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1. 7 7 7 TOPOLOGY Source IP addr Dest IP addr LQ ILQ ETX 104 129 105 1 104 129 105 2 0 886 0 949 1 19 104 129 105 1 104 129 108 3 0 220 0 047 96 76 104 129 105 1 104 129 105 110 0 333 0 929 23 23 104 129 105 1 104 129 0 190 0 918 0 929 1 17 Die Ausgabe unter der Rubrik LINKS listet alle direkten Nachbarn auf Der Wert f r hyst ist immer Null da die Hysterese ausgeschaltet ist LQ Link Quality gibt das Verh ltnis von verlorenen zu empfangenen Hello Paketen an die von dem angegebenen Nachbarn gesendet werden Der Nachbar knoten mit der IP Adresse 104 30 30 22 hat beispielsweise 60 von 100 Hello Nachrichten erfolgreich an unseren OLSR Router verschickt Der Wert NLQ Neighbor Link Quality gibt dessen Statistik ber die von unserem Knoten verschickten Hello Nachrichten an Die Rubrik Neighbors enth lt zus tzliche Informationen ber die direkten Nachbarn die allerdings weitgehend redundant sind Die Angabe SYM zeigt an ob die Verbindung zum Nachbarn symmetrisch ist d h in beide Rich tungen funktioniert Diese Information ist auch anhand der LQO NLQ Werte ersichtlich Solange weder der LQ noch der NLQ Wert Null ist gilt ein Nachbar als symmetrisch Die Spalte MPR gibt an ob es sich bei dem Nach barn um ein Multipoint Relais handelt MPRS gibt an ob sich der Nachbar knoten unseren Router als Multipoint Relais ausgesucht hat Will zeigt die Willingness Bereitschaft eines Knoten an fremde Datenpakete zu rou
2. 4 BAT M A N Better Approach To Mobile Ad Hoc Networking Mit der Debug Option d 2 werden im Connect Mode die vorhandenen Gateways aufgelistet Abbildung 4 10 zeigt ein Beispiel bei dem das Gate way mit der IP 105 131 41 5 ausgew hlt wurde Es offeriert dem Mesh einen Internet Uplink mit mehr als 6 MBit Von den 128 Originatornachrichten die das Gateway auf die Reise geschickt hat sind allerdings nur 10 auf dem lokalen Rechner angekommen weshalb der erzielbare Datendurchsatz ge ring sein d rfte Der Wert Reliability zeigt an wie zuverl ssig die Ver bindung zum Gateway ist Gateway und Gateway Client kommunizieren regelm ig dar ber ob der Tunnel aufrechterhalten werden soll Schl gt diese Kommunikation fehl erh ht sich der Reliability Wert Der Verlauf der Route zu diesem Gateway kann unter Linux und BSD mit dem Befehl ping R Ziel IP berpr ft werden Dabei wird der Hin und R ckweg angezeigt linux ping R 105 131 41 5 PING 105 131 41 5 105 131 41 5 56 124 bytes of data 64 bytes from 105 131 41 5 icmp_seq 1 ttl 60 time 37 7 ms RR 105 130 30 0 105 130 30 1 105 130 1 67 105 131 83 3 105 131 41 5 105 131 41 5 105 131 41 3 105 130 1 67 105 130 30 1 64 bytes from 105 131 41 5 icmp_seq 2 ttl 60 time 10 2 ms same route Die Anzeige der Ping Ergebnisse erfolgt fortlaufend ndert sich die Route ist das sofort zu erkennen Das RR in der Ausgabe steht f r Record Route Zu jedem erreichbaren
3. 187 7 6 6 Planung von Wireless Long Shots 2 2 188 7 7 Sind elektromagnetische Wellen von WiFi Ger ten gef hrlich 188 8 Die Community 191 Vorwort Dieses Buch ist obwohl in manch einsamen Stunden geschrieben letzt lich das Produkt einer weltweiten Community deren Motto lauten k nnte Freie Kommunikation f r alle Dabei ist frei im Sinne von Freiheit ge meint Aktivisten aus mehr als 30 Nationen treffen sich einmal im Jahr zum Wireless Summit for Free Information Infrastructures im vergangenen Jahr in Indien 2007 in Ghana Letztlich habe ich nur aufgeschrieben und dokumentiert was viele Men schen mit Leidenschaft und Idealismus gemeinsam geschaffen haben Da zu wurde und wird stetig experimentiert programmiert diskutiert und ge forscht Ohne das Internet w re das Entstandene undenkbar und es wird Zeit dass auch die Menschen in weniger entwickelten Regionen dieses klei nen Planeten die M glichkeit haben sich durch Wikis Blogs Newsserver Mailinglisten Chat IRC Webserver VoIP FTP etc gegenseitig auszutau schen zu koordinieren und die Fr chte ihrer Arbeit der ganzen Welt zur Verf gung zu stellen Das Prinzip von Open Source er ffnete den Horizont f r Creative Commons und seit einigen Jahren auch f r Open Communica tion mit drahtloser Netzwerktechnologie Das gr te Potential der globalen Kommunikation via Internet besteht dar in dass sich viele K pfe zu einem global
4. Nun w hlt man im Webinterface rechts oben die Schaltfl che Verwaltung aus Abbildung 6 1 woraufhin darunter die Schaltfl che Firmware aktuali sieren sichtbar wird Diesen Men punkt ruft man auf Abbildung 6 2 an Wird nun die Schaltfl che Durchsuchen ausgew hlt erscheint ein Auswahl men im Browser mit dem man in den Verzeichnissen auf dem PC navi gieren kann Damit w hlt man die passende Firmware Datei aus Ein Klick auf die Schaltfl che Aktualisieren startet den Flashvorgang Wichtig Linksys hat in dieses Men einen Fortschrittsbalken eingebaut Dessen Anzeige Abbildung 6 3 ist irref hrend und hat absolut nichts mit dem tats chlichen Fortschritt des Programmiervorganges zu tun Den 5 ma A 132 6 2 Installation der Freifunk Firmware Die Anzeige im Browser meldet nach kurzer Zeit dass der Prozess erfolg reich abgeschlossen wurde und l dt eine Statusseite mit der Meldung Ak tualisierung war erfolgreich Diese Meldungen werden ber ein vom Web browser des PCs ausgef hrtes CGl Skript nach dem Ablauf eines vorgege benen Zeitintervalls erzeugt Auf keinen Fall darf man dieser Meldung Abbildung 6 4 glauben und den Router jetzt ausstecken um ihn neu zu starten Klickt man auf Fortfahren erscheint eine Fehlermeldung Zieht man in den n chsten zwei bis drei Minuten entnervt den Stecker weil scheinbar nichts mehr geschieht ist die Firmware defekt und der Router startet nicht mehr Abbildu
5. Reaktive Protokolle ermitteln Routen nur bei Bedarf M chte ein Knoten mit einem anderen Netzteilnehmer kommunizieren flutet er das Netz mit einer Anfrage nach einer Route zu seinem Ziel Reaktive Verfahren erzeugen nur wenig Protokolldatenverkehr im Netz und verursachen wenig Rechen last wenn nur selten Routen gesucht werden und wenn die gefundenen Routingpfade stabil sind Solange jedoch nicht nach Routen im Mesh ge sucht wird wei ein Knoten nicht ob berhaupt andere Knoten im Netz werk vorhanden oder erreichbar sind Da Routen erst bei Bedarf gesucht werden stehen Netzwerkverbindungen erst nach einer Verz gerung zur Verf gung Bekannte reaktive Protokolle 3 pnttp citeseer ist psu edu perkins94highly html 4 nttp open mesh net batman E http hipercom inria fr olsr 29 2 Meshrouting sind DSR Dynamic Source Routing AODV Adhoc On Demand Distance Vector DYMO Dynamic MANET On demand und SrcRR Hybride Protokolle verwenden bis zu einem bestimmten Horizont ein pro aktives und f r weiter entfernte Knoten ein reaktives Verfahren Dadurch sollen die Vorteile von proaktiven Verfahren Routen sind proaktiv in der Routingtabelle vorhanden und reaktiven Verfahren weniger Protokollda tenaufkommen und Rechenaufwand kombiniert werden ohne die Nach teile zu bernehmen Hybride Protokolle sollen f r sehr gro e Meshnetz werke geeignet sein Vertreter dieser Gattung sind HSLS Hazy Sighted Link State Routing
6. Die Berliner Meshwolke war mit rund 400 Knotenpunkten lange Zeit das gr te zusammenh ngende Meshnetzwerk das von einer Community be trieben wurde M glicherweise ist es immer noch das gr te funktionie rende Meshnetzwerk sicher ist das allerdings nicht denn an vielen Orten bilden sich neue Community Netze Das Leipziger Freifunknetz vermeldet inzwischen eine Gesamtzahl von 600 Routen die Anzahl der Routen ist gr er als die der Knotenpunkte da manche Router mehrere Interfaces haben und deshalb mehrfach in der Routingtabeile auftauchen ber die Anzahl der Nutzer gibt es nur Sch tzungen Lediglich die aktiv am Routing teilnehmenden Netzwerkknoten sind f r andere Teilnehmer sichtbar Wie viele Menschen t glich in Berlin die Meshknoten als Gate ways benutzen um einfach nur ins Internet zu gehen oder innerhalb des WMAN Wireless Metropolitan Area Network miteinander zu kommunizie ren ist unbekannt Es sind vermutlich 1000 bis 5000 Nutzer die sich t glich etwa 25 Internetzug nge teilen Oft versorgt ein einzelner Freifunk Router auf dem Dach ein ganzes Haus ohne Breitbandanschluss Viele Menschen mit geringem Einkommen nutzen Freifunk um kostenlos ins Internet zu kommen oder sich die Kosten f r Internetanschl sse zu teilen Wer im deutschsprachigen Raum wohnt und wissen m chte ob es bereits ein Freifunknetzwerk am Wohnort oder in der N he gibt kann das auf der Webseite der Freifunker berpr fen Hier kann und solit
7. sein Das Skript erzeugt Grafikdateien in unterschiedlichen Formaten wie JPEG PNG Scalable Vector Graphics PostScript usw perl olsr topology view pl server IP Adresse des Olsr Routers noshow Abbildung 3 2 Zweidimensionale Topologievisualisie gt t rung mit DotDraw Optisch ansprechender ist die rotierende dreidimensionale Visualisierung ber das Tool olsrs3d von Simon Wunderlich und Marek Lindner Olsrs3d ist eine Applikation f r den dreidimensionalen Desktop s3d auf der Basis von OpenGL Zur Visualisierung eines Mesh mit mehr als ein paar Dutzend Knotenpunkten wird ein schneller Rechner mit einer leistungsf higen Gra fikkarte ben tigt 3 4 2 Httpinfo Wird dieses Plugin geladen startet Olsrd einen eigenen minimalistischen Webserver und zeigt detaillierte Informationen ber den Status des Dae mon auf mehreren HTML Seiten an Auf diese Weise kann die Funktion des Routers mit einem Browser lokal und ber das Netzwerk beobachtet werden Die Formatierung der generierten HTML Seiten ist leider noch nicht per fekt die Beschriftung der einzelnen Spalten ist verschoben Aus Sicherheitsgr nden kann der Zugriff nur von bestimmten Rechnern oder Netzwerken auf den Webserver erlaubt werden da dieser potentiell ein Einfallstor f r Angriffe gegen den Router darstellt In der Beispielkonfi guration ist nur der lokale Zugriff auf den Webserver erlaubt Weitere Konfi gurationsbeispiele f r den Zugriff von Host 80 2
8. und ZRP Zone Routing Protocol Hierarchische Protokolle versuchen Netzwerkknoten zu hierarchisch ge gliederten Gruppen zusammenzufassen um das Aufkommen von Protokoll datenverkehr zu reduzieren und dadurch die Skalierbarkeit zu erh hen Ein Protokoll dieser Gattung ist DART Dynamic Address Routing Geografische Protokolle treffen ihre Routingentscheidungen nach der geo grafischen Position der Netzwerkknoten Dieses Verfahren erfordert zus tz liche Hardware zur Positionsbestimmung oder die manuelle Eingabe des Standorts Nicht ber cksichtigt wird dabei dass sich zwei Knotenpunkte zwar geografisch nahe sein k nnen die Funkverbindung aber m glicher weise durch Hindernisse v llig getrennt ist Energieorientierte Protokolle spielen vor allem f r Sensornetzwerke eine Rolle wo die Einsparung von Sendeenergie optimiert werden soll Datenpa kete sollen nicht mit gro er Sendeenergie ber l ngere Strecken bertragen werden sondern ber viele Zwischenstationen um Sendeenergie zu sparen oder Sensoren schwerer auffindbar zu machen Multicast Protokolle dienen der bertragung von Daten ber verbindungs lose Protokolle Interessant sind sie f r Multimedia Inhalte etwa Audio und Videostreams Geografische Multicast Protokolle sollen multimediale Inhalte per Multicast ber ein Mesh an Ger te verbreiten die sich in einem bestimmten geografi schen Gebiet befinden Sie k nnen unter anderem f r sogenannte Location Based
9. versorgung ein entscheidendes Problem beim Betrieb von Routern Eine elegante und sichere Methode um einen WLAN Router auf einem Dach oder an einem hohen Schornstein mit Strom zu versorgen ist die Energieversorgung mit ungef hrlicher Niedrigspannung bis 60 Volt Gleich spannung durch das Netzwerkkabel Echtes Power over Ethernet PoE ist ein IEEE Standard 802 3af der die Stromversorgung von IT Komponenten ber Entfernungen bis zu 100 Me ter durch das Netzwerkkabel erlaubt In Twisted Pair Kabeln f r Ethernet der Kategorie 10BaseT 10 MBit s und 100BaseTX 100 MBit s befinden sich acht einzelne voneinander isolierte Leiter Nur vier davon werden f r die Kommunikation zwischen den Netzwerkkomponenten genutzt Gr n Gr n Wei Orange Orange Wei Ist ein Kabel standardkonform verschal tet werden die Leiter mit den Farbcodes Blau und Blau Wei sowie die Leiter Braun und Braun Wei nicht ben tigt Diese vier Leiter kann man zu zwei Leitungspaaren mit dem doppelten Querschnitt kombinieren also parallel schalten Je ein Paar parallel geschalteter Dr hte dient zum Trans port der positiven oder der negativen Spannung Der Drahtquerschnitt in Ethernetkabeln ist zwar recht d nn aber bei hinreichend kleinen Str men halten sich die Energieverluste in Grenzen Echtes Power over Ethernet arbeitet mit einer typischen Spannung von 48 Volt zwischen 44 und 56 Volt und liefert an die Verbraucher eine Leistung von mindestens 12 95 W
10. 110 RTL8180L 111 RTL8185L 111 RTL8187L 111 RTS Schwelle 147 RTS CTS 26 27 Rundstrahler 175 S Schrottband 88 SE505 MAC Adressen 153 Sektorantenne 179 Senao 104 Senao NET EL NMP 8601 PLUS 183 serielle Konsole 97 Short Inter Frame Spacing In terval 187 Shortest Path Algorithmus 35 Shortest Path Algorithmus sie he Link State Algorithmus Sichtlinie geod tische 187 optische 187 Signal Noise Ratio sieke Signal Rauschabstand Signal Rauschabstand 89 183 Sleeve Dipol 174 Soekris Engineering 96 Soft MAC und Linux 106 SoHO Router Vor und Nachteile 93 94 Sourcerouting 72 SrcRR 30 31 SSH 136 156 St rreichweite 28 Statische Routen 148 Strahlungsdiagramme erfunde ne 178 Strahlungsleistung 182 Streuung 177 Super G 90 erlaubte T T cke Sven Ola 125 TC Message 41 Intervall L nge 42 TTL 42 TCP 24 Retransmissions 25 und Datenstau 24 Texas Instruments Chips tze 111 TFTP 134 135 163 Client 135 tftpd32 135 Thumfart Maximilian 46 Time to live exceeded 42 Time To Live siehe TTL Timing 145 187 188 Toennesen Andreas 36 Topologiedatenbank 85 Topologievisualisierung 62 Topology Control Message sie he TC Message Tourrilhes Jean 105 Traffic Shaping 155 Trivial File Transfer Protokoll siehe TFTP True Diversity 128 TTL 42 tun Kernelmodul 79 Tunnel Interface 57 Tupperware als Routerbeh lter 99 Turbo Mode 90 199 Index U bertragungsrate 146 Unidirectional Flag 75 URL Whiteli
11. 4 BAT M AN Tabelle 4 1 Ranking Tabelle Better Approach To Mobile Ad Hoc Networking on ist das der Fall Der Link funktioniert aber nur von D nach F Da F von D die Nachricht ber einen unidirektionalen Link bekommt wird sie von F ignoriert Weitergereichte Originatornachrichten werden von B A T M A N nur beachtet wenn sie von einem Nachbarn empfangen werden der ber eine bidirektionale Verbindung erreicht werden kann Z O Co Bei der n chsten bertragung kommt die Originatornachricht von A ber G bei F an C und D ignorieren die Wiederholung der bekannten Origina tornachricht Nachrichten von A k nnen ber mehrere Wege bei F ankommen M glich sind unter anderem die Routen A B C G F A D E F A B D E F Wich tig f r F ist nur dass die Originatornachrichten von A entweder ber G oder E zuerst bei ihm ankommen Wenn Node F nun mit A kommunizie ren m chte muss er sich lediglich entscheiden ob er G oder E mit dem Weiterreichen der IP Pakete beauftragt Diese Entscheidung kann F treffen indem er eine Statistik f hrt ber welchen direkten Nachbarn wieviele Ori ginatornachrichten von A zuerst eingetroffen sind Tabelle 4 1 Stationen ber welchen Nachbarn gesehen G E A 14 7 B 16 4 C 18 8 D 14 9 78 4 2 Praxis mit B A T M A N Fortsetzung Stationen ber welchen Nachbarn gesehen E 22 19 G 59 0 In der Beispielsituation ist die Route A B C G F zuverl ssiger a
12. 6 3 Konfiguration per Webinterface Verbindung kann diese Einstellung leichte Vorteile bei der bertragungs geschwindigkeit bringen da die Daten bertragung zwischen den Stationen weniger Koordinationszeit ben tigt Das Beacon Intervall ist das Intervall in dem Bakensignale zur Koordination und zum Announcement der Funkzelle verschickt werden Die Grundein stellung ist 100 Millisekunden WLAN Karten k nnen sich in einen Schlafzustand versetzen um Energie zu sparen Damit sie eingehende Nachrichten nicht verschlafen kann ihnen durch den Accesspoint mit dem DTIM Intervall mitgeteilt werden wann sie wieder mit der bertragung von Informationen rechnen m ssen Bis zum n chsten Weckruf puffert der Accesspoint die anstehenden Daten bertra gungen Diese Einstellung ist nur relevant wenn der Router als Accesspoint arbeitet Paketgr en und Fragmentierung Der Punkt Frag Sehwelle steht f r Fragmentierungs Schwelle Gro e Da tenpakete haben eine h here Wahrscheinlichkeit bei der bertragung ber eine schwache Funkstrecke verloren zu gehen als kleinere Datenpakete Darum ist es unter schlechten Funkbedingungen niedriges Signal Rausch verh ltnis h ufige St rungen durch konkurrierende Funkanwendungen besser viele kleinere Datenh ppchen zu bertragen WLAN Karten sind in der Lage Datenpakete in mehrere kleinere Fragmen te zu teilen und diese einzeln zu bertragen Geht ein einzelnes Fragment verloren muss
