ทำไม VPN บน Router ถึงช้า และแก้อย่างไร

เรื่องที่ได้ยินบ่อยมีลักษณะนี้ อินเทอร์เน็ตที่บ้านเร็วดี VPN บนโน้ตบุ๊กก็ใช้ได้ แต่พอย้าย VPN ไปไว้บนเราเตอร์ ทุกเครื่องในบ้านก็อืดไปหมด หน้าเว็บที่เคยเปิดในหนึ่งวินาทีกลายเป็นห้าวินาที วิดีโอกระตุก และผลทดสอบความเร็วเหลือเพียงเศษเสี้ยวของแพ็กเกจที่จ่ายอยู่ คนจึงโทษบริการ VPN ผู้ให้บริการอินเทอร์เน็ต หรือแม้แต่สภาพอากาศ

ส่วนใหญ่แล้วสาเหตุไม่ได้ลึกลับและไม่ได้มีข้อเดียว เราเตอร์คือคอมพิวเตอร์เล็กกินไฟน้อยที่ต้องทำงานหนัก และอุโมงค์ VPN ก็สั่งให้มันทำงานเพิ่มกับทุกแพ็กเก็ต บทความนี้ไล่เหตุผลที่เจาะจงกับเราเตอร์ ว่าทำไม VPN ถึงช้า แสดงวิธีวัดว่าข้อไหนตรงกับคุณ และเรียงวิธีแก้จากง่ายไปยาก หากต้องการเหตุผลทั่วไปที่ VPN ใดก็เปลี่ยนความเร็วได้ อ่าน ทำไมความเร็วอินเทอร์เน็ตเปลี่ยนเมื่อใช้ VPN ส่วนบทความนี้เน้นสิ่งที่ต่างออกไปเมื่อเราเตอร์เป็นผู้รันอุโมงค์

เราเตอร์ต้องทำอะไรบ้างเมื่อรัน VPN

เมื่อไม่มี VPN เราเตอร์ในบ้านส่วนใหญ่ทำหน้าที่แค่ส่งต่อแพ็กเก็ต เราเตอร์หลายรุ่นมีฮาร์ดแวร์พิเศษ ซึ่งบางทีเรียกว่า hardware switch หรือตัวเร่งแพ็กเก็ต ที่ย้ายแพ็กเก็ตจากพอร์ตหนึ่งไปอีกพอร์ตโดยไม่รบกวนโปรเซสเซอร์หลัก นี่คือเหตุที่เราเตอร์ราคาถูกยังรับสายระดับกิกะบิตได้

เมื่อมีอุโมงค์ VPN ทุกแพ็กเก็ตที่ผ่านอุโมงค์ต้องทำงานเพิ่มสามอย่าง

1. เข้ารหัส ตอนขาออก หรือถอดรหัสตอนขาเข้า
2. ห่อหุ้ม ด้วยแพ็กเก็ตใหม่ที่มีส่วนหัวเพิ่ม
3. ส่งให้โปรเซสเซอร์หลัก (CPU) เพราะฮาร์ดแวร์เร่งความเร็วมักทำสองขั้นแรกไม่ได้

ข้อที่สามสำคัญที่สุด เราเตอร์มักข้ามเส้นทางด่วนสำหรับทราฟฟิกในอุโมงค์ ทำให้ CPU หลักต้องรับงานเอง ถ้า CPU นั้นเป็นชิปเล็กที่ยังต้องดูแล Wi-Fi, DHCP, DNS และหน้าเว็บตั้งค่าไปพร้อมกัน งานเข้ารหัสก็ต้องแย่งทรัพยากรกับทุกอย่าง

โน้ตบุ๊กก็ทำงานรูปแบบเดียวกัน แต่ CPU ของโน้ตบุ๊กแรงกว่าหลายเท่าและมักมีคำสั่งสำหรับเข้ารหัสโดยเฉพาะ เราเตอร์มีงานเท่ากันแต่เครื่องยนต์เล็กกว่า

