FreiesWlanPaderborn

Konzept

Ein freies (unabhängiges) W-Lan Netzwerk über Paderborn und seinen Vororten, das über mehrere private DSL-Leitungen an das Internet angeschlossen ist.

Um einen Zugang zum Internet zu bekommen, müssen die Nutzer einen Beitrag and diejenigen mit DSL-Leitung zahlen. Außerdem wäre eine kleine Gebühr zum Aufrechterhalten der Infrastruktur (Verbindungs-Router kosten auch Geld) angebracht. Wenn mehr Nutzer ohne DSL-Leitung als mit an dem Netz teilnehmen, springt auch bei den DSL-Nutzern eine Beteiligung an den DSL-Gebühren ab. Falls jedoch alle Nutzer DSL haben, würde nur eine Redundanz der internetverbindung gewährleistet.

Neue Nutzer müssten nur einen Router kaufen um an dem Netz teilzunehmen.

Sämtliche Verbindungen sollten WPA oder WPA2 verschlüsselt sein. Höchstwarscheinlich muß das Netzwerk auf 11Mbit-Basis realisiert werden, da 54Mbit-Verbindungen problematisch auf größeren Distanzen sind.

Ab einer gewissen kritischen Masse wäre es angebracht, das Projekt offiziell als Verein einzutragen.

Bei Interesse mitzuwirken, bitte bei fklama AT web DOT de melden, und tragt Euch bitte unten in der Interessentenliste ein.

Später besteht die Möglichkeit, an einigen strategischen Stellen freie AccessPoints aufzustellen welche gegen Gebühr genutzt werden können.

Infrastruktur

Das Netz wäre prinzipiell so aufgebaut, daß es in jedem teilnehmendem Haushalt einen Wlan-Router als Client gibt. Dieser ist mit einem Verbindungs-Router (nach Möglichkeit auf einem Kirchturm oder hohen Gebäude) verbunden. Die Verbindungsrouter in einem Gebäude/Kirchturm sind untereinander mit Ethernet verbunden, wobei zwei Arten der Verbindungs-Router unterschiden werden, Master und Slave. Die Router der Master-Kategorie haben einen Hardware-Switch und können somit das Verbindungsnetzwerk switchen, die Slaves haben einen Softwareswitch und sollte daher nach Möglichkeit keine Switchingfunktionen übernehmen.

Einige Router können zusätzliche Funktionen (Radius-, DHCP-, DNS- oder Web-Server) übernehmen, sollte dafür aber über eine hohe Tacktrate, viel RAM und evtl. (je nach Server) über erweiterbaren Speicher (USB) verfügen.

Ein Anschluß an das Internet wird duch einen (später mehrere) Nutzer, die einen DSL-Zugang haben, gewährleistet.

Hardware

Legende:

Viele dieser Router kann man auch recht preiswert bei eBay ersteigern.

Firmware

Anstatt der Standardfirmware würde ich (schon alleine wegen der besseren Routingmöglichkeiten) auf alternative Firware setzen.

• OpenWRT ist modular aufgebaut und hat ein gutes SDK.

• DD-WRT hat ein besseres Webinterface und ist kleiner (passt auf den Siemens SE505 v2)

Antennen

Je nach Distanz müssen externe Antennen angebaut werden. Die Router von Linksys und Asus unterstützen von vornherein externe Antennen, man muß nur die vorhandene Antenne abschrauben.

Mit einigen Antenne sind Reichweiten von mehreren Kilometern erreichbar.

Im eigenbau sind die Antennen sogar sehr preiswert:

• Biquadantenne auf Basis einer CD-Spindel

• Alternativdesign für Biquadantenne

• Helixantenne (rotationspolarisiert)

Leider darf man in Deutschland offiziell nur mit einer maximalen Leistung von 100mW equivalent zu einem Rundstrahler senden. Sonst wären Rekordleistungen wie letztens auf einem Wettbewerb in Las Vegas moglich: 54km !!!

Routing

Alternativen (von OpenWRT unterstützt):

• OLSR
• BGP
• OSPF
• RIP

Anforderungen:

• dynamisch
• mehrere Default-Routen (in das I-Net) werden unterstützt

OLSR

OLSR

Wird in Berlin, im größten frei vernetzten Wlan der Welt genutzt.

• Link-State Model

• Interior

Pro:

• Automatische Erkennung der Infrastruktur
• Schnell
• Erkennt dynamisch neue Hosts, welche dann auch als Router fungieren können
• Nachbarn würden so nicht andere am gleichen Backbone-Router ausbremsen

Con:

• Andauernder Traffic um neue Netzwerke zu entdecken

• Recht hohe Speicher und CPU Anforderung (soll aber auf der WRT54G Serie laufen)
• Das gesamte Netzwerk muss auf einem Kanal laufen
  • Sonst kann auf einem Nadelöhr mit zwei weiteren Routern die Bandbreite bis zu verdreifacht werden

BGP

BGP

Dieses Protokoll wird benutzt um das Internet zu routen. (Vielleicht overkill)

• Path Vector Model

• Exterior

Pro:

• Skaliert sehr gut

Con:

• Route Flapping
  • Routen können sich schnell ändern (wenn bei schlechtem Wetter eine Verbindung abbricht) und dann nicht mehr funktionieren
• Routingtabelle wächst sehr schnell an
  • Exponentielles Wachstum
• "Schwarze Löcher" können durch Miskonfiguration entstehen

OSPF

OSPF

Das am meisten verbreitete Interior Gateway Protokoll. Der Nachfolger des RIP Protokolls.