13. Der Kanal ist in Deutschland sterreich und der Schweiz frei w hlbar von l bis 13 Die Meshbetreiber m ssen sich auf einen Kanal einigen wenn alle Knoten in der gleichen Funkwolke arbeiten sollen G nstig ist Kanal 13 da er seltener benutzt wird als die anderen 144 6 3 Konfiguration per Webinterface Der Kartentyp ist meist 802 11bg in seltenen F llen kann auch auf 802 11a umgeschaltet werden bei Systemen mit Dualband WLAN Karten Angaben zu Antennen und Sendeverhalten Bei Ger ten mit zwei Antennen kann mit den Men punkten Empangsan tenne und Sendeantenne eine der angebotenen Einstellung gew hlt wer den wenn man an einem Antennenanschluss eine gewinnsteigernde An tenne hat Es ist aber nicht immer klar welche Antenne der Router als linke oder rechte Antenne ansieht Deshalb sollte unbedingt getestet wer den z B durch Abnehmen einer Antenne und berpr fung der Signalst r ke ob auch wirklich der richtige Anschluss eingeschaltet ist Betreibt man einen WRT mit beiden mitgelieferten Stummelantennen oder hat nur eine Antenne sollte man Auto w hlen Die Freifunk Firmware erlaubt ber das Webinterface die Einstellung der Sendeenergie zwischen 1 und 84 Milliwatt Bei Antennen mit starkem Ge winn muss die Sendeleistung reduziert werden um die zugelassene maxi male effektive Strahlungsleistung nicht zu berschreiten siehe Abschnitt 7 6 1 zum Link Budget im Kapitel 7 Ein besonderes Bonbon der Freifunk Firm
14. Energieorientierte Protokolle siehe Routingprotokolle ESSID 112 144 et macaddr 153 etc hosts 65 etc resolv conf 65 ETX 40 manipulieren 141 Expected Transmission Count siehe ETX Exponential Backoff 24 Exposed Node 26 Extended Service Set ID siehe ESSID SE505 NVRAM F Failsafe 162 Failsafe Modus 152 Feuchtigkeit in HF Steckern und Kabeln 99 fftrace 61 Filesharing 155 Firewall 69 149 Firmware Kernel l schen 167 Firmware Installation Abschlussmeldung 132 Fischaugen Routing 143 Fisheye Algorithmus 42 44 Fragmentierung 25 Fragmentierungs Schwelle 147 Frame Burst 146 Freifeldd mpfung 176 Freifunk Firmware 125 Editor vi 156 Hardwareanforderungen 127 Installation 130 135 IP Bereich 148 kompatible Hardware 126 LAN IP 148 Login per SSH 136 NAT 149 Neustart 152 Pr fsummen 131 TFTP Installation 134 Update 152 Webinterface 135 153 Webserver 151 Zusatzsoftware 151 152 freifunk gateway de 154 Freifunk Gateway Plugin 154 Freifunk Initiativen 191 193 freifunk recommended Softwa re 151 Frequenz 173 Fresnel Zone 184 Objekte in der 185 und Wellenl nge 186 FSF siehe Free Software Foun dation Full Mesh 20 Funk Modus 145 G Gateway 153 156 ber DSL 153 196 Index ber LAN 153 Gateway Switching 67 Geh use f r Router siehe Router Geh use Geografische Multicast Protokolle siehe Routing protokolle Geografische Protokolle Routingprotokolle gepulste Strahlung 189 Glasfaser 13 Googl
15. Nachbarschaftsverh ltnisse also welcher Knoten welche Nachbarn hat werden immer wieder ber das ganze Netzwerk verteilt Jeder Knoten sam melt sie in seiner eigenen Datenbank die das gesamte Netzwerk abbildet Auf diese Datenbank wird beim Eintreffen jeder neuen Nachricht ber den Zustand des Netzwerks der Shortest Path Algorithm angewendet um die k rzeste Verbindung zwischen allen Netzwerkknoten zu berechnen Das Vorgehen entspricht einem klassischen Link State Algorithmus Die se erzeugen jedoch sehr hohe Rechenlast und viele Protokolldaten die die 35 3 Optimized Link State Routing Nutzbandbreite des Netzwerks reduzieren Ziel von OLSR ist es das klassi sche Link State Routing im Hinblick auf Skalierbarkeit und Zuverl ssigkeit zu optimieren Zu diesem Zweck setzen die OLSR Entwickler auf die Erwei terung des Link State Routings um sogenannte Multipoint Relais die das Fluten des Netzwerks mit Topologieinformationen effektiver gestalten sol len Diese Technik wird im Abschnitt 3 2 2 n her er rtert 3 1 Entwicklungsgeschichte OLSR wurde als Internet Draft RFC 3626 im Jahr 2003 von Mitarbeitern der staatlichen franz sischen Forschungseinrichtung INRIA bei der IETF ein gereicht Es wird unter anderem von der US Navy zur Kommunikation zwi schen Kriegsschiffen eingesetzt F r OLSR nach RFC 3626 gibt es zahlreiche unterschiedliche Implementierungen unter anderem von der INRIA der US Navy und Olsr org Die OLSR I
16. den Vorteil zu funktionieren und sinnvolle Routen zu finden w hrend letz tere zwar theoretisch skalieren aber in der Realit t kaum etwas Sinnvolles zu Stande bringen Die Resultate von reaktiven Routingprotokollen sind in der Praxis entweder bedeutend schlechter oder sie enthalten wie das vom Roofnet Projekt ver wendete DSR SrcRR proaktive Elemente die ihre Skalierbarkeit zwar redu zieren sie aber gleichzeitig praxistauglich machen Rein reaktive Protokolle finden bestenfalls irgendeine Route welche die k rzeste Verbindung zwi schen zwei Knoten darstellt Soll dagegen die Qualit t der Verbindungen bei der Routenfindung eine Rolle spielen kommen die Protokollentwickler um ein proaktives Messen der Verbindungsqualit t der einzelnen Linkstrecken nicht herum Alle heute in der Praxis relevanten Routingprotokolle f r Meshnetze ver wenden eine Metrik die die Qualit t der Funkstrecken ber cksichtigt Ent weder ist sie im Algorithmus inh rent wie bei B A T M A N oder sie wird ex plizit gemessen und permanent berwacht wie bei der OLSR Implementie rung von Freifunk bei HSLS und SreRR der DSR Implementierung des MIT Protokolle die einfach die k rzeste Verbindung zwischen zwei Punk ten suchen sind in der Praxis irrelevant Von praktischer Bedeutung f r freie Funknetze sind in Europa bislang OLSR Optimized Link State Routing und B A T M A N Better Approach to Mo bile Ad Hoc Networking aus der Gruppe der proaktiven Prot
17. die einige Zeit anhalten kann 2 2 Routingprotokolle f r drahtlose Netzwerke Die Entscheidung auf welchem Weg Daten von jedem einzelnen Netzwerk knotenpunkt zu jedem anderen Node im Netz geroutet werden kann bei kleinen statischen Netzwerken noch von Hand in die IP Routingtabellen je des Netzknoten eingegeben werden Doch selbst in kleinen drahtgebunde nen Netzwerken ger t das schnell zu einem m hsamen und komplizierten Unterfangen Kommt ein neuer Router hinzu oder f llt einer aus m ssen unter Umst nden s mtliche Routingtabelien in allen Routern von Hand be arbeitet werden Ein derartiges Verfahren w re viel zu aufwendig und feh lertr chtig Deswegen arbeitet man in professionellen Netzwerken schon lange mit Software die Routingtabellen automatisch erzeugt und anpasst F r drahtgebundene Netze entwickelte Routingprotokolle eignen sich je doch nicht f r drahtlose Netzwerke Diese sind permanenten Ver nderun gen unterworfen auch wenn sie nur aus statischen Netzwerkknoten auf Hausd chern bestehen zwischen denen keine die Funk bertragung st renden Objekte auftauchen und wieder verschwinden Die verf gbare Band breite zur Daten bertragung ist prinzipiell eher gering Ein Routingproto koll welches selbst gro e Datenmengen erzeugt ist auf schnellen Daten leitungen akzeptabel solange es zuverl ssig funktioniert In drahtgebun denen Netzen l sst sich die Bandbreite prinzipiell durch mehr Leitungen erweitern in ei
18. hrt werden anstatt die tats chlichen physikalischen Werte zueinander ins Verh ltnis zu setzen Positive Gr enverh ltnisse Verst rkung haben ein positives Vorzeichen negative Gr enverh ltnisse Reduzierung D mpfung entsprechend ein negatives Vorzeichen Damit lassen sich komplizierte Berechnungen wun derbar ausf hren wie gleich zu sehen sein wird Die Hersteller geben die Sendeleistung von WiFi Karten meist nicht in Watt oder Milliwatt an sondern in dBm Man beachte das kleine m nach dem dB Die Leistungsgr e dBm bedeutet im Vergleich zu 1 mW P betr gt also immer ein Milliwatt Bei einem Verh ltnis von 1 also einer Leistung von 1 mW ist der Logarith mus 0 wir haben also eine Verst rkung oder auch einen Pegel von 0 dB Ist die Leistung doppelt so gro wie 1 mW ergibt sich 3 0103 10 logio 2 1 Man kann sich also leicht sich merken dass 3 dB immer recht genau einer Verdopplung also dem Faktor 2 entsprechen Bei einer Einheit von dBm entsprechen also 3 dB einer Leistung von 2 mW 6 dB w ren 4 mW und so weiter Jeder Schritt von 10 dB entspricht genau einer Verzehnfachung des zugrun de gelegten Milliwatts 10 dBm sind also 10 mW 20 dBm sind 100 mW 30 dBm sind Watt Am einfachsten rechnet es sich nat rlich mit der Logarithmus Taste auf dem Taschenrechner Allerdings rechnet der Taschenrechner in Bel und nicht in Dezibel Deshalb werden die Werte nach dem l ogarithmieren mit 10 multiplizier
19. jedem Konfigurationsschritt einen Neustart des Systems durchzuf hren auch wenn bei fast allen Men punkten nach der Bearbeitung die Meldung erscheint dass die Ver nderungen erst nach dem Neustart wirksam wer den Es gen gt ein einziger Neustart nach dem Beenden der Konfiguration Viele Men eintr ge d rften am Anfang Fragen aufwerfen Daf r ist eine interaktive Hilfe vorgesehen Klickt man mit der Maus in den betreffenden Einstellpunkt kann mit F1 eine Erl uterung aufgerufen werden Abbildung 6 7 Zu konfigurierende Men punkte 6 3 3 Kennwort und Kontaktinfos Es ist empfehlenswert das Administrator Passwort unmittelbar zu ndern da man sonst leicht das Opfer einer plumpen Attacke werden kann ngrei fer k nnten unter anderem zu den Zugangsdaten f r einen DSL Anschluss 137 6 Mesh Betrieb auf SOHO Routern kommen falls der Router als Einwahlpunkt f r einen Internetzugang dient Gerade an diesem Punkt empfiehlt es sich auf eine sichere bertragung zwischen Arbeitsrechner und Router zu achten Leicht zu erratende Pass w rter verbieten sich von selbst Angaben unter dem Men punkt Kontaktinfos sind f r den Betrieb des Sys tems nicht unbedingt erforderlich geh ren aber unter sozialem Gesichts punkt zum guten Ton Zumindest eine E Mail Adresse sowie Angaben zum Standort sollte man hinterlegen Kontaktinfos sind vor allem hilfreich wenn sich die Betreiber der Router untereinander koordinieren wollen Bei e
20. rlich zugelassen werden ber die Reiter Output Nodes und Routes kann die Funktion beobachtet werden Tauchen keine Nodes und Routes auf kann ein Blick unter dem Men Output hel fen wenn das Debug Level gr er oder gleich gesetzt wurde Befindet Fe ee ar Te 3 Optimized Link State Routing man sich in einem gr eren Mesh kann man den Output kaum lesen da bei der Flut von Meldungen die Ausgabe nicht mehr stillsteht Das Durch rauschen der Anzeige ist ein gutes Zeichen so lange da nicht seitenwei se die Meldung erscheint Received Packet from Non Sym Neighbor Dann stimmt meistens etwas mit der WLAN Karte nicht oder die anderen Meshknoten empfangen das lokale Ger t nicht Besser und ressourcenschonender kann der Status des Olsrd durch das OLSR Plugin Httpinfo in einem Webbrowser beobachtet werden Dazu wird mit einem Editor die Konfigurationsdatei um die notwendigen Eintragun gen f r die Nutzung des Plugins erweitert Informationen zur Einrichtung von Httpinfo finden sich in Abschnitt 3 4 2 Einmal eingerichtet kann Olsrd auf der Kommandozeile aus dem Verzeich nis gestartet werden in dem der Daemon installiert wurde Die zu verwen dende Konfigurationsdatei muss ber die Option f angegeben werden olsrd exe f Default olsr Da der OLSR Daemon sich vollst ndig ber die Konfigurationsdatei anpas sen l sst ist die Angabe weiterer Startoptionen nicht notwendig Ledig lich wenn etwas nicht funktioniert wie gew nsc
21. wallregeln F r den zweiten Weg um also IP Adressen aus dem Mesh auf der LAN Seite zu verwenden richtet man ein kleines Subnetz am LAN Port 158 6 6 OpenWRT ein das im gro en Bereich des Mesh liegt Angenommen die Netzwerk adresse des Mesh ist 10 0 0 0 8 Ein kleines Subnetz in diesem Bereich ist z B 10 1 3 100 30 dieses Subnetz wird per OLSR HNA announciert Der Router bekommt die LAN IP 10 1 3 101 und darf per DHCP die Adressen 10 1 3 102 und 10 1 3 103 herausgeben 6 6 OpenWRT OpenWRT kann man als eine Meta Distribution f r Wireless Router be trachten ein vielseitiger Baukasten auf den fortgeschrittene Linux Bastler zur ckgreifen k nnen um eigene Firmware Images zu erzeugen Die Distribution verdankt ihren Namen dem WRTS4G Doch die OpenWRT Entwickler sind nicht recht gl cklich dar ber ausschlie lich mit Linksys Produkten assoziiert zu werden und verweisen zu Recht darauf dass ihr Projekt mittlerweile eine gro e Anzahl Modelle verschiedener Hersteller unterst tzt Sie m chten dass die Anwender OpenWRT als Abk rzung f r Open Wireless Router Technology verstehen Ausgangspunkt der Entwicklung von OpenWRT und anderen alternativen Firmware Images war die Ver ffentlichung der Quelltexte der originalen Linux Firmware von Linksys Linksys hatte es urspr nglich vers umt sei ne Kunden darauf aufmerksam zu machen dass die ersten WRT54G auf GNU Linux und freier Software basierten und die Quelltexte der Li
22. werden es gen gt einen leeren Block mit zwei geschweiften Klammern anzuh ngen In den Grundeinstellungen kann nur lokal auf die Ausgabe des Plugins zugegriffen werden Wer die Ausgaben von einem entfernten Computer abrufen will muss den Zugriff von dessen IP Adresse explizit erlauben Unter Linux LoadPlugin olsrd_dot_draw so 0 3 PlParam accept 192 168 100 1 und unter Windows LoadPlugin olsrd_dot_draw dil Ob das Plugin ordnungsgem arbeitet kann mit einem Connect per Telnet oder ber einen Webbrowser getestet werden telnet IP Adresse des Olsr Routers 2004 Telnet sollte nun lesbare Informationen in ASCII Text ausgeben In einem Webbrowser kann einfach die URL der Maschine mit dem DotDraw Plugin zusammen mit der Portnummer ge ffnet werden also beispielsweise http localhost 2004 Meist arbeitet das DotDraw Plugin auf einem kleinen Meshrouter von dem ein leistungsf higerer Rechner ber Telnet die Daten abholt und daraus die Topologiegrafiken generiert Viele Freifunk Communities bieten kontinu ierlich aktualisierte Topologiegrafiken auf ihren Webseiten an Toplogievisualisierung Es gibt ein Perlscript das automatisch die Informationen von DotDraw ab holt und daraus zweidimensionale Topologiegraphen erzeugt Dazu m s sen die Programme Graphviz Perl und ImageMagick optional installiert t http meshcube org nylon utils olsr topology view pl 62 3 4 Wichtige Plugins f r Olsrd
23. wird empfangen von B und D Diese pr fen anhand der Urheberadresse und der Sequenznummer ob sie diese Nachricht schon einmal gesehen haben Wird die Nachricht zum ersten Mal empfangen wiederholen sie die Ausstrahlung nachdem sie die TTL reduziert haben N o B und D sehen die Nachricht zum ersten Mal und wiederholen sie A sieht dass B und D seine eigene Nachricht wiederholen In diesem Beispiel ist die Bidirektionalit tspr fung zwischen A B und D bereits erfolgreich abge schlossen Daher wiederholen B und D die Originatornachricht von A ohne das Unidirectional Flag Nun sieht auch C die von B wiederholte Nachricht Die Funkverbindung von B zu D funktioniert schlechter als von D zu B sie ist gelegentlich unidirektional In unserem Beispiel geht das Paket auf dem Weg von B zu D verloren Die Wiederholung durch D wird auch von E und B gesehen Anhand der Se quenznummer erkennt B dass die von D wiederholte Nachricht bereits be kannt ist und ignoriert sie Die bertragung von D zu G gelingt manchmal in diesem Augenblick ist sie jedoch nicht erfolgreich Nun wiederholen C und E die Nachricht Die Verbindung von E zu F ist un zuverl ssig diesmal geht die Originatornachricht auf dem Weg von E zu F verloren D sieht die Wiederholung der Nachricht von E die bereits bekannt ist und somit ignoriert wird Auch B und D ignorieren die Wiederholung von C Sporadisch kommen Nachrichten von D bei F an in der Beispielsituati