สาเหตุที่ 1 CPU ของเราเตอร์คือเพดาน

เหตุผลที่พบบ่อยที่สุดตรงไปตรงมา โปรเซสเซอร์เข้ารหัสได้เร็วไม่เกินระดับหนึ่ง หากความเร็วผ่านอุโมงค์เท่า ๆ กันไม่ว่าจะเลือกปลายทางไหน และการใช้ CPU สูงระหว่างโอนข้อมูล แสดงว่าคุณเจอตัวการแล้ว

สัญญาณที่เห็นได้

• ความเร็วถูกจำกัดใกล้เคียงกันทุกครั้งที่ทดสอบ เช่น 40 หรือ 80 Mbps ทั้งที่แพ็กเกจเร็วกว่ามาก
• หน้าสถานะของเราเตอร์แสดงแกนหนึ่งใกล้ 100 เปอร์เซ็นต์ตอนดาวน์โหลด
• เราเตอร์เริ่มอืดด้านอื่นด้วยขณะทดสอบ หน้าตั้งค่าโหลดช้า ค่า ping ของ Wi-Fi สูงขึ้น

สิ่งที่กำหนดเพดาน

• ระดับของโปรเซสเซอร์ ชิประดับเริ่มต้นเพดานต่ำ ชิประดับกลางหลายแกนทำได้ดีกว่ามาก
• การรองรับการเข้ารหัสด้วยฮาร์ดแวร์ CPU ที่มีคำสั่ง AES เข้ารหัสได้เร็วกว่าตัวที่ไม่มีมาก ดูได้จากสเปกของเราเตอร์
• การใช้แกนเดียว การทำงานของอุโมงค์จำนวนมากใช้หนึ่งแกนต่อหนึ่งอุโมงค์ เราเตอร์สี่แกนก็อาจถูกจำกัดด้วยแกนเดียว
• เทคโนโลยีของอุโมงค์ การออกแบบรุ่นใหม่พยายามให้เบาต่อ CPU ภาพรวมของข้อแลกเปลี่ยนอยู่ใน WireGuard เทียบ OpenVPN และ เอกสารทางเทคนิคของ WireGuard อธิบายเป้าหมายการออกแบบ ส่วนที่คุณเลือกใช้ได้ขึ้นกับสิ่งที่บริการ VPN ของคุณรองรับบนเราเตอร์

สาเหตุที่ 2 ระบบเร่งฮาร์ดแวร์ถูกปิดหรือถูกข้าม

เราเตอร์บางรุ่นมีฟีเจอร์ที่มักเรียกว่า flow offloading, hardware NAT หรือ fast path ช่วยเร่งทราฟฟิกปกติได้มหาศาล แต่ในเฟิร์มแวร์บางเวอร์ชัน การเปิด VPN กฎ QoS หรือฟีเจอร์ไฟร์วอลล์บางอย่างจะปิดระบบนี้ทั้งเครื่อง รวมถึงทราฟฟิกที่ไม่ได้ใช้ VPN

คุณจึงอาจเจอผลสองอย่างพร้อมกัน ทราฟฟิกในอุโมงค์ช้าเพราะเพดาน CPU และทราฟฟิกปกติก็ช้าลงกว่าเดิมเพราะระบบเร่งถูกปิดทั้งเครื่อง

วิธีตรวจ

1. ทดสอบความเร็วโดยปิด VPN แต่ไม่แตะค่าอื่นของเราเตอร์
2. เทียบกับความเร็วก่อนที่คุณจะติดตั้งการตั้งค่า VPN ใด ๆ
3. หากการเชื่อมต่อปกติก็ช้าลงด้วย ให้หาตัวเลือก acceleration หรือ offload ในหน้าตั้งค่า และอ่านว่าอะไรทำให้มันถูกปิด

ซอฟต์แวร์เราเตอร์ต่างกันมาก ควรดูเอกสารของผู้ผลิตสำหรับรุ่นของคุณ แทนการทำตามคู่มือของคนแปลกหน้าโดยตรง

