我开始密切关注天气预报，祈祷未来几天能有下更多的雨。
万幸的是接下来几天都是阴天，不停地上演这样的戏码：
雨一开始下，网络连接就在几分钟内恢复畅通。
雨一停，网络连接就在 15 分钟内再次瘫痪。
尽管内心有多么不愿承认，但铁证如山——Wi-Fi 确实像是被施了魔法，只有下雨时才能正常工作！
此时此刻，我面临一个抉择：
我是该继续消沉下去，闷闷不乐，相信玄学，根据天气预报来安排和女友的约会。
还是该挣脱消极情绪的桎梏，以工程师的理性思维，去追寻问题的真相？
“去他妈的玄学！老子可是个讲逻辑和理性的工程师！” 我暗暗给自己打气。
决心已下。我要解开这个谜团，我绝不会坐以待毙。
定位问题
在展开调查之前，先给大家介绍一下我家的网络状况。
由于我父亲在网络解决方案领域经验丰富，所以他在家中也搞了一套顶级的网络设置——过去 10 年来，它一直完美运行，从未出过问题！
父亲办公室的网络是商业级的，速度很快。而家里的网络则没有这么好的选择！但我们家向来不愿将就，除非别无选择。
好在父亲的办公室和我们的公寓只隔着几个街区的一个小山，而我们二楼的公寓则占据了街区的制高点。亲想方设法在办公室和公寓之间架设了一条视距 Wi-Fi 桥接——两端各有一个高增益定向 Wi-Fi 天线，相互紧紧对准。如此一来，我们在家里也能分享到高速的商业级网络体验！
我开始排查网络，看看连接到底是在哪里中断的。
家中的 Wi-Fi 路由器一切正常——0% 丢包率。Wi-Fi 桥接的本地端也毫无问题。
但当我 Ping Wi-Fi 桥接的远端时，丢包率却高达 90% 以上——连接其后的任何网络设备，Ping 测试的丢包率也一样。问题的根源显然在于 Wi-Fi 桥接！
但是问题究竟出在哪里？为什么偏偏在这个时候出现，要知道这套系统已经完美运行了将近 10 年，不管外面是刮风还是下雨！
一场雨怎么可能奇迹般地修复一个 Wi-Fi 桥接，这到底是怎么一回事？
重重谜团等着我去揭开。是时候去寻找答案了！
刨根问底
作为一名经验丰富的工程师，我率先尝试了最简单最牛逼的方法——关机重启。但很遗憾，这招现在不灵了。
于是我开始逐一排查网络中的设备：
- 会不会是某个设备日久失修，年久失修？我用笔记本连上每台设备的本地以太网接口，运行诊断程序，做 ping 测试，结果一切正常。
- 会不会是哪根网线松脱或脱落？我仔细检查了每根电缆，发现它们都连接得很牢固。
- 会不会是电源适配器老化失效？我测试了每个电源模块，电压输出都很稳定。
- 会不会是自动固件更新意外中断，导致系统崩溃？我核对了每台设备的固件版本，确认都已是最新版本。
- 会不会是户外天线接头经历了风吹日晒，已经锈迹斑斑？我爬上梯子仔细检查，发现接头完好如初。
不得不承认，相比软件调试，硬件排查实在是个苦差事！我就像个不怕死的猴子一样，上房揭瓦，爬梯子，满小区乱窜，检查从调制解调器到网线再到天线的每一个组件。
来来回回折腾了 N 次之后，我突然意识到，这些年小区里发生了多大的变化。
上大学之前，我曾在一所寄宿高中度过了四年的时光。我还加入了国家数学和信息学竞赛队，征战 IMO 和 IOI，即便是暑假，大部分时间也都耗在了集训营和赛场上。如今再看，不少小区的店铺已然换了新主，不少房屋也都焕然一新，就连那些昔日的小树苗，也已然长成参天大树，郁郁葱葱。
就在此时，我恍然大悟！
发现真相
我飞奔回家，三步并作两步爬上 Wi-Fi 桥接器支架，紧紧攀附栏杆，悬在两层楼高的半空中，摇摇欲坠。
现在回想起来，当时应该系上安全带才对……不过为了网络，这点代价算得了什么！更何况，还有个异地恋女友在线等着我呢，我可不是为了看 Netflix 或刷 Twitter 才这么拼命的。
我眺望山脚下，搜寻 Wi-Fi 桥接器另一端的天线。
不，准确地说，是朝天线理应在的方向望去，却看不见它的身影！我的视线被邻居家一棵参天大树遮挡，最顶端的枝桠正巧在两个天线之间悠然地摇曳着。
问题的根源昭然若揭！
问题剖析与解决方案
事情的来龙去脉是这样的。
多年前，我们安装了这套 Wi-Fi 桥接器。一开始，一切运转正常，堪称完美。
但随着时间的推移，邻居家的那棵树越长越高。就在我暑假回家前不久，它顶端的新枝嫩叶终于长到足以干扰 Wi-Fi 信号的高度。
不过话说回来，它也只是勉强能够到而已，千钧一发。
每当下雨时，雨水便会在树叶枝桠间汇集，沉甸甸地把它们压弯，恰好避开了 Wi-Fi 信号的必经之路。
有趣的是，即便不在天线的视线范围内，天线旁边的物体也会对信号造成干扰。要想获得最佳信号质量，天线之间的菲涅耳区最好是一马平川，畅通无阻。当然实际中很难做到尽善尽美，所以像 Wi-Fi 这样的无线设备通常会采用纠错编码等技术，使其在菲涅耳区略有遮挡的情况下，依然能保持稳定工作。
一旦雨过天晴，雨珠便会持续从树梢滚落。大约十五分钟后，树冠渐轻，慢慢舒展开来，又不偏不倚地探进了我们的数据通道。于是，Wi-Fi 就开始 “罢工” 了。
问题的解决方案其实很简单：设备升级呗！我们把老旧的 802.11g 设备换成了崭新的 802.11n 设备。新设备运用了一些前沿的数学和物理学原理，令信号的抗干扰能力大幅提升。
比如 802.11n 引入了一项新技术，名为 “波束成形”——通过巧妙调制多个相同频率的发射天线，在扩大覆盖范围的同时，还能优化信号品质。现代 Wi-Fi 设备虽然天线单元不多，却已能通过波束成形技术，灵活调制信号的传播方向。如果我们进一步增加天线数量，便可打造一个更为强大的相控阵天线。你有没有想过，为什么 Starlink 天线是平的，而不像旧的卫星电视天线那样是个大 “碟子”？奥妙就在于相控阵技术的运用。通过灵活调制每个天线单元的相位，它无需任何机械转动，就能实时锁定天际掠过的 Starlink 卫星群。
这是魔法吗？不！这是物理的力量！
几天后，新设备到了，我迫不及待地爬上脚手架，安装好新天线。
我将几颗螺丝拧紧，理顺连接线，然后 Wi-Fi 的 “已建立连接” 指示灯再次亮起了熟悉的绿光。
而这一次，晴空万里，阳光灿烂。
家里的网络重焕生机，皆大欢喜。
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