24. zurouten 0 7 Falls nicht angegeben wird der Wert bei Ger ten mit Stromsparmechanismen ACPI APM dynamisch dem Ladezu stand Stromsparmodus angepasst wenn diese Informationen verf g bar sind IpcConnect Diese Option erlaubt es einem Olsr Frontend wie Olsr Switch auf den Daemon zuzugreifen MaxConnections gibt die Anzahl der erlaubten Verbindungen an UseHysteresis Soll die Hysteresefunktion verwendet werden yes oder no Die Ant wort hei t Nein Hysterese ist nicht kompatibel zu LQ ETX Vorsicht Hysterese wird grunds tzlich verwendet wenn dieser Eintrag aus kommentiert ist LinkQualityLevel Link Quality Extension LQ ETX wird bei einem Wert von O nicht ver wendet bei 1 verwendet um Multipoint Relais zu bestimmen beim 53 3 Optimized Link State Routing Wert 2 bestimmt sie Multipoint Relais und Routen Ist diese Einstel lung nicht gesetzt wird LQ ETX nicht verwendet Das ist keine gute Idee Hier muss 2 stehen LinkQualityWinSize Link Qualit t Fenstergr e zur Berechnung von ETX Anzahl der Hello Pakete f r die ETX LQ Statistik Nicht zu klein w hlen solan ge nicht hohe Mobilit t der Netzwerkknoten ber cksichtigt werden muss Je gr er die Fenstergr e desto ruhiger und stabiler aber auch tr ger reagiert das Netz auf Ver nderungen Pollrate Die Pollrate in Sekunden gibt an wie oft Olsrd den Empfangspuffer des Betriebssystems nach eingetroffenen OLSR Nachrichten abfragt Ein h ufig
25. 18 12 und 6 Megabit 802 11g ist ab w rtskompatibel zu 802 11b solange der Kompatibilit tsmodus nicht ab geschaltet ist T 5 WLAN Technik Die h heren Geschwindigkeiten von 802 11g erfordern ein besseres Signal Rauschverh ltnis gegen ber 802 11b Eine h here Datenrate hat deshalb eine geringere Reichweite zur Folge und umgekehrt Auf Funkstrecken die die normale WLAN Reichweite berschreiten ist 802 11g nur dann schnel ler als 802 11b wenn das Signal Rauschverh ltnis f r die schnelleren Da tenraten von 802 11g ausreichend ist Tats chlich arbeiten viele WLAN Karten bei gleichem Signal Rauschabstand im b Modus noch mit 11 Me gabit w hrend im g Modus die Datenrate bereits auf 6 Megabit reduziert wird 802 11b geh rt daher bei Langstreckenverbindungen im 2 4 GHz Band noch nicht zum alten Eisen Doch die Frage welchen Standard neue Hard ware f r das 2 4 GHz Band unterst tzen soll stellt sich heute kaum noch da Ger te nach 802 11b aus dem Handel praktisch verschwunden sind Einige Hersteller bewerben f r ihre Produkte Bruttodatenraten die nicht konform zum Standard sind wie etwa Super G 802 11b oder Turbo Mode mit 108 Megabit Diese Verfahren sind propriet r funktionieren nur auf sehr kurze Entfernungen und nur mit Karten desselben Chip Herstellers F r den praktischen Betrieb in einem Mesh sind sie deshalb kaum von Be deutung 5 1 2 IEEE 802 11a 802 1la unterscheidet sich von 802 11b und 802 11g vor a
26. 191 Pegel 170 Pfostenstecker 164 Pico Peering Agreement 191 Pigtail 94 Plugins Olsrd 61 PoE 116 122 Point to Multipoint Topologie siehe One to Many Topologie Polarisation 175 176 lineare 175 Verluste durch 175 zirkulare 175 Port Forwarding 157 Power over Ethernet siehe PoE PPPoE nachr sten 153 Prism Chips tze 104 105 Prism Utils 104 Prism54 Chips tze 106 siehe Ad 198 Index Cell ID setzen 106 Proaktive Protokolle siehe Rou tingprotokolle PuTTY 136 156 Pyramid Linux 97 Q QOS Protokoll ETX 141 R Radar 90 Radio Mobile 188 Ralink Chips tze 110 111 Reaktive Protokolle siehe Rou tingprotokolle Realtek Chips tze 111 Reflektion 177 Request to Send RTS CTS Reverse HF Verbinder 97 RFC 3626 36 Richtantenne 180 RJ45 150 Round Trip Wahrscheinlichkeit 40 Router Firmware landestypische 89 Router Geh use 99 empfohlene 100 Entl ftung 100 Kondenswasser 100 Routermodelle Freifunk kompatible 126 Routerplatinen 96 Routing Loops siehe Kreisrou ten Routingalgorithmen proaktiv 71 reaktiv 71 Routingprotokoll hybride 30 Routingprotokolle akademische Diskussion 31 Anforderungen 27 energieorientierte 30 geografische 30 Geografische siehe Multicast Protokolle 30 hierarchische 30 Kategorien 28 multicast 30 proaktive 29 reaktive 29 Skalierbarkeit als Kriterium 31 tats chlich verwendete 32 rrdtool 151 rt2400 110 rt2500 110 rt2570 110 rt2600 110 rt2800 110 rt2x00 Treiberprojekt
27. 6 7 beschrieben Die Option Neustart mit den Grundeinstellungen des Bootladers l scht den Inhalt des NVRAM und stellt die Fabrikeinstellungen wieder her Danach 152 6 4 Gateway Konfiguration sind s mtliche vorgenommenen Einstellungen gel scht Diese Option funk tioniert nur mit den Routern Linksys WRT54G GL WRT54GS und Siemens SE505 Der SE505 speichert die MAC Adressen von WLAN Karte und Switch inden NVRAM Variablen etOmacaddr und ilOmacaddr Diese m ssen also vor dem L schen des NVRAM manuell gesichert und danach wiederherge stellt werden 6 4 Gateway Konfiguration 6 4 1 Internet Gateway ber DSL Das h ufigste Szenario f r einen Internet Gateway in einem Community Mesh ist der Anschluss eines Routers an ein externes DSL Modem Dieses wird mit einem gew hnlichen Ethernet Patchkabel an den Internet Port angeschlossen Die meisten ISPs verwenden f r DSL das Protokoll PPPoE Die Treiber module und Programme f r PPPoE sind nicht im Installations Image der Freifunk Firmware enthalten um im Flash Speicher Platz zu sparen Die ben tigte Funktionalit t kann ber das Paketmanagementsystem nachin stalliert werden Nach der Installation des PPPoE Pakets taucht in der Rubrik WAN im Aus wahlmen WAN Protokoll zus tzlich die Option PPPoE auf Wird sie aus gew hlt erscheinen nach der Installation neue Eingabefenster f r die Zu gangsdaten des Providers und das Kennwort Unter der Rubrik OLSR muss nun noch die
28. 802 11a nicht legal in einem Mesh f r Multipoint zu Multipoint Verbindungen eingesetzt werden Es lassen sich aber perfor 5 1 Die WiFi Standards 802 11 von a bis Draft n mante Punkt zu Punkt Verbindungen aufbauen ber die ein Mesh Traffic routen kann Die zur Verf gung stehenden Bruttodatenraten sind die glei chen wie bei 802 11g 802 11a ist bislang viel weniger verbreitet als 802 11b und 802 11g Bei Elektronikdiscountern findet man Ger te f r 802 11a eher selten im Angebot F r lange Funkstrecken ist 802 11la interessant da im Outdoor Bereich eine Sendeleistung bis zu I Watt erlaubt ist und St run gen von anderen Funknetzen wegen der geringen Verbreitung seltener auf treten Die bertragungsbandbreite betr gt bei 802 1la 20 MHz die ver wendeten Kan le berlappen sich nicht Die Tabellen 5 2 und 5 3 zeigen die Kan le im 5 GHz Bereich nach Zulas sungen im Geb ude oder im Freien getrennt Kanal Frequenz verwendet in Tabelle 5 2 36 5 180GHz EU USA Japan ran Bereich nur in 40 5 200 GHz EU USA Japan Geb uden 44 5 220 GHz EU USA Japan 48 5 240 GHz EU USA Japan 52 5 260 GHz EU USA 56 5 280 GHz EU USA 36 5 180 GHz EU USA 40 5 200 GHz EU USA 44 5 220 GHz EU USA 48 5 240 GHz EU USA 52 5 260 GHz EU USA 56 5 280 GHz EU USA 60 5 300 GHz EU USA 64 5 320 GHz EU USA Kanal Frequenz verwendet in Tabelle 5 3 Kan le im 5 GHz Bereich auch im Freien 100 5 500 GHz EU 104 5 520 GHz E
29. A N ist sehr klein die typische Gr e ist 10 Byte Einschlie lich des Overheads der beim Versen den eines IP Pakets immer mit anf llt betr gt die gesamte effektiv bertra gene Datenmenge blicherweise 52 Byte Im IP Header eines UDP Pakets ist immer auch die Adresse des Netzwerkknotens enthalten welcher das Paket gerade sendet Diese Information ist f r den Protokollablauf wichtig B A T M A N Router wiederholen die Originatornachrichten von anderen Nodes unter der Beachtung bestimmter Regeln das Netz wird mit Origina tornachrichten geflutet Auf ihrer Reise durch das Mesh gehen die Origina tornachrichten dann verloren oder verbreiten sich nur langsam wenn sie auf ung nstige Bedingungen sto en schlechte Funkverbindungen ber lastete Router viele Interferenzen durch ausgelastete Funkverbindungen Auf guten wenig belasteten Funkstrecken kommen sie schnell und mit we niger Verlusten voran Empf ngt ein B A T M A N Router ein weitergereichtes Originatorpaket von einem entfernten Knoten sieht er von welchem direkten Nachbarn er die 73 4 B A T M A N Better Approach To Mobile Ad Hoc Networking Originatornachricht bekommt Damit erf hrt er zum einen von der Exis tenz des anderen Knotens und sieht dabei au erdem hinter welchem Nach barn sich die Route befindet Da die Originatornachricht einen Weg gefun den hat existiert auch eine Route Gibt es mehrere Routen zu dem ent fernten Knoten kommen die Ori
30. Bei einer Netzwerkgr e von 500 Knoten k nnen Nodes die TC Messages alle zwei bis drei Sekunden auf die Reise schicken Auch der Rechenaufwand zur Neuberechnung des Netzwerkgraphen steigt mit der Anzahl der Knoten potenziert an Bei 500 Knoten nimmt ein einma liges Durchrechnen der Topologiedatenbank bei der geringen Rechenleis tung eines SoHO Routers bereits Sekunden in Anspruch Das Durchrech nen des Graphen beim Eintreffen jeder neuen TC Message ist auf einem kleinen Computer dann nicht mehr m glich Im Freifunk Olsrd kann ein festes Intervall eingegeben werden das an gibt wie oft die Gesamttopologie durchgerechnet wird Das ist leider kei ne saubere Verfahrensweise da damit wieder Probleme wie Routingloops auftreten k nnen An dieser Stelle kann nur noch ein ver ndertes Dijkstra Verfahren helfen welches auch die Netzwerktopologie nur noch bis zu ei ner bestimmten Anzahl Hops aus lokaler Sicht durchrechnet Dieses Verfah ren ist allerdings im Moment noch nicht implementiert und wartet darauf programmiert zu werden 3 3 Praxis mit Olsrd Olsrd ist selbstverst ndlich in der Freifunk Firmware enthalten F r Open Wrt Windows und Mac OS X gibt es Installationspakete Doch die meisten Funktionen bietet die Linux Variante von Olsrd Der Funktionsumfang des Olsrd kann ber Bibliotheken die zur Laufzeit in das Programm geladen werden Plugins erweitert werden Da Olsrd berwiegend unter Linux ent wickelt und eingesetzt wird
31. DHCP herausgegebenen IP Adresse in Se kunden stellt man unter DHCP Lease Dauer ein Bleibt das Feld leer wird ein Wert von 43200 Sekunden 12 Stunden verwendet Mit dieser Einstel lung d rften kaum Probleme auftreten Ausnahmen k nnten Situationen sein in denen immer wieder neue Rechner nach einer Adresse fragen In diesem Fall w re eine k rzere G ltigkeitsdauer von Vorteil 149 6 Mesh Betrieb auf SOHO Routern 6 3 8 WAN In diesem Men bereich wird die Konfiguration des WAN Port oder Inter net Port vorgenommen der blicherweise den Uplink zum Internet oder einem gr eren LAN Segment herstellt Die beiden h ufigsten Einsatzsze narien sind der Anschluss an ein DSL Modem oder an einen Hub oder Switch der ber DHCP Adressen herausgibt F r die Einwahl ins Internet ber ein externes DSL Modem muss zus tzli che Software ber das Paketmanagement installiert werden dieser Fall wird direkt im Anschluss an diesen Abschnitt behandelt Das Pull Down Men WAN Protokoll legt die Methode fest mit der der Router die IP Konfiguration f r den WAN Port erh lt beim Anschluss an ein LAN Segment mit eingerichtetem DHCP Server also DHCP Server abfra gen Die Eingabefelder WAN IP WAN Netzmaske und WAN Default Route verlangen im Falle einer manuellen WAN Konfiguration ohne DHCP die entsprechenden Daten analog zu Abschnitt 6 3 7 Die Bezeichnung des Eingabefelds RJ45 Anschl sse ist etwas verwirrend RJ45 ist schlie ich nu
32. DNS Clients die keine Mesh Clients sind direkt zur Verf gung stellen Wenn das Plugin seine gewonnenen DNS Eintr ge in var run hosts_olsr schreibt kann in dnsmasq conf der Konfigurationsdatei von dnsmagq diese Zeile hinzu gef gt werden addn hosts var run hosts_olsr So kann dnsmasgq die DNS Eintr ge aus dem Nameservice Plugin verwenden muss dazu aber neu gestartet werden Einrichtung des Nameservice Plugins unter Linux LoadPlugin olsrd nameservice so 0 2 Der Name dieses OLSR Knotens der dem Mesh mitgeteilt wird PlParam name Name dieser Maschine Lokale Knoten die ber HNA announciert werden PlParam 10 134 133 56 Sonne PlParam 10 134 133 57 Mond DNS Eintr ge werden zu dieser Datei hinzugef gt PlParam hosts file etc hosts Zus tzliche Datei f r DNS Eintr ge statt etc hosts verwenden Dadurch wird verhindert dass die originale Hosts Datei berschrieben wird und bereits selbst angelegte Eintr ge verlorengehen PlParam add hosts Datei mit Pfadangabe amp In diese Datei werden die drei n chstgelegenen DNS Server eingetragen welche den besten ETX Wert haben PlParam resolv file etc resolv conf Jedem DNS Eintrag von OLSR kann ein Suffix angeh ngt werden In der Grundeinstellung wird das nicht gemacht PlParam suffix olsr ber diesen Eintrag wird ein echter DNS Server annonciert Wird der Eintrag leer gelassen wird die IP Adresse diese
33. Download bieten Mehrere Ger te mit exakt der gleichen Bootloaderdatei mit gleicher MAC Adresse zu beschrieben ist keine gute Idee obwohl das m glich ist Eine MAC Adresse sollte immer ein Unikat sein Wenn doppelte MAC Adressen in einem Netzwerk vorkommen wird das sehr wahrscheinlich zu Netz werkproblemen mit dem ARP Protokoll f hren Folgender Befehl flasht den Bootloader wrt54g flash cfe Anschlie end kann noch der Kernel gel scht werden um an den TFTP Server heranzukommen wrtS4g erase kernel Nach dem Neustart bootet der Router in den TFTP Server Nun sollte zuerst die Originalfirmware von Linksys installiert werden siehe Abschnitt 6 2 1 H Einen UCFE Onlinegenerator f r den WRT gibt es unter der Adresse http lonewolf hacker nin com wrt cfe cfe php Die deutschsprachige Website http www wlan skynet de bietet mit dem Skynet Repair kit f r den WRT eine Sammlung von Softwaretools f r Windows User Mit dabei ist ein TFTP Programm ein Bootloader Generator und das TAG Programm wrt54g 168 Elektromagnetische Wellen und Antennen Die meisten Hersteller geben f r ihre SOHO Ger te eine Reichweite von we nigen hundert Metern im Freien oder weniger als 100 Meter innerhalb von Geb uden an Mit etwas Basiswissen ber die Physik der elektromagneti schen Wellen und zus tzlichen Antennen l sst sich die Reichweite jedoch auf mehrere Kilometer steigern ohne dass die bertragungsgeschwindig keit dabei
34. Entwicklung L nder wie Estland wirken dem mit gro er Weitsicht entge gen und nehmen eine Vorreiterrolle ein indem der kostenlose Zugang zum Internet als Grundrecht in der Verfassung verankert ist Doch das erkl rte Ziel der Freifunker wie sich viele Aktivisten der Com munity Netzwerke selbst bezeichnen ist nicht unbedingt nur das draht lose Verteilen und Teilen von Internetzugangspunkten Lokale Inhalte und lokale Dienste sollen an Bedeutung gewinnen Bei vielen kommunalen Verwaltungen rennen die freien Netzwerker inzwi schen offene T ren ein Kirchen gestatten den B rgernetzen Installatio nen auf Kircht rmen und lehnen andererseits die Montage von Basissta tionen von Mobiltelefonanbietern ab Mit dazu beigetragen haben Vorbil der wie der B rgermeister von San Francisco der in Zusammenarbeit mit Google seine Stadt mit kostenlosem drahtlosen Internetzugang per Mesh Technologie ausstatten l sst Eine dazu passende Notiz am Rande ist dass Google die Firma Meraki Networks aufgekauft hat die in ihren Wireless Routern das OLSR Protokoll f r Meshnetzwerke einsetzt welches durch die Berliner Freifunker weiterentwickelt wurde Freies Funken und rechtliche Grenzen Dabei war die Entwicklung von Community Netzen ein Weg mit Hindernis sen Eine wichtige Voraussetzung war dass der 2 4 GHz Frequenzbereich f r die lizenzfreie Nutzung durch Privatpersonen zum Aufbau schneller drahtloser Datennetze verf gbar wurde Bis dahin konnten
35. Ethernetports des WRT In diesem Fall ist der Bootloader noch intakt fin det aber kein System vor das er booten k nnte und man kommt nicht mehr an den TFTP Server oder das Webinterface heran um eine funktio nierende Firmware zu installieren Au er der fehlgeschiagenen Firmware Installation bei abgeschaltetem boot_wait k nnen auch falsche Einstel lungen im NVRAM einen Start verhindern z B wenn der Router durch ge nderte NVRAM Einstellungen bertaktet wurde 163 6 Mesh Betrieb auf SOHO Routern Leuchten zus tzlich zur schnell blinkenden Power LED s mtliche Kontroll LEDs an den Ethernetbuchsen ohne Unterbrechung ist auch der Bootloa der defekt oder gel scht In jedem dieser drei F lle l sst sich der vor sich hin blinkende Router nicht mehr von au en ansprechen In einer WLAN Community ist es deshalb sch n mindestens eine Person zu haben die in der Lage ist mittels L tkolben zerflashte Router wieder zubeleben Im Internet und in gewissen Computerzeitschriften kursieren Anleitungen wie man durch Kurzschlie en der Anschlussbeinchen eines Flashchips den Router WRT54G GL wieder zum Laufen bringen soll Von dem Einsatz derartiger Holzhammermethoden sollte man absehen Das Ri siko die bislang unbesch digte Hardware beim Kurzschlie en endg ltig in Elektronikschrott zu verwandeln ist gro Bei einem besch digten Boot loader ist dieser Trick ohnehin aussichtslos Mit ein klein wenig L tarbeit kann man a