สาเหตุที่ 3 ปัญหาขนาดแพ็กเก็ต (MTU)

การทำอุโมงค์ทำให้แพ็กเก็ตใหญ่ขึ้น หากการตั้งค่าขนาดแพ็กเก็ตไม่คำนึงถึงเรื่องนี้ แพ็กเก็ตใหญ่ต้องถูกแบ่งเป็นสองชิ้น ซึ่งเสียเวลา หรือถูกทิ้งและต้องส่งใหม่ อาการคลาสสิกคือหน้าเล็กโหลดได้ปกติ แต่ดาวน์โหลดไฟล์ใหญ่ช้าหรือค้าง

Path MTU Discovery เป็นกลไกที่ออกแบบมาหาขนาดที่เหมาะโดยอัตโนมัติ แต่ต้องอาศัยข้อความแจ้งข้อผิดพลาดบางชนิดผ่านเข้ามาได้ เมื่อไฟร์วอลล์กรองข้อความเหล่านั้น ระบบจะเดาขนาดผิด

ลองทำทีละอย่าง

1. ดาวน์โหลดไฟล์ใหญ่และจดความเร็วไว้
2. ลดค่า MTU ของอุโมงค์ลง 40 ถึง 80 ไบต์ หรือเปิด MSS clamping หากเราเตอร์มี
3. ดาวน์โหลดอีกครั้ง ถ้าความเร็วกระโดดขึ้น แสดงว่าเจอสาเหตุ
4. เก็บค่าที่สูงที่สุดที่ยังทำงานเสถียร

สาเหตุที่ 4 ระยะทางและเส้นทางไปยังปลายทาง VPN

เราเตอร์ทำให้เซิร์ฟเวอร์ที่อยู่ไกลกลายเป็นใกล้ไม่ได้ ระยะทางทุกพันกิโลเมตรที่เพิ่มขึ้นก็เพิ่มความหน่วง และบางเส้นทางระหว่างผู้ให้บริการอินเทอร์เน็ตของคุณกับปลายทาง VPN คับคั่งในบางชั่วโมง ความหน่วงนี้คือค่าที่ latency วัด

บนเราเตอร์ข้อนี้มองข้ามง่าย เพราะตั้งปลายทางครั้งเดียวแล้วลืม ลองเลือกปลายทางอื่นจากรายการที่บริการ VPN ให้ ทดสอบสองช่วงเวลาในวัน แล้วเปรียบเทียบ ถ้าปลายทางที่ใกล้กว่าเร็วกว่ามาก แปลว่าตัวเลือกเดิมคือปัญหา ไม่ใช่เราเตอร์ บทความ VPN ช่วยลด ping ได้ไหม แยกเรื่อง latency, jitter และ packet loss หากต้องการเจาะลึก

สาเหตุที่ 5 Wi-Fi, Double NAT และปัจจัยอื่นในเครือข่ายบ้าน

บางครั้ง VPN ถูกโทษสำหรับปัญหาที่มีอยู่แล้ว

• Wi-Fi ผนัง ระยะทาง และสัญญาณของเครือข่ายข้างบ้านทำให้ไร้สายช้ากว่าที่อุโมงค์ใด ๆ ทำ โน้ตบุ๊กที่อยู่ปลายห้องอาจได้รับเพียงเศษเสี้ยวของที่เราเตอร์ได้รับ ให้ทดสอบด้วยสายแลนก่อน
• Double NAT หากเราเตอร์ VPN ต่ออยู่หลังเราเตอร์อีกตัว เช่น กล่องของ ISP การแปลงที่อยู่สองชั้นเพิ่มความหน่วง และบางทีทำให้ฟีเจอร์พัง
• ผู้ใช้หลายคนพร้อมกัน เมื่อ VPN อยู่บนเราเตอร์ ชิปเล็กตัวเดียวต้องรับวิดีโอ ดาวน์โหลด และสายสนทนาของทั้งครอบครัวพร้อมกัน ดาวน์โหลดใหญ่ของคนหนึ่งทำให้ทุกคนช้าลง
• สายและพอร์ตเก่า สายแลนที่เจรจาความเร็วต่ำ หรือพอร์ตที่ค้างที่ 100 Mbps จำกัดทุกอย่างที่อยู่ข้างหลัง
• ทราฟฟิกเบื้องหลัง การสำรองข้อมูล อัปเดตเกม และอัปโหลดรูปขึ้นคลาวด์ อาจเต็มอุโมงค์โดยไม่มีใครสังเกต