Die Router wählen einen "Designated Router" und einen "Backup Designated Router", welche das Routing zentral verwalten.

• Link-State Model

• Interior

Pro:

• MD5 Authentication (Nur Router können Routingtabelle ändern)
• IPv6 wird unterstützt
• Designed für mehrere Netzwerke an einem Backbone Netzwerk

• Unterteilung in Areas, welche für den Rest des Netzes zusammengefasst werden können

  • Router welche die Areas verbinden sind zusätzlich in der Backbone Area, alle anderen werden in einzelnen Areas zusammengefasst

• Unterstützt "Totally Stubby Areas", welche nur über ein Gateway mit dem Rest des Netzes verbunden sind. Dadurch wird es möglich auch größere Netze zu unterstützen

• Verschiedene Routen können bevorzugt werden indem die Kosten reduziert werden

• OSPF verlangt nicht das die Subnetzmaske im ganzen Netzwerk gleich ist
• Verschickt nur Updates, nicht die ganze Routingtabelle

Con:

• Prozessorintensiv
• Mehrere Kopien der Routinginformationen werden im Speicher gehalten
• Schwer zu erlernen

• Bouncing Links (Verbindung geht regelmäßig an und aus) können das Netzwerk durch Updates dominieren

  • Updateshäufigkeit im Backbone reduzieren
• Router sollten regelmäßig die Kosten anhand der Auslastung eines Links updaten
  • Script (cron) schätzt anhand der ifconfig Daten minütlich die Auslastung der Leitung

Verschiedene Routerarten:

• Area Border Router

  • Am Rand einer Area

  • Ist Mitglied mehrerer Areas

  • Hält mehrere Kopien der Link-State Datenbank im Speicher

    • Eine für jede verbundene Area

• Autonomous System Roundary Router

  • Routet zu einem anderm Autonomen System
    • Meist mittels einem anderen Routing Protokolls (BGP)

  • Verteilt Routen des anderen Autonomen System in sein Netzwerk

• Internal Router

  • Hat nur Nachbarn in der gleichen Area

• Backbone Router

  • Hat nur Nachbarn im Backbone

• Designated Router

  • Werden von den Routern in jedem Netzwerk gewählt
    • Höhere Priorität gewinnt, Priorität 0 gewinnt niemals
      • von 0-255
    • Wenn ein Router mit höherer Priorität online geht bleibt trotzdem alles so wie es ist

• Backup Designated Router

  • Wird Designated Router wenn dieser ausfällt

Meiner Meinung nach ist dies das Routingprotokoll welches spätestens benutzt werden sollte, sobald mehr als nur ein Hauptstandort (Kirchturm / hohes Haus) mit mehreren Routern im Netz existiert.

RIP

RIP

• Überholt von OSPF
• Unterstützt nur max 15 Hops
• Nur Hops als metric

Fairness

Die Fairness kann über QOS gewährleistet werden. Dabei sollten administrative Verbindungen, wie z.B. interne SSH Verbindungen , HTTP Verbindungen zu den Routern und interner DNS-Traffic höchste Priorität bekommen.

Andere Administrative Protokolle welche wenig Bandbreite benötigen, wie SSH, NTP und so weiter bekommen eine hohe Priorität.

HTTP(S), POP, SMTP, IMAP und ähnliche bekommen normale Priorität.

Alles andere bekommt eine niedrige Priorität.

Dies sollte gewährleisten das, auch wenn jemand große Datenmengen saugt, alle anderen noch immer im Netz Surfen und E-Mail versenden können. Auch die Administration würde hierdurch immer gewährleistet sein.

Natürlich haben die DSL-Nutzer auf ihren eigenen DSL-Leitungen eine erhöhte Priorität, müssen aber eine minimale Bandbreite (~5-20%) garantieren können.

Durch gescriptete Anpassung der Kosten der DSL Leitungen können diese fair genutzt werden. Dadurch kann jemand, der seine DSL-Leitung voll auslastet, die Leitungen seiner Nachbarn (im Netzwerk) nutzen. Die Abrechnung der DSL-Gebühren kann dann nach Datenaufkommen geschen. Jemand, der seine schnelle DSL-Leitung so gut wie gar nicht nutzt, bekommt Geld. Jemand der seine langsame DSL-Leitung fast immer voll ausnutzt, muß zahlen.

Nach Möglichkeit sollten alle DSL-Leitungen gleichmäßig belastet werden. Auch eine Verbindung von jemanden mit DSL-Leitung könnte über die Leitung seines Nachbarn gehen, wenn seine Bandbreite zum Großteil genutzt ist, die seines Nachbarn jedoch so gut wie gar nicht.

Links

http://www.vallstedt-networks.de/

http://freifunk.net

Interessenten