36. Firma Broadcom Auch in einer Gro stadt auf einem sehr hoch gelegenen Standort mit vielen Nachbarstationen l uft die WLAN Hardware von Broadcom im Ad Hoc Modus stabil wenn die IBSSID festgelegt wurde siehe Abschnitt 5 4 2 auf Seite 115 blicherweise verf gen die Ger te ber eine MIPS CPU mit 200 MHz einen Flashspeicher von 4 MByte und 16 MByte RAM Das sind dann auch die empfohlenen Systemanforderungen f r die Freifunk Firmware Ein paar Ger te sind etwas ppiger mit Flashspeicher und oder RAM und einer et was schnelleren CPU ausgestattet Manche Router haben auch nur 2 MByte Flash und 8 MByte RAM Das ist eindeutig zu knapp bemessen und reicht h chstens f r ein sehr minimalistisches System Gemeinsam ist allen Ger ten dass die WLAN Interfaces sehr gut funktio nieren und auch eine ordentliche Reichweite haben Die Modelle auf die jetzt n her eingegangen wird sind aktuell im Handel erh ltlich und haben mindestens 4 MByte Flash und 16 MByte RAM ber ein Paketmanagementsystem iPKG siehe Abschnitt 6 6 k nnen in den Routern mit der Freifunk Firmware komfortabel zus tzliche Program me installiert werden Da sie auf der gleichen Hardwareplattform aufset zen ist das Angebot an Softwarepaketen f r alle Modelle gleich Nach der Installation der Freifunk Firmware verbleiben noch knapp 2 MByte freier Speicherplatz bei Ger ten mit 4 MByte Flash die f r die Installation weite rer Programme oder eigener Erweiterungen genut
37. Gatewaynutzern besser und fairer zu regeln Viele Haushalte haben eine DSL Flatrate die sie zum gro en Teil gar nicht auslasten k nnen Sie sind gerne bereit die zur Verf gung stehende Bandbreite mit einem Community Netzwerk zu teilen wollen dabei aber nicht selbst benachteiligt werden F r diesen Fall gibt es das Softwarepaket freifunk gateway de das vie le n tzliche Funktionen bereitstellt Insgesamt zehn zus tzliche Software pakete m ssen mitinstalliert werden um s mtliche Abh ngigkeiten zu er f llen weshalb die Installation am besten ber die Rubrik Software2 im Verwaltungsmen von der Hand geht Die Paketabh ngigkeiten werden so automatisch erf llt Die Software erweitert das Verwaltungsmen um die Rubrik Gateway in der zus tzliche Eingabe und Auswahlfelder stehen Hinter ext Interface verbirgt sich wenig berraschend der WAN Port ber den der Router mit dem Internet verbunden ist blicherweise vlani In URL Whitelist wird der Pfad oder die URL zu einer einfachen Textdatei eingetragen die alle IP Adressen auflistet die den Internetzugang ber die ses Gateway benutzen d rfen F r alle anderen IP Adressen ist das Gateway gesperrt Die Datei muss das Format einer einfachen Liste haben eine IP Adresse pro Zeile Ist das Feld leer darf jede IP Adresse auf das Internet zugreifen In das Eingabefeld MAC Blacklist k nnen die MAC Adressen von WLAN Karten direkter Nachbarn eingetragen werden denen der Zu
38. Hoc Modus kein Datentransfer zwischen beiden mobilen Netzwerkkno tenpunkten m glich solange kein weiterer Netzwerkknoten als Vermittler zwischen den beiden Ger ten agiert Im Infrastrukturmodus bernimmt der Accesspoint von seinem exponierten Standort aus diese Mittlerrolle und vergr ert die Reichweite und Qualit t der Abdeckung Die Tatsache dass ein Accesspoint stets als Funkbr cke arbeitet und des halb potentiell zur Reichweitenvergr erung beitr gt ist aber kein ent scheidender Grund gegen den Einsatz des Ad Hoc Modus Auch ein Netz werkknoten im Ad Hoc Modus kann an einem exponierten Standort als Re laisstation betrieben werden Das Weiterleiten von Daten f r andere Netz werkknoten ist zwar keine Standardfunktion des Ad Hoc Modus laut Proto koll IEEE 802 11 a b g diese fehlende Funktion aber kann durch den Fin satz einer Routingsoftware hinzugef gt werden Dann wird jeder Netzwerk knoten zum Router Ein solcher Meshrouter verh lt sich dabei weitaus intelligenter als ein her k mmlicher Accesspoint Dieser wiederholt einfach blind jedes drahtlos 21 zwischen den Clients bertragene Datenpaket welches nicht per Kabel ins Internet oder lokale LAN weitergeleitet wird Mit einem Routingprotokoll ausgestattet kann jeder einzelne Netzwerkknoten entscheiden ob das ziel gerichtete Weiterreichen von Daten gerade erforderlich ist Damit steigt die Qualit t der Abdeckung da jedes Ger t im Netzwerk bei Bedarf als R
39. Innenleiter und einer Abschirmung zwischen denen sich eine Isolationsschicht befindet das Dielektrikum Die Wellen bertragung findet nicht im Metall des Innenleiters statt sondern im Dielektrikum zwischen den Oberfl chen des Innen und Au enleiters Wichtige Vergleichswerte f r WLAN Kabel sind die Impedanz oder der Wel lenwiderstand des Kabels in Ohm f r WLAN immer 50 Ohm und die Ver luste in Dezibel siehe auch Abschnitt 7 1 ab Seite 170 die in der Leitung f r die angegebenen Frequenzen entstehen Da die Frequenzen von WLAN sehr hoch sind sind auch die Anspr che an die Leitungen hoch Die Ver luste entstehen vor allem im Dielektrikum und steigen mit der Frequenz Als Materialien f r das Dielektrikum werden vor allem Polyethylen und Luft eingesetzt Luft ist ein verlustarmes Dielektrikum Polyethylen hat dagegen wesentlich schlechtere Eigenschaften Koaxialkabel lterer Bauart haben ein massives Dielektrikum aus Polyethy len und weisen relativ gro e Verluste auf Diese Kabel sind preiswert und mechanisch ziemlich robust Ebenso wie bei Stromleitungen haben d nne re Koaxkabel wesentlich h here Verluste als dicke 98 5 2 Ger te f r den Aufbau eines Meshnetzwerks Moderne Koaxialkabel ersetzen das massive Dielektrikum durch eines mit m glichst hohem Anteil von Luft anstatt massivem Kunststoff werden bei spielsweise Kunststoffsch ume oder Luftzellen eingesetzt die durch Kunst stoffstege abgetrennt sind Diese m
40. POSTROUTING o tun0 j SNAT to 105 130 30 16 Auf dem B A T M A N Gateway muss ebenfalls zum Internet hin NAT ein gerichtet werden wie im Abschnitt 3 5 2 ab Seite 69 beschrieben 4 2 6 Webinterface f r B A T M A N F r die Freifunk Firmware gibt es ein Webinterface von Ludger Schmudde mit dem der batmand mittels Webbrowser komfortabel konfiguriert und seine Funktion beobachtet werden kann Die Installation wird im Abschnitt 6 5 1 ab Seite 156 beschrieben se WLAN Technik Dieses Kapitel widmet sich der f r Mesh Netze ben tigten Technik Wer begierig darauf sind einen Mesh Router sofort auszuprobieren und einzu richten kann es vorerst berspringen und sp ter lesen gesetzt den Fall man entscheidet sich f r eines der im Kapitel 6 ab Seite 125 vorgestellten SoHO Router Modelle Lesen sollten man dieses Kapitel aber auf jeden Fall denn hier steht vieles was f r einen langfristigen Betrieb eines Mesh Routers n tig ist von den WiFi Spezifikationen ber die Eigenheiten spezieller Chips tze bis hin zu zahlreichen praktischen Tipps f r die Praxis etwa zur Verkabelung Strom versorgung oder dem Langfrist Betrieb von Routern im Freien Das Kapitel ist auch f r all jene wichtig die einen PC oder Laptop als Mesh Router be treiben wollen l Die Abk rzung steht f r Small or Home Office 87 5 WLAN Technik Tabelle 5 1 Kan le im 2 4 GH2 Bereich 5 1 Die WiFi Standards 802 11 von a bis Draft n Etablie
41. Routen entwi ckelt wurde fftrace zeigt ETX Werte an und kommt besser als mtr oder traceroute mit dem h ufigen Umschalten von Routen zurecht 3 4 Wichtige Plugins f r Olsrd Die Funktionalit t von Olsrd l sst sich durch Plugins erweitern Das dy namische Gateway Plugin wurde im vorherigen Abschnitt bereits erw hnt Mehrere LoadPlugin Bl cke lassen sich in der Konfigurationsdatei etc olsrd conf nacheinander einf gen Sind die Plugins nicht in einem Ver zeichnis installiert in dem der Olsrd beim Start nach installierten Plugins sucht muss ein absoluter Dateipfad angegeben werden Unter Windows sucht Olsrd in dem Verzeichnis aus dem der Daemon ge startet wurde nach den Plugins Alternativ k nnen diese Dateien sie ha ben die Endung d11 in den Systemordner c Windows system32 kopiert werden Kann ein Plugin nicht geladen werden gibt der Daemon eine Warnmeldung aus wenn er mit einem Debuglevel gr er oder gleich 1 aufgerufen wurde 3 http downloads open mesh net fftrace 61 3 Optimized Link State Routing 3 4 1 DotDraw Dieses Plugin gibt ber TCP Port 2004 Topologieinformationen aus Mit diesen Daten lassen sich zwei und dreidimensionale Topologiegrafiken er zeugen Die ausgegebenen Daten sind zu den Visualisierungsprogrammen Graphviz und olsrs3d kompatibel Zum Einrichten des Plugins muss die Datei etc olsrd conf geringf gig erweitert werden Das Plugin kann ohne zus tzliche Parameter gestartet
42. Schalter aktiviert das Nameservice Plugin von Olsrd Damit kann dieser Rechner dem Mesh mitteilen wie er hei t So k nnen OLSR Knoten nicht nur durch ihre IP Adresse sondern auch durch ihre Namen angespro chen werden Ein sehr empfehlenswertes Plugin Httpinfo Dieses Plugin erzeugt eine HTML Seite mit den Statusinformationen des Olsrd Diese k nnen ffentlich ber die Statusseite dieses Routers eingese 142 6 3 Konfiguration per Webinterface hen werden Dieses Plugin sollte au er in Ausnahmef llen immer laufen denn es erleichtert den Anwendern die berpr fung der Funkstrecken und des Netzwerkzustands ungemein Mcast Forward Dieses Plugin erm glicht den Transport von Multicast Paketen ber Olsrd und soll f r den Transport von Multimediadaten Audiostreams Video streams eingesetzt werden Bislang experimentell OLSR Traffic Shaping Erlaubt den bevorzugten Transport von OLSR Protokollnachrichten vor an deren Datenpaketen Verbessert die Stabilit t des Routingprotokolls Sollte eingeschaltet sein Fischaugen Routing Reduziert den Netzwerk Overhead und die Rechenlast von Olsrd siehe Ka pitel 3 2 5 auf Seite 42 Erh ht die Skalierbarkeit und die Stabilit t des Rou ting Vermeidet weitestgehend Routing Loops Sollte immer eingeschaltet bleiben Dijkstra Optimierung Reduziert die Rechenlast indem die Topologiedatenbank seltener durchge rechnet wird kann f r Netzwerke mit weniger als 150 200 Kn
43. Services Standortbezogene Dienste eingesetzt werden David B Johnson Routing in Ad Hoc Networks of Mobile Hosts Proceedings of the Workshop on Mobile Computing Systems and Applications pp 158 163 IEEE Compu ter Society Santa Cruz CA December 1994 http moment cs ucsb edu A0ODV aodv html http moment cs ucsb edu dymo http pdos csail mit edu roofnet doku php id design amp s srer routing protocol http www ir bbn com documents techmemos TM1301 pdf http tools ietf org id draft ietf manet zone zrp 04 txt http dart cs ucr edu 30 2 2 Routingprotokolte f r drahtlose Netzwerke 2 2 2 Praktische Relevanz der Routingprotokolle Auf dem Gebiet der Routingprotokolle f r drahtlose Netzwerke wird in ternational viel geforscht Es existieren viele theoretische Protokollentw r fe Doch die meisten Arbeiten dienen in der akademischen Forschung le diglich als Diskussionsgrundlage und werden nie in der Praxis eingesetzt oder getestet da nur wenige Forschungseinrichtungen die M glichkeiten f r umfangreiche praktische Erprobung haben Wenn Programmcode f r eines der Protokolle existiert handelt es sich oft nur um Implementierun gen f r Netzwerksimulatoren was h ufig kritisiert wird Es ist n mlich sehr schwer die komplexe Situation eines realen drahtlosen Netzwerks durch Simulation effektiv nachzubilden Jedes von einem Router ausgesandte Datenpaket hat Auswirkungen auf andere Daten bertragun gen die ger
44. Strom hin und zur ckflie en muss In einem Kabel von 10 Meter L nge muss der Strom also eine Strecke von 20 Meter zur cklegen Der maximale Leiterwiderstand kann mit einer einfachen Formel aus dem Ohmschen Gesetz berechnet werden wenn der zul ssige Spannungsabfall und der maximal flie ende Strom bekannt sind Der zul ssige Spannungs abfall betr gt in diesem Rechenbeispiel mit dem WRTS4GL 5 Volt 12 Volt Netzteil minus 7 Volt untere Spannungsgrenze Aus dem Ohmschen Gesetz R UIN ergibt sich danach 5 V70 53 A 9 43 Nun kann man leicht ausrechnen wie lang das Kabel sein darf 9 43 2 0 0445 2 m 212 m Das Kabel darf also unter Ber cksichtigung von Hin und R ckweg erstaun liche 106 Meter lang sein Anlaufstrom ber cksichtigen Bei extremen Leitungsl ngen mit entsprechend hohem Leitungswiderstand darf nicht vergessen werden dass zum Start des Routers ein erh hter An laufstrom und eine bestimmte Mindestspannung bereitstehen m ssen da mit der Router berhaupt startet Die Schwierigkeit bei der Dimensionierung besteht darin dass sich der Spannungsabfall in der Leitung und die Stromaufnahme bei einem getak teten Spannungsregler wechselseitig bedingen Bei niedrigerer Eingangs spannung steigt die Stromaufnahme des Routers an was zu erh htem Strom fluss f hrt Dieser bedingt einen erh hten Spannungsabfall in der Zulei tung Es bildet sich ein Teufelskreislauf heraus Erh hter Stromfluss f hrt zu erh hte
45. WRT54Gl mit einem klei nen und sparsamen getakteten Schaltnetzteil geliefert Beide Netzteilvari 128 6 1 Freifunk kompatible Router anten sind mit einer Abgabeleistung von 12 Watt f r den Betrieb des klei nen Routers reichlich berdimensioniert Der Accesspoint verbraucht bei 12 Volt Eingangsspannung typischerweise nur etwa 0 3 Ampere Strom Auf der Webseite von OpenWRT finden sich auch zahlreiche Vorschl ge wie der Router modifiziert werden kann Engagierte Bastler l ten sogar einen SD Card Slot ein und bertakten das kleine Ger t wie das bei den PCs von Gamern blich ist Unter http 212 222 128 68 sven ola ipkg _gtgl findet man das zu diesem Routermodell und alten Versionen des WRT54G passende Firm ware Image 6 1 2 Buffalo WHR 6545 Der Buffalo WHR G54S ist zu einem Preis von etwa 40 Euro bedeutend preiswerter als der Linksys WRTS54GL dabei steht er ihm nicht unbedingt nach Prozessorleistung RAM Ausstattung und Flashspeicher sind gleich Wie der WRT54GL verf gt das Ger t ber einen eingebauten 4 Port Switch und einen sogenannten WAN Port f r den Uplink blicherweise ber ein DSL Modem oder Ethernet Etwas schwieriger als beim Linksys ist der Installationsprozess der Freifunk Firmware Versucht man es ber das Webinterface der Original Firmware lehnt der Router das Freifunk Image als ung ltig ab In diesem Fall kann man auf das Einspielen des Firmwareimages via TFTP ausweichen Ist die Freifunk
46. Weise nicht automatisch erf llt werden Viele Programme setzen voraus das andere Programme oder Programmbi bliotheken zus tzlich installiert sind Sie funktionieren nicht wie erwartet wenn die Abh ngigkeiten nicht aufgel st sind Der Vorteil dieses Men s ist dass der Router keinen Internetzugang zum Installieren von Softwarepaketen ben tigt da diese manuell aus dem Ar beitsplatzrechner hochgeladen werden ber die Schaltfl che freifunk reeommended k nnen vier zus tzliche emp fohlene Softwarekomponenten nachinstalliert werden DNS DHCP Server rrdtool f r grafische Darstellung von Routerstatistiken s OLSR Viz um OLSR Topologiegrafiken ber das Webinterface des Rou ters zu erzeugen 6 Mesh Betrieb auf SOHO Routern ein Kommandozeilentool namens horst Horsts OLSR Radio Scanning Tool ein beraus n tzliches WLAN Scanprogramm hnlich Netstumbler oder Kismet aber f r den Einsatz in Meshnetzwerken optimiert Diese Installation erfolgt automatisch und nicht ber lokal gespeicherte In stallationsdateien Die Installation von von freifunk recommended setzt also einen Router mit funktionierendem Internetzugang voraus 6 3 11 Software2 Dieses Men bietet die M glichkeit weitere Softwarepakete per Mausklick zu installieren Der Router l dt sich die ben tigten Installationsdateien aus dem Internet und erf llt selbst ndig eventuell bestehende Paketabh ngig keiten Bevor neue Softwarepakete install