วิธีวัดที่หาสาเหตุเจอ

การเดาเสียเวลาเป็นวัน ใช้ขั้นตอนตายตัวและจดตัวเลข

1. ค่าพื้นฐาน ต่อคอมพิวเตอร์เข้ากับเราเตอร์ด้วยสายแลน ทดสอบความเร็วตอนปิด VPN จดดาวน์โหลด อัปโหลด และ ping
2. เปิด VPN บนสายเดิม เปิดอุโมงค์แล้วทดสอบซ้ำ จดความต่าง
3. ดู CPU ระหว่างการทดสอบรอบสอง ตรวจภาระ CPU ของเราเตอร์ ถ้าสูง แสดงว่าโปรเซสเซอร์เป็นเพดาน
4. ปลายทางอื่น เปลี่ยนไปปลายทาง VPN อื่นและทดสอบอีกครั้ง
5. ช่วงเวลาอื่น ทดสอบซ้ำตอนเย็นและตอนเช้า
6. ทดสอบ Wi-Fi ทดสอบผ่าน Wi-Fi จากห้องที่คุณนั่งบ่อย
7. เครื่องเดียวเทียบกับเราเตอร์ ติดตั้งแอป VPN บนคอมพิวเตอร์ ปิดอุโมงค์ของเราเตอร์ แล้วทดสอบอีก เพื่อดูว่าโน้ตบุ๊กทำได้เองแค่ไหน

ตัวอย่าง แพ็กเกจ 300 Mbps ให้ 290 บนสายแลนตอนปิด VPN พอเปิดอุโมงค์บนเราเตอร์ได้ 60 และ CPU อยู่ที่ 100 เปอร์เซ็นต์ เมื่อใช้แอป VPN บนโน้ตบุ๊กและปิดอุโมงค์เราเตอร์ โน้ตบุ๊กได้ 220 ข้อสรุปชัดเจน โปรเซสเซอร์ของเราเตอร์คือเพดาน ไม่ใช่บริการ VPN หรือสายอินเทอร์เน็ต

รูปแบบผลลัพธ์	สาเหตุที่น่าจะเป็น
ปิด VPN ก็ช้าอยู่แล้ว	สายสัญญาณ Wi-Fi สายแลน หรือ ISP ไม่ใช่ VPN
ปิด VPN เร็ว เปิดแล้วติดเพดานต่ำ CPU สูง	โปรเซสเซอร์ของเราเตอร์
เปิด VPN แล้วช้าเฉพาะดาวน์โหลดใหญ่	MTU หรือ MSS
ปลายทางหนึ่งช้า อีกที่เร็ว	ระยะทางหรือเส้นทางคับคั่ง
ช้าเฉพาะบางชั่วโมง	เส้นทางคับคั่ง
แอปบนโน้ตบุ๊กเร็ว แต่บนเราเตอร์แย่	ฮาร์ดแวร์หรือเฟิร์มแวร์ของเราเตอร์

