晚上回家，手机自动连上家里的Wi-Fi，智能门锁同步状态，空调也开始预冷。这些设备背后，往往依赖网络隧道协议在不同网络间安全传输数据。但你有没有想过，像智能手表、传感器这类靠电池供电的小设备，是怎么长时间维持连接的？答案之一就是——网络隧道协议中的省电模式。
为什么需要省电模式？
很多物联网设备部署在难以频繁充电或更换电池的地方，比如农田的温湿度传感器、楼道里的烟感报警器。它们要通过无线网络把数据传回服务器，通常会借助隧道协议（如GRE、IPSec、WireGuard）建立稳定通道。但如果设备一直保持活跃通信状态，电量几天就耗尽了。
省电模式的核心思路是“按需唤醒”。设备大部分时间处于休眠状态，只在特定时刻短暂上线发送或接收数据，完成任务后迅速回到低功耗状态。这就要求隧道协议能支持这种间歇性连接，而不是像传统方式那样维持长期在线的“长连接”。
WireGuard 与 DTLS 的节能尝试
以轻量级隧道协议 WireGuard 为例，它本身设计简洁，加密开销小，已经比 IPSec 更适合资源受限设备。配合 UDP 协议，它可以实现快速握手和断开，减少设备射频模块的持续工作时间。一些嵌入式系统中，开发者会让设备每5分钟唤醒一次，发起一次短时隧道连接，上传一批数据后关闭接口。
在某些支持DTLS（Datagram Transport Layer Security）的场景中，设备甚至可以在不建立完整TCP连接的情况下完成安全数据传输，进一步降低能耗。例如：
<?c++?>
// 伪代码示意：传感器周期性上报
void loop() {
sleep(300); // 休眠300秒
connect_to_server_via_dtls();
send_data_through_tunnel();
disconnect_and_sleep();
}
</?c++?>实际应用中的优化策略
家庭网关可以为接入的低功耗设备设置专门的通信窗口。比如Zigbee子设备通过边界路由器汇聚数据，统一在整点通过隧道上传到云端。这样既减少了频繁建连的开销，也避免了每个设备单独维持隧道带来的资源浪费。
运营商在部署NB-IoT网络时，也会启用PSM（Power Saving Mode）和eDRX（extended Discontinuous Reception）机制。设备在注册时声明自己的唤醒周期，基站只在对应时段发送数据，其余时间直接缓存。当这类设备使用L2TP或GRE隧道接入内网服务时，网关需识别其低功耗特性，避免因“心跳超时”误判为离线。
你家的智能水表可能就是这样工作的：每个月底自动“醒来”，通过蜂窝网络建立一条短暂的IPSec隧道，把用量数据传回物业系统，然后继续沉睡。整个过程耗电不到几毫安时，一块电池就能撑三年。
配置建议
如果你在搭建私有无线组网环境，想让隧道更省电，可以调整几个参数。比如在OpenWRT路由器上配置WireGuard客户端时，适当延长 persistent_keepalive 时间间隔，从默认的25秒改为300秒，能让终端少发80%的心跳包。
[Interface]
PrivateKey = ...
Address = 10.0.0.2/24
PersistentKeepalive = 300
[Peer]
PublicKey = ...
Endpoint = tunnel.example.com:51820
AllowedIPs = 10.0.0.0/24
当然，这个值不能设得太长，否则 NAT 映射过早失效，反而导致连接延迟。最好根据实际网络环境测试出一个平衡点。