47. da der Stromverbrauch in geringem Umfang schwankt Die angegebenen Zahlen sind die Maximalwerte F r einen stabilen Betrieb sollte zum niedrigsten Spannungsniveau nat rlich ein gewisser Sicherheitsabstand eingehalten werden Da das Ger t intern einen Flashspeicher enth lt kann es zu Fehlern im Dateisystem kommen wenn beim Schreiben die erforderliche Spannung zum korrekten Setzen der Speicherzellen im Flashchip nicht ausreicht Ist dieser Fall eingetreten muss m glicherweise der Router aufwendig mit JTAG siehe Abschnitt 6 7 2 Seite 163 repariert werden 7 Volt Betriebss pannung reichen jedoch problemlos aus T ftler speisen ihre WRT54 sogar ber zwei USB Anschl sse mit einem Y Kabel mit nur 5 Volt um die Ger te mobil mit einem Laptop einsetzen zu k nnen Auch bei dieser Spannung klappte bei einem Test das Schreiben im Flashspeicher noch doch das ist hart auf Kante gen ht So lange nicht im Flash geschrieben wird besteht keine Gefahr Allerdings sollte man das Ger t nicht ber einen einzelnen USB Anschluss betreiben dazu ist dessen Leistungsabgabe von maximal 2 5 Watt zu gering Interessant ist auch dass die Spannungsaufbereitung des Routers bei 9 Volt offensichtlich ihren besten Wirkungsgrad hat Bei dieser Spannung betrug die Leistungsaufnahme unter Volllast 3 6 Watt Ob in einem Router eine getaktete Spannungsaufbereitung verbaut ist wird ersichtlich wenn man das Ger t ffnet Bei einem Router mit einem ge takt
48. die berpr fung alle 5 Sekunden PlParam Ping Hier werden die IP Adressen von Rechnern im Internet angegeben die vom dynamischen Gateway Plugin auf ihre Erreichbarkeit gepr ft werden Hier sollte man mehrere Eintr ge vornehmen damit nicht wegen eines Ausfalls der Gegenstelle das Gateway seine Funktion un gewollt einstellt Wenn mehrere IPv4 Adressen angegeben werden werden diese in absteigender Reihenfolge per Ping getestet Ist der erste Test erfolgreich wird die zweite Adresse nicht gepr ft Interface An dieser Stelle beginnt die Interface Sektion Hier werden die Inter faces angegeben auf denen der OLSR Daemon aktiv wird Die Konfi gurationsparameter des Interfaces sind in einem Konfigurationsblock zusammengefasst der von geschweiften Klammern eingefasst wird Mehrere Interfaces k nnen einem Konfigurationsblock zugeordnet werden wenn die Konfigurationsparameter gleich sind Werden Op tionen ausgelassen verwendet OLSR die Default Einstellungen was in der Regel nicht sinnvoll ist 3 Optimized Link State Routing Zun chst werden die Interfaces angegeben die diesem Konfigurati onsblock zugeordnet werden Interface erh ath0 wlan ech2 Ip4Broadcast Die verwendete IPv4 Broadcast Adresse Ein sinnvolles Beispiel w re 255 255 255 255 diese schlie t alle m glichen Netzadressen ein Dann k nnen sich alle Nodes auch ber Subnetzgrenzen hinweg se hen Das hei t Verwendet ein Mesh die Netzwerka
49. die Einstellung des WLAN Modus aber grunds tzlich Ad Hoc Um eine reine Punkt zu Punkt Verbindung zwischen zwei Knotenpunkten ber eine Richtfunkstrecke herzustellen kann ein Router als Accesspoint und die Gegenstelle als Accesspoint Client arbeiten Das kann vorteilhaft sein wenn man eine WLAN Karte hat die nicht richtig im Ad Hoc Modus funktioniert Die meisten Karten arbeiten immerhin stabil als Accesspoint Client Die ESSID ist die Extended Service Set ID der Netzwerkname der Funkzel le der in Bakensignalen mit bertragen wird z B leipzig freifunk net oder olsr freifunk net Sie muss bei allen Knoten die zu einer Funkzelle geh ren sollen exakt gleich sein Bei einem noch so kleinen Schreibfehler klappt die Verbindung nicht BSSID Mit dem Men punt BSSID ist die IBSSID Independent Basic Service Set Identifier gemeint die Cell ID der Funkzelle Korrekt funktionierende WLAN Karten im Ad Hoc Hoc Modus handeln sie blicherweise ber Zeit stempel aus siehe Abschnitt 5 4 1 auf Seite 112 Hinter diesem Eingabefeld verbirgt sich der dort beschriebene IBSS ID Hack Die Cell ID wird in die sem Eingabefeld festgelegt um Cell Splits zu verhindern Die Freifunker verwenden blicherweise die Cell ID 02 CA FF EE BA BE Die IBSSID muss in allen Knoten einer Funkzelle gleich sein auch darf es niemals eine zweite Funkzelle mit anderer ESSID und gleicher Cell ID innerhalb berlappender Reichweite geben Kanal und Kartentyp
50. eine Linuxdistribution f r Arbeitsplatzrechner 5 2 6 HF Steckverbinder Seit der Einf hrung der ersten WiFi Ger te sind deren Preise kontinuierlich gefallen die f r Antennen Kabel und Stecker aber praktisch unver ndert geblieben Vor allem die Preise f r geeignete WLAN Antennenstecker und Buchsen sind berh ht Die amerikanische Regulierungsbeh rde f r Kom munikationstechnologie FCC hat bei der Einf hrung der WLAN Ger te darauf bestanden dass dort keine genormten handels blichen Hochfre quenzverbinder zum Einsatz kommen d rfen Damit sollte der reichwei tensteigernde Einsatz von gewinnbringenden Antennen oder Verst rkern unterbunden oder zumindest erschwert werden So kamen bald teure HF Stecker mit einem weiblichen Innenkontakt und HF Buchsen mit einem m nnlichen Innenkontakt in den Handel mit der Zusatzbezeichnung Reverse oder Reverse Polarity Der Aufbau die ser HF Verbinder Reverse SMA Reverse TNC entspricht ansonsten den blichen HF Steckern und buchsen SMA TNC Ein hochwertiger Reverse HF Verbinder kostet etwa dreimal soviel wie ein Standardverbinder Beson ders teuer sind Miniaturstecker zum Anschluss an PC Cards und Mini PCI Karten falls sie berhaupt erh ltlich sind Hirose MMCX Lucent 2 http tldp org HOWTO Text Terminal HOWTO 4 html 3 nttp pyramid metrix net 4 http open mesh net meshlinux 97 5 WLAN Technik Reverse Verbinder sind nur zum Anschluss an die WL
51. einen experimentellen Treiber aber dieser arbeitet bestenfalls im Infrastrukturmodus Seit dem Verkauf von Intersil an Connexant sind Karten mit dem Prism54 Chipsatz nur noch in der billigen Soft MAC Variante im Handel zu bekom men Die MAC Schicht die Abk rzung steht f r Media Access Control wird bei diesen Chips tzen nicht in der Hardware sondern in Software imple mentiert die von der CPU des Systems in dem die Karte installiert ist ausgef hrt wird Die Soft MAC Varianten des Intersil Chipsatzes ISL388x ISL389x funktionieren unter Linux berhaupt nicht im Ad Hoc Modus Bei den Prismkarten mit Hard MAC kann die Cell ID vor dem Aktivieren des Interfaces im Beispiel auf 02 03 04 05 06 07 gesetzt werden iwconfig wlanO ap 02 03 04 05 06 07 essid olsr freifunk net 5 3 4 Atheros Die Atheros Chips tze AR50XX f r 802 1la b und g arbeiten unter Linux mit dem Treiber des Madwifi Projekts Der Madwifi Treiber ist eine echte Wundert te mit vielen faszinierenden M glichkeiten Es gibt nichts was theoretisch nicht geht Ad Hoc und Ad Hoc Demo Modus Bridging Mo nitoring die Konfiguration als Accesspoint oder als Accesspoint Client Es ist beispielsweise m glich eine Atheros Karte gleichzeitig als Accesspoint und als Accesspoint Client auf dem gleichen Kanal zu betreiben oder auch als Accesspoint und gleichzeitig als Ad Hoc Station So kann man mit nur 106 5 3 Chips tze einer WLAN Karte per Mesh die Verbindun
52. es den Rahmen des Buches sprengen w rde auf die Einzelheiten jedes einzelnen Routermodells einzugehen sei an dieser Stelle die Dokumentation im Wiki von http openwrt org empfohlen ber die Liste der unterst tzten Modelle findet man detailliertere Informa tionen zu den einzelnen Ger tetypen blicherweise muss die Installation per TFTP erfolgen Ebenso wie bei der Freifunk Firmware ben tigen die verschiedenen Rou termodelle auch verschiedene Firmware Images Bei OpenWRT gibt es die se jeweils in zwei Varianten die sich in Gr e und Funktionsumfang unter scheiden Wer Platz f r viele eigene Programme haben m chte greift zur Minimalvariante Das Installieren eines Routingprotokolls wie B A T M A N oder OLSR ge staltet sich dank des iPKG Paketmanagementsystems einfach aber bis zu einem ausgereiften Meshsystem mit dem ganzen Komfort der Freifunk Firmware ist es bei beiden Varianten noch ein St ck Arbeit Aktuelle B A T M A N Versionen kann man von der Website herunterladen oder direkt per iPKG installieren Bei vielen Konfigurationstricks f r den Einsatz in einem Mesh spart man sich Zeit wenn man von der Freifunk Firmware abkupfert beispielsweise bei der Konfiguration von Olsrd und den Firewallregeln Viele Installationspakete der Freifunk Firmware lassen sich mit etwas Anpassungsarbeit auch unter OpenWRT White Russian einsetzen Bei Kamikaze d rfte das mit dynamisch gelinkten Bin rdatei en aus
53. funktionieren nur unter Linux alle Programm funktionen ohne Einschr nkungen 3 3 1 Installation unter Linux Mac OS X und BSD Soll Olsrd auf einem Laptop oder Desktop PC mit Linux oder einer Unix Variante wie FreeBSD installiert werden ist es empfehlenswert sich die ak tuellen Programmsourcen von der Webseite olsr org herunterzuladen und selbst zu kompilieren Debian GNU Linux oder Ubuntu haben zwar Olsr Pakete die ber das Paketmanagementsystem installiert werden k nnen diese sind jedoch blicherweise veraltet Die Entwickler von Olsr org haben bislang nur selten eine neue offizielle Ver ffentlichung der Olsr Software herausgegeben Die jeweils letzte offizi elle Programmversion enth lt mitunter l ngere Zeit Fehler die in der Ent wicklerversion bereits behoben sind Sollte die letzte offizielle Programm ver ffentlichung schon einige Zeit zur ck liegen ist es wahrscheinlich bes 44 3 3 Praxis mit Olsrd ser eine aktuelle Entwicklerversion zu verwenden Der aktuelle Entwick lungsstand des Olsrd ist leider nicht als komprimiertes Dateiarchiv zum Download erh ltlich Installation ber die Programmsoureen unter Linux und BSD Die Quelltexte der Software sollten deshalb aus dem Versionsmanagement system von Olsr org heruntergeladen werden Dazu muss auf dem lokalen Rechner die passende Software f r das Versionsmanagementsystem CVS Concurrent Versions System installiert sein Dazu wird in einem Kommandozei
54. gen gt es wenn eine Wellenfront einen Weg zur cklegt der nur 6 Zentimeter l nger ist als die direkte Sichtli nie oder jeden Weg der ein Vielfaches von 12 Zentimeter plus 6 Zentimeter l nger ist um genau um 180 Grad phasenverschoben an der Empfangsan tenne einzutreffen In der Praxis erreicht bei gest rter Fresnel Zone stets ein Gemisch von Wellenfronten mit unterschiedlichster Phasenlage die Empfangsantenne Dieses Gemisch von Wellenfronten unterschiedlicher Phasenlage erzeugt einen Rauschteppich das Phasenrauschen Abbildung 7 8 Phasenrauschen Hebt sich das Nutzsignal welches auf direktem Wege entlang der Sichtlinie gereist ist nicht gen gend von dem durch Multi Path Propagation erzeug ten Phasenrauschen ab funktioniert die Funkstrecke nicht mehr Ein Erh hen der Sendeleistung hilft in diesem Fall wenig da es die phasenverscho benen St rsignale mit verst rkt Idealerweise ist die Fresnel Zone bis zu ei nem Radius von 80 Prozent frei von st renden Objekten dann tritt kein si gnifikanter Signalverlust durch Phasenrauschen auf Mindestens aber sollte der Radius der Fresnel Zone zu 60 Prozent frei sein In diesem Fall erzeugt das Phasenrauschen bereits einen deutlichen Signalverlust abh ngig von der Oberfl chenbeschaffenheit Flacher Erdboden in der Fresnelzone er zeugt einen Signalverlust von rund 2 dB kleinere H user und Wald etwa 3 dB st dtische Bebauung mit hohen Geb uden etwa 5 dB 185 7 Elektromag
55. ist unsicher Nicht wenige Treiber oder Firm ware f r bereits etablierte Standards erweisen sich als unfertige Baustellen die nie vollendet werden Ein Test mit einer MIMO WLAN Karte von Site com MIMO XR WL 150 vl 001 ergab keine Verbesserung der Reichweite gegen ber einer guten WLAN Karte nach 802 11g 5 1 4 Bruttodatenrate und Nettodatenrate Die f r die unterschiedlichen WiFi Standards angegebenen bertragungs raten weichen deutlich von der tats chlich f r den Anwender zur Verf gung stehenden Bandbreite ab Die maximale bertragungsgeschwindigkeit be 92 5 2 Ger te f r den Aufbau eines Meshnetzwerks tr gt lediglich die H lfte der beworbenen Angaben 802 11b erreicht maxi mal etwa 680 kByte pro Sekunde das sind effektiv lediglich 5 5 MBit WiFi mit einer Datenrate von 54 MBit erzielt bestenfalls bis zu 3 3 MByte pro Sekunde 5 2 Ger te f r den Aufbau eines Meshnetzwerks F r die Verbindung zu einem Mesh eignen sich prinzipiell alle mit WLAN Karten ausgestatteten Notebooks und Arbeitsplatzrechner oder dezidierte WLAN Router Besonders preiswerte WLAN Karten oder USB Dongles f r Notebooks oder Desktop Rechner sind schon f r weniger als 20 Euro zu haben falls der PC nicht wie heute blich WLAN bereits integriert hat Al lerdings treten in einem Mesh mit vielen WLAN Karten Probleme auf die auf unausgereifte Treiber zur ckzuf hren sind Auf diese Problematik wird im Abschnitt 5 4 ab Seite 112 n her eingega
56. mit unterschiedlichen IBSSIDs ignorieren sich gegensei tig wenn sie sich nicht auf eine gemeinsame IBSSID einigen k nnen Ver wenden die Karten unterschiedliche IBSSIDs dann funken einzelne oder Gruppen von Stationen isoliert nebeneinander her Sie verwenden zwar den gleichen Kanal und dieselbe ESSID haben aber unterschiedliche Cell IDs und sind somit logisch getrennte Funkzellen Unter Linux zeigt der Befehl iwconfig ohne die bergabe zus tzlicher Op tionen den WLAN Status aller Netzwerkkarten im System an Klappt die Verbindung nicht und ist die Cell ID unterschiedlich obwohl ESSID Kanal IEEE Standard und WLAN Mode stimmen liegt Cell Splitting vor rechner A iwconfig eth0 IEEE 802 11b ESSID olsr freifunk net Nickname Mode Ad Hoc Frequency 2 457 GHz Cell 02 CA FF EB BA BE Bit Rate 11 Mb s Tx Power 15 dBm Retry limit 8 RTS thr 256 B Fragment thr 512 B Encryption key off Power Management off Link Quality 12 100 Signal level 14 100 Rx invalid nwid 0 Rx invalid crypt 0 Rx invalid frag 0 Tx excessive retries 0O Invalid misc O Missed beacon 0O rechner_B iwconfig eth0 IEEE 802 11b ESSID olsr freifunk net Nickname Mode Ad Hoc Frequency 2 457 GHz Cell 02 0B 6B 20 22 FE Bit Rate 11 Mb s Tx Power 16 dBm Sensitivity 0 3 Retry limit 8 RTS thr 256 B Fragment thr S12 B Encryption key off 113 5 WLAN Technik Power Management off Link Quality 12 100 Signal level 14 100 Rx invalid nwid 0 Rx invalid crypt 0 Rx inv
57. oder Stahlrohren um die Windlast zu senken Einfache Richtantennen Dosenantenne und Biquad Antenne k nnen mit einfachen Mitteln selbst hergestellt werden 7 6 Wireless Long Shots Funkstrecken ber gro e Entfernungen Der am Anfang des Kapitels erw hnte WLAN Streckenweltrekord in S d amerika kam mit einfachen Mitteln zustande Das Team benutzte SoHO Hardware und modifizierte TV Satellitensch sseln um in den Anden 382 Kilometer zu berbr cken Zum Einsatz kamen lediglich zwei Anten nen Kabel und die in in diesem Buch ausf hrlich vorgestellten WRT54GL Router von Linksys als Accesspoints Zus tzliche Verst rker wurden nicht verwendet die Sende und Empfangsteile der Router waren unver ndert und die Sendeleistung der Router betrug nur 0 1 Watt Lediglich zum initialen Justieren der stark b ndelnden Richtantennen wur de ein Sender von 6 Watt eingesetzt um die Gegenseite leichter anpeilen zu k nnen Die Voraussetzungen f r den Weltrekord waren eine freie Sichtver bindung zwischen den Antennen und der hohe Antennengewinn der bei den zweckentfremdeten Satellitensch sseln mit einem Durchmesser von jeweils mehr als zwei Metern 7 6 1 Link Budget wie weit kann man funken Ob ein Link noch funktioniert und welche Geschwindigkeit Datendurch satz erreicht wird kann durch die Berechnung des Link Budgets festgestellt werden vorausgesetzt es gibt verl ssliche Werte als Grundlage der Berech nung In das Link Budget fli