วิธีแก้ เรียงจากถูกไปแพง

1. เลือกปลายทางที่ใกล้กว่า แล้วทดสอบอีกครั้ง
2. แก้ MTU หรือ MSS ตามที่อธิบายข้างต้น
3. ลดภาระ หยุดดาวน์โหลดใหญ่และการสำรองคลาวด์ระหว่างทดสอบ
4. อัปเดตเฟิร์มแวร์เราเตอร์ บางครั้งการอัปเดตช่วยให้เข้ารหัสเร็วขึ้น
5. ส่งเฉพาะบางเครื่องผ่านอุโมงค์ หากเราเตอร์รองรับ ให้ส่งเฉพาะอุปกรณ์ที่ต้องการการปกป้อง ส่วนที่เหลือใช้การเชื่อมต่อปกติ แนวคิดคล้าย split tunneling ในระดับอุปกรณ์
6. ใช้แอปบนเครื่องสำคัญแทน โน้ตบุ๊กและมือถือเข้ารหัสเอง แล้วเราเตอร์กลับไปแค่ส่งต่อแพ็กเก็ต ลูกค้า XPASS ใช้แอป VPNclient ที่ฟรีได้ และ หน้าดาวน์โหลด รวมรุ่นทางการสำหรับ iPhone, Android, Windows และ macOS
7. เปลี่ยนเป็นเราเตอร์ที่แรงกว่า อุปกรณ์ที่มีโปรเซสเซอร์เร็วกว่าและรองรับการเข้ารหัสคือทางแก้จริงเมื่อ CPU เป็นเพดาน ให้ค้นผลวัดความเร็ว VPN ของรุ่นนั้น ไม่ใช่ดูแค่คะแนน Wi-Fi
8. ใช้กล่องไฟร์วอลล์แยก บางบ้านวางไฟร์วอลล์บนพีซีเล็กไว้หน้าเราเตอร์ Wi-Fi เพื่อทำอุโมงค์

สำหรับคำถามที่กว้างกว่าว่าเมื่อไรเราเตอร์จึงเหมาะ อ่าน VPN บนเราเตอร์ เทียบกับแอป VPN และสำหรับขั้นตอนติดตั้งทีละขั้น ดู คู่มือตั้งค่าบนเราเตอร์

ตั้งความคาดหวังให้ถูก

ระวังตัวเลขโฆษณาความเร็ว VPN บนเราเตอร์ ตัวเลขพาดหัวมักเป็นผลทดสอบในห้องแล็บกับการตั้งค่าเดียว ใช้แพ็กเก็ตใหญ่และเครื่องทดสอบที่แรง บ้านจริงมีแพ็กเก็ตเล็ก ผู้ใช้หลายคน และ Wi-Fi ที่ไม่สม่ำเสมอ ความคาดหวังที่เป็นธรรมคืออุโมงค์บนเราเตอร์จะช้ากว่าสายปกติ ในปริมาณที่ขึ้นกับเราเตอร์ และคำตอบต้องวัด ไม่ใช่เดา

อย่าลืมว่าความเร็วเป็นเพียงตัวชี้วัดหนึ่ง ถ้าอุโมงค์ปกป้องสมาร์ททีวีกับแท็บเล็ตที่ดูวิดีโอด้วยอัตราปานกลาง เราเตอร์ที่ได้ 60 Mbps ผ่านอุโมงค์ก็เพียงพอแล้ว แต่ถ้าต้องดู Stream 4K บนทีวีสามเครื่องพร้อมอัปโหลดงานขนาดใหญ่ ตัวเลขก็สำคัญมากกว่า

สรุป

VPN บนเราเตอร์ช้าบ่อยที่สุดเพราะโปรเซสเซอร์ตัวเล็กของเราเตอร์ต้องเข้ารหัสทุกอย่างและเส้นทางด่วนของฮาร์ดแวร์ถูกข้าม สาเหตุอื่นได้แก่ระบบเร่งถูกปิด ปัญหา MTU ระยะทางไปยังปลายทาง VPN Wi-Fi และ double NAT วัดด้วยสายแลน ตอนปิดและเปิด VPN ดู CPU ลองปลายทางอื่น และเปรียบเทียบกับแอปบนเครื่องเดียว จากนั้นแก้ตามลำดับ คือปลายทาง MTU ภาระ เฟิร์มแวร์ การส่งเฉพาะบางเครื่อง แอปบนเครื่องสำคัญ และสุดท้ายคือฮาร์ดแวร์ที่แรงกว่า

หากอยากลองเส้นทางแอปก่อน หน้าราคา แสดงแพ็กที่เริ่มใช้ได้