58. oder geeignete USB Hardware nebst Treiber zur Verf gung hat kann man mit einem alten PC einen sehr leistungsf higen Rou ter aufbauen Hier steht die enorme Vielfalt von Applikationen unter Li nux oder BSD Varianten zur Verf gung und der Router kann mit seiner weitaus h heren Rechenleistung Daten sehr viel schneller transportieren als ein kleines SOHO Ger t Mehrere Netzwerkinterfaces k nnen auch dann eingesetzt werden wenn WLAN Karten auf der CPU Rechenlast verursa chen Auch die Rechenlast durch ein proaktives Routingprotokoll in einem gro en Meshnetzwerk ist kein Problem und es bleiben immer noch genug Ressourcen brig um den Computer f r andere Serverdienste zu nutzen Nachteilig ist nat rlich die Gr e der Ger te und die Stromversorgung so wie die Unzuverl ssigkeit eventuell verschlissener Hardware vor allem ge alterte Elektrolytkondensatoren in Netzteilen Am ehesten wird man ein solches Ger t auf dem Dachboden direkt unter dem Dachfirst montieren und Antennenkabel nach drau en verlegen Als Core Router an einem zen tralen Knotenpunkt im Mesh eignet sich ein umger steter PC hervorra gend insbesondere wenn ber mehrere Punkt zu Punkt Verbindungen ein drahtloser Backbone aufgebaut werden soll Kommen mehrere WLAN Schnittstellen zum Einsatz relativiert sich der gr ere Stromverbrauch und der Anschaffungspreis f r qualitativ hochwer tige Kabel und Stecker im Vergleich zu mehreren Embedded Ger ten recht schnel
59. sie an der Unterseite des Geh uses montiert sind Versucht man ein Geh use m glichst dicht zu bekommen sammelt sich darin nach l nge rem Betrieb unter Garantie eine gr ere Menge Wasser an Ein Geh use zumal eines mit mehreren Durchbr chen f r Netzwerkkabel Stromversor gung Antennen oder Antennenkabel ist nie absolut dicht Wenn es nicht entl ftet ist l sst sich durch Temperaturschwankungen fol gender Effekt beobachten Tags ber erw rmt sich das Geh use stark im Geh use entsteht durch die Ausdehnung der erw rmten Luft ein ber druck der irgendwie entweicht Nachts entsteht durch die Abk hlung ein Unterdruck kalte Luft wird nach innen gesaugt und bringt Feuchtigkeit mit Dieser Prozess wiederholt sich dabei entweicht tags ber die nachts einge saugte Feuchtigkeit nicht oder nur zu einem Teil Durch diesen sich wie derholenden Prozess f llt sich das Geh use nach und nach teilweise mit Wasser welches fr her oder sp ter die Installation durch Korrosion oder Kurzschl sse in der Elektronik besch digt 100 5 2 Ger te f r den Aufbau eines Meshnetzwerks 5 2 9 Typische Hardware Probleme im Ad Hoc Modus Theoretisch sollte jedes Ger t welches auf seiner Packung das Logo WiFi kompatibel tr gt ohne Schwierigkeiten mit Ger ten aller anderen Herstel ler sowohl im Infrastruktur als auch im Ad Hoc Modus zusammenarbei ten In der Praxis funktioniert kaum eine WLAN Karte korrekt im Ad Hoc Modus
60. sionen unserer unausgegorenen Routingsoftware im h rtesten Real Life Production Deployment einzusetzen das ich kenne auf einem Kirchturm mitten in Berlin Kreuzberg mit acht Ecken ebenso vielen Routern und dop pelt so vielen Netzwerkinterfaces Und nat rlich an Felix Fietkau den ich lange wegen der Fehler im Ad Hoc Modus des Madwifi Treibers genervt habe Vielen Dank auch an die anderen Entwickler von OpenWRT f r ihre gro artige Arbeit Dank geht an Sven Ola T cke f r die Antworten auf viele Fragen und die tolle Firmware und Patches ohne die Freifunk Firmware w ren wir lange noch nicht da wo wir heute sind Vielen Dank an die Teil nehmer Organisatoren und Sponsoren von WSFII Dem Chaos Computer Club sei gedankt f r die Gelegenheit Pr sentationen ber das Thema zu halten und weil Euer Chaos Camp der Schauplatz des ersten Meshversuchs mit mehr als zwei Knoten war Und nicht zuletzt geht ein besonders war mes Dankesch n an Sven Wagner und alle Crewmitglieder der C Base in Berlin weil Eure Raumstation ein so angenehmer und kreativer Space ist in dem sich die Berliner Freifunker jeden Mittwoch zum Wavel ten tref fen k nnen Dem MIT Roofnet f r ETX den Freifunkern in Nah und Fern den Community Netzwerkern berall auf der Welt dem Verlag Open Source Press und und und Eine solche Liste ist entweder endlos oder unvollst ndig Seid mir darum nicht b se wenn Ihr nicht pers nlich genannt seid Ihr und andere wissen welch
61. soll Die Angabe einer Routingklasse reicht aus Umgekehrt muss aber bei der Angabe eines bevorzugten Gateways eine Routingklasse angegeben werden Ist dieses Gateway nicht erreichbar w hlt der Daemon entsprechend der Routingklasse eine Alternative 4 2 5 Firewalleinstellungen anpassen batmand verwendet die Ports 1966 UDP f r Protokollnachrichten und Port 1967 UDP und TCP f r den Transport der IP Pakete im UDP Tunnel Die se beiden Ports m ssen f r eingehenden und ausgehenden Datenverkehr durch die Firewall ge ffnet sein Die Portnummern k nnen sich nach Er scheinen dieses Buches im Zuge der Standardisierung des B A T M A N Protokolls und der offiziellen Vergabe durch die LANA Internet Assigned Numbers Authority noch ndern In Computern auf denen der B A T M A N Visualisierungsserver installiert wird muss der UDP Port 1968 ge ffnet sein um Topologie Nachrichten empfangen zu k nnen Wenn ber einen B A T M A N Gateway Client lokale Computer die bei spielsweise am LAN Port des Routers angeschlossen sind ins Internet ge routet werden sollen muss zum UDP Tunnel hin NAT eingerichtet werden Das folgende Beispiel ist betont einfach gehalten und l scht im ersten Schritt mit dem Befehl iptables F alle eventuell bereits vorhandenen Firewall Regeln 105 130 30 16 ist die IP Adresse des Tunnelinterfaces am B A T M A N Gateway Client bin sh iptables F iptables t nat F iptables t mangle F iptables t nat A
62. starten unter Last Fehlfunktionen erzeugen oder abst rzen Bei zu hoher Span nung wird das Ger t hei oder geht schnell kaputt Leider kann man nicht einfach die Eingangsspannung auf der Netzteilseite um den Betrag erh hen der im Kabel verlorengeht denn der Stromver brauch und damit der Spannungsabfall im Netzwerkkabel ist lastabh ngig Bei ansteigendem Stromverbrauch nehmen die Spannungsverluste in der Zuleitung zu umgekehrt nehmen sie ab Man riskiert sonst dass der Rou ter bei wenig Last wegen berspannung zerst rt wird Die Betriebsspannung eines Routers l sst sich auf dem mitgelieferten Netz teil ablesen oder einfach mit einem Multimeter am Hohlstecker des Netz teils messen Ger te mit einer niedrigen Spannung ben tigen f r PoE einen externen DC Spannungswandler der die PoE Spannung heruntertransfor miert Derartige Spannungswandler und Netzteile mit den dazu passen den Spannungen k nnen bei Elektronikversendern bestellt werden Pollin f hrt solche Wandler oft als Restposten zu einem Spottpreis Fraglich ist ob sich der Aufwand lohnt wenn sich einfaches PoE mit einem anderen Router ohne zus tzliche Hardware realisieren l sst M chte man dagegen einen billigen Router ber ein sehr langes Kabel speisen ist das durchaus eine g nstige M glichkeit F r Router mit 12 Volt Netzteil l sst sich PoE in der Regel problemlos rea lisieren In diesen muss intern mindestens ein Spannungswandler verbaut sein der die
63. und brach st ndig ganz oder teilweise zusammen Die vom Protokoll gew hlten Routen wa ren u erst instabil und hatten nur eine minimale nutzbare Bandbreite Es stellte sich heraus dass die vorgeschlagenen Optimierungen bis zu die sem Zeitpunkt nur theoretisch oder in Simultationsverfahren auf ihre Taug lichkeit berpr ft worden waren Innerhalb kurzer Zeit nahmen deshalb die Freifunker umfangreiche Ver nderungen an der Implementierung vor 36 3 2 Die OLSR Implementierung von Olsr org und Freifunk 3 2 Die OLSR Implementierung von Olsr org und Freifunk Klassische Link State Protokolle verwenden f r das Routen von Datenpa keten stets den k rzesten Pfad Minimum Hop Count Auch OLSR nach RFC 3626 geht diesen Weg Dadurch werden potentiell Routen ber schwa che und instabile Funkstrecken bevorzugt um die Anzahl der Spr nge ber Zwischenstationen klein zu halten Die Stabilit t und der Datendurchsatz einer solchen Route ist nur in Ausnahmef llen brauchbar Ein sinnvollerer Algorithmus zur Bestimmung der Routen wurde ben tigt der den besten Kompromiss aus Bandbreite und Routenl nge finden sollte Diese Proble matik f hrte zur Entwicklung des Linkquality ETX Algorithmus f r OLSR bei Freifunk Zwei Konzepte die zur Optimierung des Link State Verfahrens in OLSR dienen sollten wurden ebenfalls unmittelbar nach dem misera blen Resultat auf der Wizards of OS ber Bord geworfen Hysterese und Multipoint Relais Da
64. verwendet Diese kann aber manuell f r alle OLSR Broadcasts unabh n gig von ihrer IP Konfiguration gesetzt werden Typisch und sinnvoll w re 255 255 255 255 Tats chlich macht aber niemand davon Gebrauch Dieses Feld sollte also leer bleiben OLSR Tempo Die Bezeichnung ist etwas irref hrend Es handelt sich um das Emmissions intervall der OLSR Hello Nachrichten Die Freifunk Firmware schl gt zwei Sekunden f r kleinere Netzwerke vor f r gr ere Netzwerke mit einigen hundert Meshroutern wie in Berlin oder Leipzig ist der empfohlene Wert f nf Sekunden Bereitschaftswert Dies ist die OLSR Willingness also die Bereitschaft f r andere Knoten Da ten weiterzurouten Der Maximalwert ist 7 Da ein Meshrouter blicherwei se am Stromnetz h ngt sollte die Eintragung 7 lauten volle Bereitschaft Nur bei batteriebetriebenen Systemen macht eine Reduzierung des Wertes Sinn um Strom zu sparen Auf Laptops und PDAs kann OLSR diesen Wert dynamisch anhand des Batteriestands anpassen wenn kein Bereitschafts wert vorgegeben wird Derartige Stromsparmechanismen gibt es aber in einem SoHO Router nicht 00S Protokoll ETX Hier gibt es nur eine Auswahl Einschalten Alles andere ist Nonsense so fern man nicht selbst herausfinden m chte wie unsinnig Hysterese ist OLSR LO Faktor Hier kann man ETX Werte von OLSR manuell manipulieren indem man den gemessenen Link Quality Wert um einen vorgegebenen Faktor f r be 141 6 Mesh
65. vorhanden sind wie hier libpthread gen gt es den Paketnamen anzugeben 6 5 2 Zugang vom Mesh ins LAN In den Standardeinstellungen k nnen zwar Computer am LAN Port des Freifunk Routers auf das Mesh zugreifen aber nicht umgekehrt Die Ur sache ist neben der Firewall die Rechner am LAN Port vor Zugriffen aus dem Mesh besch tzen soll die Tatsache dass zwischen LAN und WLAN NAT Network Address Translation eingesetzt wird NAT behindert den Zugriff aus dem Mesh NAT ist bei privaten Internetzug ngen notwendig weil die Internet Service provider den privaten Endnutzern normalerweise nur eine ffentliche IP Adresse pro Anschluss zukommen lassen die im Internet geroutet wird Daher wird man auf NAT zum WAN Port des Routers hin selten verzich ten k nnen Au erdem sind die Gefahren einer Attacke gr er wenn ein Arbeitsplatzrechner direkt ans Internet angeschlossen ist An privaten IP Adressen die in einem Mesh normalerweise verwendet wer den herrscht hingegen kein Mangel Man kann daher auf NAT innerhalb eines Community Netzwerks g nzlich verzichten ausgenommen an den Gateways zum Internet hin Das ist nat rlich ein Problem f r Anwender mit inh rent unsicheren Betriebssystemen oder besorgte Zeitgenossen die den anderen Mesh Nutzern nicht trauen Das Sicherheitsproblem liegt jedoch eher bei den angeschlossenen PCs als am Netzwerk NAT bringt zwar eine gewisse Sicherheit die ein geschul ter Angreifer leicht aushebeln
66. 00 Das hei t jedes ausgesendete IP Paket kommt auf seiner Rundreise auch wieder zur ck Ein ETX Wert von 4 bedeutet dass vier Pakete verschickt werden m ssen damit ein Paket wieder zur ckkommt Bei einem unbrauchbaren Funklink der nur in einer Richtung funktioniert ist der ETX Wert unendlich Mit den ETX Werten kann Olsrd bei Routingentscheidungen durch einfa ches Addieren der ETX Metriken die g nstigste Route bestimmen Das Ver fahren ber cksichtigt dass jede Zwischenstation auf einer Route Bandbrei te und Geschwindigkeit kostet Der Olsrd muss abw gen zwischen Routen mit vielen Hops auf der jede Funkstrecke mit gutem Durchsatz arbeitet und Routen ber einen k rzeren Pfad wo auf berdehnten Linkstrecken nur wenige Datenpakete durchkommen Der beste Pfad ist der Mittelweg zwischen beiden Extremen da sich bei jeder bertragung ber ein Funkre lais die Bandbreite deutlich reduziert wenn ein Meshrouter nur mit einer WLAN Karte arbeitet siehe Abschnitt 2 1 1 Andererseits sind berdehnte Funkstrecken nutzlos selbst wenn noch eine Verbindung nachweisbar ist 3 2 5 Topologieinformationen und Dijkstra Algorithmus Der Olsrd hat nun ber Hello Broadcasts von der Existenz direkter Nach barn erfahren und kennt auch die Qualit t der Funkverbindungen LQ 40 3 2 Die OLSR Implementierung von Olsr org und Freifunk NLO ETX Werte Diese Topologieinformationen werden in einem IP Paket verschickt mit dem in einem bestimm
67. 02 11b g 88 90 bertragunsgeschwindigkeit 89 Bruttodatenraten 89 Frequenzbereich 88 Kan le 88 kanalauswahl 89 Kanalraster 89 Sendeleistung 88 Unterschied b und g 89 802 118 88 90 802 1Ih 90 802 1In 92 802 11 MIMO siehe 802 11n A Abschattung 177 Accounting 155 Ad Hoc Modus 19 fehlerhafter 70 und Routing 21 Vor und Nachteile 20 Adhoc On Demand Distance Vector siehe ADDV Aironet siehe Cisco Chips tze Annan Kofi 14 Antennen rundstrahlende siehe Omni Antennengewinn Herstellerangaben 178 AODV 30 Apple Notebooks Atheros Karten 107 apt get 156 AR50XX Chips tze Asus WL500G Premium 130 Eingangsspannung 130 TFTP Server aktivieren 134 at76cXX siehe Atmel atftp 135 athctrl 188 athermische Wirkung 189 Atheros Chips tze 106 108 Cell ID setzen 107 CPU Last 107 im Macintosh 107 Reichweite 108 Treiber patchen 107 Windows Probleme 107 Atmel Chipsatz 108 AVM Fritz Box Ill siehe Atheros B BA T M A N Connect Modus 82 Debugging Ausgabe 82 Index Debugging Modus 81 Gateway Konfiguration 83 86 Originator Intervall 80 Ports 86 Route Konfiguration 83 Routingklassen 83 und Firewall 86 Visualisierungsserver 86 B ume D mpfung durch 177 Bandbreite begrenzen 156 Basisrate 146 Beacon Intervall 147 Bel 170 Bereitschaftswert 141 Berlin als Freifunk Pionier 192 Beugung 177 Bidirectional Link Check 74 76 Biquad Antenne 180 Bittorrent 155 Blacklist 154 boot_wait 163 Bootloader seeCFE 162 Brechung 18
68. 100 Das Ergebnis seiner Statistik teilt der Olsrd seinen Nachbarn mit indem er diese Informationen stets aktuell in seine Hello Pakete schreibt Die Nachbarn tun ihrerseits dasselbe Angenommen es existiert noch ein Nachbar D von dem gelegentlich Hello Pakete empfangen werden aber dieser Nachbar D sieht unseren Olsrd nicht dann tauchen wir in seiner Statistik die er dem Netz in seinen Hellos mitteilt nicht auf Wir wissen also dass dieser Knoten uns nicht sieht Auf diese Weise erfahren alle Nachbarn nicht nur wie gut sie andere sehen sondern auch wie gut sie gesehen werden Da der Olsrd nun wei wie h ufig statistisch gesehen eine bertragung von einem Nachbarn zu ihm klappt Link Qualit t abgek rzt LQ beziehungsweise eine bertragung von ihm zu dem Nachbarn Nachbar Link Qualit t NLQ kann Olsrd die Wahrscheinlichkeit ausrechnen mit der ein Paket welches eine Rundreise zum Nachbarn und wieder zur ck antritt wieder eintrifft Diese Wahrscheinlichkeit wie viele Pakete m ssen statistisch eine Rund reise antreten damit ein Paket wieder erfolgreich zur ckkommt wird in Anlehnung an eine Studie am Massachusetts Institute of Technology MIT ber eine sinnvolle Metrik zur Beurteilung von Routen f r drahtlose Netz werke ETX Expected Transmission Count Die Berechnung ist einfach Es ist der Kehrwert der Round Trip Wahrscheinlichkeit ETX 1 LQ NLQ Im Idealfall hat eine Funkstrecke einen ETX Wert von 1
69. 3 53 22 Netzwerk 10 0 0 0 8 und Netzwerk 192 168 0 0 24 sind auskommenitiert 6 Ausschnitt der Grafik http www the mesh org dotdraw olsr_dot_draw jpg 7 pttp s3d berlios de 3 Optimized Link State Routing Abbildung 3 3 Httpinfo OLSR daemon 43 Einrichtung unter Linux LoadPlugin olsrd_httpinfo so 0 1 Die Portnummer auf der der Webserver arbeitet PlParam port 8080 In der Grundeinstellung ist nur 127 0 0 1 lokale Maschine auf der Olsrd l uft der Zugriff auf den Webserver erlaubt PlParam Host 127 0 0 1 Weitere Knoten k nnen hinzugef gt werden PlParam Host 10 0 0 5 Der Zugriff kann auch f r ganze Adressbereiche gestattet werden Mehrere Eintr ge sind erlaubt PlParam Net 192 168 1 0 255 255 255 0 Unter Windows k nnen prinzipiell dieselben Plugin Parameter verwendet werden wie unter Linux Es ist auch hier ein Sicherheitsrisiko den Webser ver f r den Zugriff von fremden Maschinen zuzulassen LoadPlugin olsrd_httpinfo dl1 PlParam port 8080 PlParam Host 127 0 0 1 ee Zu er 3 4 Wichtige Plugins f r Olsrd Wird die Beispielkonfiguration auf einem Arbeitsplatzrechner eingesetzt k nnen die Statusseiten des Olsrd unter der URL http 127 0 0 1 8080 aufgerufen werden Die von Httpinfo angezeigten Informationen sind sehr hilfreich im prakti schen Betrieb eines Mesh So l sst sich berpr fen ob die Verbindung zu den direkten Nachbarn bra
70. 4 GHz Band auf nur 100 mW entsprechend 20 dBm beschr nkt Im Outdoorband bei 5 8 GHz sind immerhin 1 Watt effektive Strahlungsleistung gestattet Der Einsatz einer Antenne mit hohem Gewinn zum Aufbau einer Richtfunkstre cke lohnt sich dennoch immer auch wenn man die Sendeleistung auf sehr geringe Werte reduzieren muss falls es die verwendeten Ger te erlauben Antennen mit gutem Gewinn haben in dreierlei Hinsicht einen positiven Effekt Gerichtete Antennen mit sehr hohem Gewinn verst rken das Si gnal sowohl beim Senden als auch beim Empfangen Gegen das Verst r ken von Signalen beim Empfangen gibt es zum Gl ck keine Gesetze Ein weiteres entscheidendes Plus einer stark richtenden Antenne ist dass sie unerw nschte st rende Signale die nicht in der Hauptstrahlrichtung lie gen stark abschw cht Damit l sst sich der Rauschpegel am Empfangsort oft wirksam absenken Eine gute Antenne bringt also mehr Leistung beim Senden und Empfangen und unterdr ckt Signale welche nicht in der gew nschten Empfangsrich tung liegen Die Nachrichtentechniker sagen deshalb zu Recht Eine gute Antenne ist der beste Hochfrequenzverst rker Keinesfalls sollte die berh hte Sendeleistung durch Verluste in einem ver l ngerten Antennenkabel kompensiert werden um durch die Kabeld mp fung eine eigentlich illegal hohe Sendeleistung k nstlich zu dr cken Die D mpfung des Kabels reduziert sowohl die Sende wie auch die Empfangs leistung In diesem Fa
71. 53 6 4 1 Internet Gateway ber DSL 2 222000 153 6 4 2 Internet Gateway ber ein bereits existierendes LAN 153 6 4 3 Fortgeschrittene Konfiguration das Freifunk Gateway Plugin 2 sr 2er esse eat 154 6 5 Konfiguration auf der Kommandozeile 2 22 156 6 5 1 Softwareinstallation auf der Kommandozeile 156 6 5 2 Zugang vom Mesh ins LAN 2 2 22 2 0 157 6 6 OpenWRT zu en N rate ara ak 159 6 7 Wenn etwas schiefgeht Probleme mit der Router Firmware 16 6 7 1 Router verkonfiguriert oder Passwort vergessen 161 6 7 2 Reparatur gebrickter WRTs 2 22 2000 163 7 Elektromagnetische Wellen und Antennen 169 7 1 Bel und Dezibel 2 222584 ae lasige 170 7 2 Das Ph nomen der elektromagnetischen Wellen 17 7 3 Das Prinzip von Antennen zu aaa 173 7 3 1 Polarisation von Antennen 2 2222er 175 7 3 2 Freifeldd mpfung und Absorptionsverluste 176 8 Inhaltsverzeichnis 7 4 Antennengewinn 2 22 08 3 5 0 ware 177 7 5 Antennentyp n 2 22 2 3 Ba end 178 7 5 1 Omni Antennen sus es Er en er 178 7 5 2 Sektorantennen 222mm 179 753 Richtantennen 24 32 sa rn 180 7 6 1 Link Budget wie weit kann man funken 180 7 6 2 Signal Rauschabstand 7 6 3 Fresnel Zone Multi Path Propagation und Phasenrau SCHEN E Son wa a a ER ee Fam 184 7 6 4 Erdkr mmung 22 er ran 186 7 6 5 Timing Probleme bei Langstreckenverbindungen
72. 6 Broadcastadresse ung ltige 69 Broadcom Chipsatz 108 109 freier Treiber 109 Bruttodatenrate 92 BSSID 144 Buffalo WHR G54 129 130 Eingangspannung 129 Firmware Image 130 TFTP Server 134 195 index C Cab Archiv unter Linux 103 Cardbus 94 Cell ID siehe IBSSID Cell Splitting 69 112 115 Diagnose 113 Folgen 114 verhindern 115 116 CFE 162 163 flashen 168 MAC Adresse 168 TFTP Server 163 Chips tze unterst tzte 95 Cisco Chips tze 109 Clear to Send siehe RTS CTS Click Modular Router 33 Community Netze 191 193 Compressed RAM Filesystem siehe cramfs cramfs 159 CTS siehe RTS CTS CuWIN 32 CVS 45 D d80211 siehe mac80211 dBd Antennengewinn 178 dBi Antennengewinn 178 dBm 170 Default Gateway bei Olsrd 61 Destination Sequenced Distance Vector siehe DSDV Devicescape 102 Dezibel 170 Definition 170 Rechenbeispiele 170 DHCP Benutzeranzahl 149 Lease Dauer 149 Meshrouter als Server 140 Start IP 149 Dielektrikum im Koaxialkabel 98 Digital Divide 14 Dijkstra Edsger W 29 Dijkstra Algorithmus siehe Link State Algorithmus Dijkstra Optimierung 143 Dipol 174 Antennengewinn 175 178 Distanz Vektor Verfahren 29 DMZ Umleitung 139 DNS Server 138 Dosenantenne 180 DotDraw Olsrd Plugin 62 DSDV 29 DSR 30 DTIM Intervall 147 DYM 30 Dynamic MANET On demand siehe DYM Dynamic Source Routing siehe DSR DynGW 142 153 E E Mule 155 Elektromagnetische Wellen 172 Elektromigration 100 Empfindlichkeit von WLAN Karten 182
73. 802 11 sieht ein Short Inter Frame Spacing Interval von 10 Mikrosekunden vor Das hei t zwischen zwei Datenfragmenten wartet der Sender maximal 10 Mikrosekunden auf die Best tigung von der Gegenstelle ob das letzte ge sendete Datenfragment korrekt empfangen wurde Trifft das Acknowledge ment f r das Datenfragment nicht rechtzeitig ein wird das Datenfragment nochmals verschickt Das Protokoll nimmt an dass entweder das Daten paket oder das Acknowledgement von der Gegenstelle wegen einem Paket verlust oder einer Kollision im Medium Funk verloren gegangen ist obwohl es sich in Wirklichkeit noch in der Luft zwischen den Antennen befindet Da Signale hin und hergeschickt werden m ssen ist die maximale Entfer nung schon allein wegen der Laufzeit der Signale geringer als 1500 Meter wenn man bedenkt dass die WLAN Karten nicht unendlich schnell sind und selbst Zeit f r die Bearbeitung brauchen Das Short Inter Frame Spa cing Interval ist eigentlich bereits f r eine Distanz von einem Kilometer zu kurz Die bertragungsrate geht zwar zur ck die Verbindung funktio niert meistens trotzdem da irgendwann doch die Best tigung eintrudelt f r ein Datenfragment das bereits mehrmals unn tzerweise vom Sender wiederholt wurde 187 7 Elektromagnetische Wellen und Antennen Die maximale Entfernung ist je nach verwendeter Karte unterschiedlich Manche Karten funktionieren nach f nf Kilometern nicht mehr andere schaffen auch 25 Kilomet
74. AN Ger te erforder lich ansonsten k nnen qualitativ hochwertige Normstecker und buchsen verwendet werden Verbinder nach der N Norm sind besonders robust ver lustarm und zuverl ssig Die meisten Antennen werden ber eine N Buchse angeschlossen Vorsicht beim Kauf allzu g nstiger Steckverbinder oder Einbaubuchsen zum Selbstbau von Antennen WLAN arbeitet mit hohen Frequenzen und stellt entsprechend hohe Anspr che an Kabel und Steckverbinder Hochwertige Steckverbinder verwenden als Isolatoren Teflon welches sehr gute Hoch frequenzeigenschaften hat und beim L ten temperaturbest ndig ist Bil ligramsch wird leider auch in diesem Produktbereich hergestellt und hat auch im Neuzustand nicht einmal den Schrottwert wenn neben dem r ger auch die verschwendete Arbeitszeit mit einkalkuliert wird Wenn beim L ten das wei e Isolationsmaterial schon weggeschmolzen ist bevor das L tzinn flie t hat man M ll eingekauft Auch wenn hier nicht am falschen Ende gespart wird sind Verluste unver meidlich Deshalb ist es zweckm ig WLAN Systeme nach M glichkeit so zu konzipieren dass sie ohne zus tzliche HF Komponenten auskommen 5 2 7 Koaxialkabel Zur bertragung von elektromagnetischen Wellen in WLAN Systemen die nen abgeschirmte Koaxialkabel Diese unterscheiden sich lediglich in ih rer Impedanz und Qualit t von den abgeschirmten Koaxialkabeln die z B beim TV Empfang eingesetzt werden Koaxiale Leitungen bestehen aus einem
75. Betrieb auf SOHO Routern stimmte Nachbarn kleiner rechnet Dadurch werden die errechneten ETX Werte gr er also schlechter Damit kann man erreichen dass OLSR selte ner in eine bestimmte Richtung routet Das wird vor allem dann angewen det wenn Olsrd immer wieder zwischen zwei Internet Gateways umschal tet und deshalb Verbindungen abbrechen Es ist ein Notbehelf der nicht wirklich sch n ist Wenn man zum Beispiel verhindern m chte dass OLSR ber die Knoten 104 0 0 1 und 104 0 0 2 routet kann die Linkqualit t von 104 0 0 1 und 104 0 0 2 durch einen Faktor von 0 1 bis 0 9 verkleinern Beispiel 104 0 0 1 0 3 104 0 0 2 0 3 Man kann auch den umgekehrten Weg gehen s mtliche Nachbarn pau schal schlechter rechnen und nur bestimmte Knoten durch einen h heren Faktor bevorzugen 104 0 0 0 8 0 5 104 0 0 5 1 0 Hysterese Hysterese Tempo Oberer Grenzwert Unterer Grenzwert Diese Einstellungen sind deaktiviert wenn ETX ausgew hlt wurde Da es sich um OLSR Altlasten aus RFC 3626 handelt lohnt es nicht darauf n her einzugehen DynGW Das dynamische Gateway Plugin Ist diese Funktion aktiviert agiert der Router als Internet Gateway f r das Mesh solange er erfolgreich berpr fen kann dass er Internetzugang ber seinen Internetport bekommt Stellt Olsrd fest dass der Internetzugang nicht mehr funktioniert werden keine HNA Nachrichten mehr verschickt die einen Zugang zum Internet annon cieren Nameservice Dieser
76. Da die meisten Anwender WLAN bislang fast ausschlie lich im Infrastruk turmodus mit einem Accesspoint betreiben vernachl ssigen die Hersteller die korrekte Funktion der Ad Hoc Betriebsart Dazu kommt dass der Ad Hoc Modus von 802 11 einigerma en komplex ist Verglichen damit ist der Infrastruktur Client Modus weitaus einfacher zu implementieren In Kom bination mit der von vielen Firmen angewandten Bananen Taktik das Pro dukt reift beim Kunden darf sich der Anwender bei der Verwendung der Ad Hoc Betriebsart in einem Meshnetzwerk auf einigen rger gefasst ma chen und das nicht nur bei kleineren Firmen sondern auch bei gro en Herstellern wie Intel von denen man solidere Entwicklungsarbeit erwarten w rde Unabh ngig von der verwendeten Bauform oder dem Hersteller der WLAN Karte ist bei der Wahl der Hardware deshalb neben der Qualit t vor allem der in der Karte verwendete Chipsatz kaufentscheidend F r den Einsatz in Meshnetzwerken ist die Auswahl sehr begrenzt da kaum ein Chipsatz auf dem Markt richtig im Ad Hoc Modus funktioniert Die Probleme liegen in den Hardwaretreibern und oder der zum Chipsatz zugeh rigen Firmware Deshalb ist es oft gleichg ltig unter welchem Betriebssystem eine WLAN Karte eingesetzt wird Auch unter Open Source Betriebssystemen liegt die Firmware nur als Bi n rdatei vor und ist urheberrechtlich gesch tzt Wenn sie manipuliert wer den k nnte w re bei vielen WLAN Karten der Betrieb auf nicht zuge
77. Eingangsspannung reduziert denn die integrierten Bausteine der kleinen Embedded Ger te arbeiten blicherweise mit 3 3 Volt oder 5 Volt Router mit 12 Volt Eingangsspannung bereiten diese entweder mit ei nem Linearspannungsregler oder einem getakteten Spannungswandler auf Linearspannungsregler wandeln die nicht ben tigte Spannung ber einen elektronisch geregelten Widerstand einfach in W rme um Arbeitet der Rou ter intern mit 3 3 Volt werden beim Betrieb mit 12 Volt 8 7 Volt durch den Linearspannungsregler verheizt Entsprechend schlecht ist der Wirkungs grad einer solchen L sung Reduziert ein Linearspannungswandler die Ein gangsspannung von 12 auf 3 3 Volt betr gt er 27 5 Prozent Einem solchen Ger t schadet es berhaupt nicht wenn im Netzwerkkabel ein paar Volt verlorengehen diese Energie muss nun nicht mehr im Router verheizt werden was sich langfristig positiv auf dessen Lebensdauer aus wirken d rfte Linearspannungsregler ben tigen eine Eingangsspannung die mindestens 2 3 Volt ber der Ausgangsspannung liegt Selbst wenn ei nige Bauteile im Router mit 5 Volt arbeiten darf die Eingangsspannung am Router bis auf 8 Volt absinken Linearspannungsregler sind sehr preiswert werden aber lobenswerterweise zunehmend von getakteten Spannungs wandlern verdr ngt Diese transformieren Gleichspannung ohne sie zu verheizen Die Technik ist zwar etwas teurer wird aber durch die Energieeinsparung und dank ge 7 pttp www rei
78. Firmware erst einmal installiert k nnen weitere Firmware Up dates problemlos ber das Webinterface vorgenommen werden An einigen Stellen hat Buffalo an der Hardware gespart Es gibt nur eine externe Antenne und eine billige Behelfsantenne im Geh use Das ist aber beim Betrieb mit einer leistungsf higen Au enantenne nicht unbedingt ein Nachteil Unter manchen Gesichtspunkten ist der Buffalo WHR G54S sogar besser als der WRT54GL Bei gleicher Funktionalit t ist das Ger t wesentlich kleiner und sieht zumindest subjektiv besser aus Ebenso wie der WRT54GL arbeitet der Buffalo stabil im Ad Hoc Modus und hat eine sehr gute Reich weite Der WHR G54S verbraucht wenig Strom aus der Steckdose da er mit ei nem effizienten und modernen getakteten Steckernetzteil geliefert wird Auf eine aufwendige Spannungsaufbereitung im Geh use des Routers wie beim WRT54GL wurde bei diesem Modell verzichtet Der Gleichspannungs eingang des WHR G54S braucht eine gut geregelte Kleinspannung von 3 3 Volt Da die Spannung sehr viel kleiner ist ist die Stromst rke h her als beispielsweise beim WRT54GL Ein einfaches Versorgen des Routers per selbstgebasteltem PoE ohne zus tzlichen getakteten Spannungswandler ist deshalb beim WHR G54S nicht m glich F r den Betrieb eines Buffalo soll te man deshalb eine Steckdose in der N he haben 129 6 Mesh Betrieb auf SOHO Routern Damit eignet sich das Ger t nicht so gut f r den Betrieb auf einem Mast im Freie
79. Funk oder per Kabel mit dem Weiterreichen des IP Pakets beauftragt werden kann Aber um diese einfa che Entscheidung treffen zu k nnen treiben Link State Verfahren gro en Aufwand Das gesamte Netz wird mit Topologieinformationen geflutet al le Routen von jedem Endpunkt des Graphen zu jedem anderen Endpunkt werden berechnet Am Ende f hrt gerade die Tatsache dass sich jeder ein zelne Knoten ein eigenes Gesamtbild des Netzwerks errechnet zu Unstim migkeiten und in der Folge zu Kreisrouten Die Topologiedatenbanken in einem drahtlosen Mesh mit einer nennenswerten Anzahl von Routern sind praktisch nie synchron Link State Protokolle in drahtgebundenen Netzen wie das verbreitete Pro tokoll OSPF vermeiden Kreisrouten indem sie sicherstellen dass die Topo logiedatenbanken in allen Routern wirklich identisch sind Die dazu ver wendeten Verfahren versagen in einem drahtlosen Netzwerk Bevor die Da tenbanken in allen Routern tats chlich synchronisiert sind sind sie hoff nungslos veraltet und damit nutzlos Die Kenntnis ber die Zwischenstationen einer Route ist nur dann rele vant wenn der Absender die Route vorgibt In IP basierten Netzen ist das ein Sonderfall dieses Verfahren wird als Sourcerouting bezeichnet die In formationsquelle Source gibt die Route vor Da die bersicht ber die Netzwerktopologie in einem Mesh mit zunehmender Entfernung immer In 4 1 Funktionsweise des B A T M A N Algorithmus unsch rfer wird ist
80. Knoten kann so die Route gepr ft werden sofern Ping nicht durch Firewalleinstellungen blockiert wird Debugging im Connect Modus Hat man den B A T M A N Daemon bereits ohne das gew nschte Debugle vel gestartet oder m chte gleichzeitig oder abwechselnd die Ausgaben der Debuglevels 1 und 2 sehen hat man die M glichkeit jederzeit beliebig viele Instanzen des B A T M A N Daemon im Connect Modus zu starten Dazu gibt man den Schalter c zusammen mit dem Schalter d 1 4 f r das De buglevel an L uft ein mit dem Routing besch ftigter B A T M A N Daemon im Hintergrund kann man sich mit batmand c d 1 82 4 2 Praxis mit B A T M A N den Routingstatus der routenden Instanz des batmand ansehen Dabei wird die Anzeige fortlaufend aktualisiert Soll der batmand nur einmalig eine Ausgabe erzeugen und sich dann beenden kann man ihn mit der Option b im Batch Mode starten Das ist interessant f r Skripte welche die Ausgabe des Daemons verarbeiten batmand c b d 1 4 2 3 Routingklassen und Gatewayklassen Der Daemon kennt unterschiediiche Gatewayklassen f r Internet Gateways das hei t die Gateways geben im Mesh bekannt wieviel Bandbreite sie brutto zum Internet anbieten Gateway Konfiguration Ein B A T M A N Gateway das einen Internetzugang mit 2 MBit Bandbreite Klasse 7 anbietet startet man wie folgt batmand g ethl wlanO Auch das Annoncieren einer Route in ein anderes Netzwerk Subnetz oder Ho
81. Option DynGW eingeschaltet werden Au erdem m ssen im Men LAN die Schaltfl chen NAT und Fire wall aktiviert sein Damit ist nach dem Neustart der Konfigurationsprozess f r ein einfaches Gateway ber ein DSL Modem bereits abgeschlossen 6 4 2 Internet Gateway ber ein bereits existierendes LAN Der Internet Port des Routers wird mit dem existierenden LAN ber ein Patchkabel verbunden Ist im u eren LAN Segment ein DHCP Server vor handen muss lediglich im Men WAN Protokoll die Option DHCP Server abfragen ausgew hlt werden Die Option DynGW f r OLSR muss eingeschal tet werden damit der Router dem Mesh den Internetzugang ber HNA an nonciert Im Normalfall werden auch die Optionen NAT und Firewall unter Verwaltung LAN eingeschaltet Eine statische WAN Konfiguration unterscheidet sich von dieser Vorgehens weise nur dadurch dass in der Rubrik WAN die IP Konfiguration manuell eingegeben werden muss 153 6 Mesh Betrieb auf SOHO Routern 6 4 3 Fortgeschrittene Konfiguration das Freifunk Gateway Plugin Die bisher beschriebenen einfachen Wege zur Einrichtung eines Gateways bieten nur minimale Flexibilit t Nach einer Weile stellt sich bei den Gate waybetreibern blicherweise der Wunsch nach Optimierungen ein Die Funktionalit t und Performance eines Gateways kann durch die Instal lation weiterer Softwarepakete ausgebaut werden Vor allem Traffic Shaping ist interessant um die Verteilung der Bandbreite unter den
82. TosValue 16 Willingness 4 IpcConnect MaxConnections 1 UseHysteresis no LinkQualityLevel 2 LinkQualityWinSize 100 Pollrate 0 05 TcRedundancy 2 MprCoverage 7 LoadPlugin olsrd_dyn_gw s0 0 4 PlParam Intervall 40 PlParam Ping 141 1 1 1 Interface eth0 ath0 wlanO erh2 Ip4Broadcast 255 255 255 255 Ip6AddrType site local Ip6MulticastSite 05 11 Ip6MulticastGlobal ffoe 1 Hellolnterval 2 0 3 3 Praxis mit Olsrd HelloValidityTime 200 0 TeInterval 0 5 TceValidityTime 200 0 MidInterval 5 0 MidValidityTime 200 0 Hnalnterval 5 0 HnaValidityTime 200 0 LinkQualityMult 192 168 0 1 0 5 LinkQualityMult default 0 7 LinkQualityMult 10 143 143 143 1 0 LinkQualityMult 10 143 143 144 1 0 Interface tun HelloInterval 50 0 HelloValidityTime 2000 0 TcInterval 50 0 TcValidityTime 2000 0 MidInterval 50 0 MidValidityTime 1000 0 Hnalnterval 50 0 HnaValidityTime 1000 0 Debug level Dieser Wert von 0 bis 9 gibt an welche Informationen der Daemon auf das Terminal ausgibt Bei Null gibt er keine Informationen aus und geht sofort in den Hintergrund In einem gro en Netzwerk wer den bei Werten gr er Null so viele Informationen ausgegeben dass die Ausgabe einfach durchrauscht Man sollte sie dann ber eine Pipe in eine Datei umleiten um sie sich in Ruhe ansehen zu k nnen Noch besser ist es das Olsr Plugin Httpinfo zu laden und sich die Ausgaben von Olsrd bequ
83. U 108 5 540 GHz EU 112 5 560 GHz EU 116 5 580 GHz EU 120 5 600 GHz EU 124 5 620 GHz EU 5 WL AN Technik Fortsetzung Kanal Frequenz verwendet in 128 5 640 GHz EU 132 5 660 GHz EU 136 5 680 GHz EU 140 5 700 GHz EU 147 5 735 GHz USA 151 5 755 GHz USA 155 5 775 GHz USA 167 5 835 GHz USA 5 1 3 IEEE 802 11n IEEE 802 In auch als MIMO Multiple Input Multiple Output bezeichnet bildet die Grundlage f r die n chste Generation drahtloser WLAN Ger te Neben h herer Datenraten bis zu 300 Mbps sollen Ger te nach diesem Standard eine gr ere Reichweite bei geringerem Stromverbrauch erzie len Erreicht wird die gr ere Reichweite und Bandbreite durch mehrere Antennen Sender und Empf nger in einer WLAN Karte Der Standard ist noch nicht offiziell verabschiedet es existiert jedoch seit 2006 ein vorl ufi ger Entwurf Unter der Bezeichnung 802 11 Pre n oder Draft n sind bereits Ger te erh ltlich die im 2 4 GHz Bereich arbeiten 802 11n ist jedoch nicht auf 2 4 GHz beschr nkt und soll auch im 5 GHz Bereich eingesetzt werden 802 11n im 2 4 GHz Bereich ist abw rtskompatibel zu 802 11b und 802 11g kann dann aber seine Vorteile kaum unter Beweis stellen Die fr hzeitige Investition in Ger te die einen unfertigen Standard implementieren ist ris kant ob sich in naher Zukunft die teure dann vermutlich bereits veraltete Hardware auf einen aktuellen und kompatiblen Stand per Firmware oder Treiberupdate versetzen l sst
84. ade im Mesh stattfinden da die St rreichweite eines ausgesand ten Signals schwer zu berechnen ist Um ein Mesh mit 1000 Meshroutern zu simulieren m sste das Programm f r viele aufeinander folgende Zeitein heiten von sehr kurzer Dauer jeweils berechnen was gerade im gesamten Netz passiert und dabei alle signifikanten Wechselwirkungen ber cksich tigen Daf r ist komplexe Software und eine leistungsf higen Gro rechen anlage n tig Eine brauchbare Simulationssoftware ist m glicherweise noch bedeutend schwieriger zu entwickeln als ein wirklich gutes Routingprotokoll Es liegt daher nahe die Ideen in einem tats chlich exisitierenden und genutzten Netzwerk einem Praxistest unter realen Bedingungen zu unterziehen So k nnen stichhaltige Ergebnisse erzielt werden Das MIT Massachusetts Institute of Technology geh rt mit dem Projekt Roofnet zu den Ersten die dem Problem durch praktisches Experimentie ren in einem realen von Anwendern genutzten Meshnetzwerk nachgegan gen sind Aus diesem Projekt sind das reaktive Routingprotokoll SrcRR ei ne DSR Variante mit einer Metrik zur Linkbeurteilung die den Link State Algorithmus von Edsger W Dijkstra verwendet und die Firma Meraki her vorgegangen Meraki vertreibt preiswerte Wireless Router auf der Basis von Open WRT mit installierttem OLSR und SrcRR Bislang hat die L sung von Meraki in Europa kaum Verbreitung gefunden Die Entwicklung von Protokollen f r Meshnetzwerke ist nicht
85. alid frag 0 Tx excessive retries 0O Invalid misc 0 Missed beacon 0 Im g nstigsten Fall kann sich eine nicht richtig funktionierende Karte nicht mit der vorhandenen Funkzelle verbinden und sendet allein und isoliert auf ihrer privaten Funkinsel Bakensignale aus Die Anwender wundern sich dann warum der Zugang zum Netzwerk von ihrem System aus nicht funk tioniert Im ung nstigsten Fall schafft es die nicht richtig funktionierende Karte das ganze Netz aufzuspalten oder Ger te reihenweise zum Absturz bringen Sie kann einen falschen sehr alten Zeitstempel aussenden und andere Statio nen auf diese Weise dazu berreden ihre IBSSID zu bernehmen Dabei tritt nicht selten der Effekt auf dass die Karten gegenseitig den Zeitstempel bis zum berlauf und damit bis zum R cksetzen auf Null hochschaukeln Da der Zeitstempel eigentlich erst nach vielen tausend Jahren berlaufen sollte haben viele WLAN Programmierer nicht getestet was in einem sol chen Fall mit ihrer Software geschieht Aus einer einzelnen Funkzelle werden durch derartige Fehler schnell zwei oder viele Funkzellen die nicht miteinander kommunizieren k nnen Be stimmte Karten halten sich dabei besonders schlau und suchen sich einen neuen freien Funkkanal Treten mehrere Funkzellen mit gleichem Netzwerknamen ESSID aber un terschiedlicher IBSSID auf dem gleichen Kanal auf f hrt das bei einigen Karten zum Absturz der Firmware die Karten ben tigen dann einen har
86. am Ein seri ser Hersteller gibt dB Werte in dBi oder dBd an Eine verbreite te Unsitte ist eine Angabe in dB In diesem Fall kann man davon ausge hen dass der Hersteller dBi meint falls seine Angaben berhaupt fundiert sind Unseri se Hersteller berteiben gerne bei den Gewinnangaben da sich h here Werte besser verkaufen Bei allzu tollen Gewinnangaben soll te man skeptisch sein Verd chtig ist auch wenn in Datenbl ttern Strah lungsdiagramme auftauchen die exakt symmetrisch aussehen und keine unregelm igen Nebenzipfel aufweisen diese sind phantasiert und nicht gemessen 7 5 Antennentypen Prinzipiell gibt es drei Antennentypen Rundstrahlende Antennen Sektor antennen und Richtantennen 7 5 1 Omni Antennen Rundstrahlende Antennen man nennt sie auch Omnis wegen der engli schen Bezeichnung Omnidirectional Antennas haben in vertikaler Ebene ein kreisrundes Strahlungsdiagramm Ein vertikal montierter Dipol ist ei ne einfache rundstrahlende Antenne Der vertikale Dipol ist keine Antenne mit ausgepr gtem Gewinn da das Strahlungsdiagramm in der horizontalen Ebene sehr breit ist Es geht relativ viel Energie nach unten und nach oben 178 7 5 Antennentypen In der Regel ist das unerw nscht H here Reichweiten lassen sich erzielen wenn die Strahlungsenergie st rker zur Seite wirkt anstatt nach oben oder unten Diesen Effekt das Strahlungsmaximum weiter zur Seite zu konzentrieren erreicht man in der Regel
87. anbietet Das ist dann interessant wenn eine langsame daf r jedoch zuverl ssige Internet verbindung Priori t haben soll z B beim Chat bei SSH Verbindungen und VOIP Anwendungen batmand p 105 131 41 5 r 2 ath Klasse 3 w hlt automatisch das jeweils n chstgelegene Internet Gateway Diese Einstellung ist f r mobile Knoten interessant die sich viel im Mesh bewegen Eine solche Verbindung ist schnell hergestellt bedingt aber h u figes Umschalten des Gateways und f hrt deshalb oft zu Verbindungsab br chen bei Anwendungen die nicht verbindungslos sind Klasse 3 ent spricht der Gatewayfunktionalit t von OLSR mit den bekannten Proble men Gateway Switching Verbindungsabbr che und Vorteilen schneller Verbindungsaufbau Hat der Tunnelaufbau geklappt findet man bei einem Blick in die Routing tabelle eine Defaultroute Ziel 0 0 0 0 ber ein Interface mit dem Namen tunNummer Die im Mesh verf gbaren Knoten sind jeweils mit einer Hostroute einge tragen Hostrouten sind erkennbar an der Netzmaske 255 255 255 255 Die IP Routingtabelle kann entweder mit dem Befehl netstat rn oder mit ip r abgefragt werden Auf Embedded Systemen OpenWRT findet man meist das modernere iproute Paket vor auf Arbeitsplatzrechnern steht blicherweise netstat zur Verf gung Der Befehl ip r funktioniert nur auf Systemen die das Paket iproute oder iproute2 installiert haben Die Ausgaben beider Programme sehen unterschiedlich aus sind aber i
88. and David Starobinski RTS CTS Induced Con gestion in Ad Hoc Wireless LANs http ieeexplore ieee org iel5 8546 27030 01200611 pdf 2 2 Routingprotokolle f r drahtlose Netzwerke 802 1labg nicht zur Verf gung steht Deshalb sollte bis auf weiteres auf RTS CTS im Mesh verzichtet werden Empf ngt Knoten E ein RTS Signal welches nicht an ihn gerichtet ist stellt er f r die im RTS Paket angegebene Zeitdauer jegliche Aussendungen ein da f r ihn das Medium mutma lich blockiert ist Er tut dies auch dann wenn er in der aktuellen Situation kein Hidden Node ist und die bertra gung berhaupt nicht st ren w rde Wird E in dem Zeitraum in dem f r ihn das Senden blockiert ist von einem weiteren Knoten F mit einem RTS Signal nach Sendezeit gefragt darf er nicht antworten Da E nicht antwor tet vermutet F eine Kollision und stellt seinerseits f r eine Zeit Backoff Time den Sendebetrieb ein Das RTS Paket von F veranlasst aber weite re Knoten die das RTS Signal empfangen ebenfalls dazu f r die im RTS Paket angegebene Zeitdauer ihre Aussendungen einzustellen Diese Ant worten dann ihrerseits auf die RTS Anfragen anderer Netzwerkkonten nicht Dieser Irrtum kann sich ber das gesamte Mesh ausbreiten so dass ber haupt kein Knoten mehr sendet Im Extremfall tritt das Ph nomen unter Meshknoten auf die einen Kreis bilden Die RTS CTS Blockade pflanzt sich ringf rmig fort und kann zu ei ner Blockade Deadlock f hren
89. ant wenn an einem Standort z B auf einem Kirchturm mehrere SOHO Router mit einem Netzteil ber PoE betrieben werden sollen Die obere Spannungsgrenze kann man mit ei niger Bestimmtheit von den Elektrolytkondensatoren des getakteten Span nungswandlers ablesen Sicherheitshalber sollte man einen gewissen Be trag unter dem aufgedruckten Spannungswert bleiben In diesem Fall muss allerdings unbedingt ein stabilisiertes Netzteil z B von einem alten No tebook verwendet werden da ein ungeregeltes Netzteil ohne Last zuviel Spannung abgeben kann mA 750 5 5 Power over Ethernet Die unterschiedlichen Versionen des Linksys WRT54GL bereiten intern die Eingangsspannung mit getakteten Spannungswandlern auf Die Autorin hat mit einem WRT54GL Hardwarerevision 1 1 Messungen mit einem Labor netzger t durchgef hrt Abbildung 5 4 Die Testbedingungen waren vol le Rechenlast OLSR mit 440 Routen in der Routentabelle zwei simultane Downloads ber WLAN bei 11 MBit und per Ethernetkabel mit 100 MBit 84 Milliwatt Sendeleistung Die Spannungsuntergrenze bei der das Ger t gerade noch arbeitete betrug 3 7 Volt Darunter ging es in den Brown Out einen undefinierten Zustand aufgrund nicht ausreichender Betriebsspan nung Die reduzierte Leistungsaufnahme bei 4 Volt deutet darauf hin dass bereits einzelne Komponenten des Routers mit zu geringer Spannung ver sorgt werden aber gerade noch nicht abst rzen Die Messungen sind nicht ganz exakt
90. art zur Ausf hrung bergeben Click ist eine hervorragende Um gebung f r die Entwicklung von Netzwerkdesigns da der Click Modular Router sowohl auf Computern als auch im Netzwerksimulator NS2 lauf f hig ist Der f r Click geschriebene Protokollcode kann daher ohne Ver nderungen im Simulator oder in einem realen Netzwerk getestet werden Diese Vorgehensweise ist f r die Entwickung von Protokollen sehr elegant bedingt aber auch einen erh hten Rechenaufwand beim Einsatz eines Rou tingprotokolls der Probleme mit der Skalierbarkeit in einem Mesh aufwirft wenn Consumer Accesspoints wie der Linksys WRT54G beziehungsweise WRT54GL eingesetzt werden Dessen ungeachtet verkauft die Firma Meraki kleine Meshrouter mit der Leistungsf higkeit von SOHO Ger ten in denen sowohl Click als auch OLSR installiert ist OLSR und B A T M A N werden in den folgenden Kapiteln ausf hrlich vor gestellt 33 Optimized Link State Routing Optimized Link State Routing OLSR geh rt zu den proaktiven Routingpro tokollen die mit dem Ziel entwickelt wurden den Zustand des gesamten Netzwerks kontinuierlich zu erfassen In jedem Meshknoten werden st n dig Routen zu allen anderen erreichbaren Netzwerkknoten berechnet und bereitgehalten Um das zu erreichen pr ft jeder Knoten in regelm igen Intervallen durch das Versenden und Empfangen von Hello Nachrichten ob sich Nachbarn in direkter Funkreichweite befinden Diese Informationen ber die lokalen
91. ate Empfindlichkeit Tabelle 7 2 802 Mbps 922dBm Empfindlichkeit der Karte Netgear rn an MA401 5 5 Mbps 87 dBm ll Mbps 84 dBm Die Netgear Karte schafft bei der gleichen Signalst rke bei der die Senao Il MBit pro Sekunde liefert gerade mal 1 MBit s Wenn die Senao Karte die Datenrate auf 5 5 MBit s reduzieren muss ist bei der Netgear Karte die Funkverbindung bereits zusammengebrochen Dabei ist die Netgear Karte eher gutes Mittelfeld Wirklich schlechte Karten liegen noch einige dB darunter Man muss der Netgear Karte allerdings zu gute halten dass der in ihr verbaute Prism Chipsatz ein ganzes St ck lter ist als der Atheros Chipsatz in der Senao 7 6 2 Signal Rauschabstand Die erzielbare bertragungsrate h ngt vom Verh ltnis zwischen Nutzsignal und unerw nschten St rsignalen ab dem Signal Noise Ratio abgek rzt SNR Nur wenn das Nutzsignal um einen bestimmten Betrag ber dem Rauschen liegt ist eine Daten bertragung m glich In l ndlichen Gegen 183 7 Elektromagnetische Wellen und Antennen den treten kaum St rsignale auf und das Rauschen Noise ist geringer als das Empf ngerrauschen in der WLAN Karten auch Empf nger rauschen Liegt aber in einer Stadt an der Antenne ein Rauschpegel von 88 dBm an kann ein Nutzsignal von 92 dBm nat rlich nicht mehr empfangen werden 7 6 3 Fresnel Zone Multi Path Propagation und Phasenrauschen Die Hauptschwierigkeit beim Aufbau von Langstreckenlinks ist es
92. ation ist ein zur Freifunk Firm ware kompatibles Modell mit geeigneter Hardwarerevision Viele Firmen verkaufen Ger te aus asiatischer OEM Produktion unter ihrem Namen und mit firmentypischem Design ohne diese selbst herzustellen oder zu entwi ckeln Es gibt daher Ger te deren Innenleben zu den Produkten anderer Firmen baugleich ist da sie vom gleichen OEM Hersteller stammen Leider wechselt der Inhalt der Geh use oft schneller als es f r die Anwender w nschenswert w re Dabei kann sich sowohl das mitgelieferte Betriebs system als auch das Hardwaredesign mit jeder Revisionsnummer vollst n dig ndern ohne dass es u erlich erkennbar ist solange man nicht auf das Typenschild schaut So war der Linksys WRT54GS bis zur Hardwarerevision 3 0 mit einem Flashspeicher von 8 MByte und einem RAM von 32 MByte vergleichsweise ppig ausgestattet Die Hardware Revision 4 0 enth lt da gegen nur noch 4 MByte Flash und 16 MByte RAM damit ist das Ger t zum Preis von rund 85 Euro nicht besser ausgestattet als der wesentlich billige re WRT54GL zum Preis von etwa 65 Euro Die nachfolgenden Revisionen 5 0 5 1 und 6 0 enthalten nur noch 2 MByte Flash und 16 MByte RAM sie sind vollkommen uninteressant und funktionieren auch nicht mehr mit der Freifunk Firmware Inzwischen scheinen einige Firmen realisiert zu haben dass sich mit Open Source getriebener Hardware Geld verdienen l sst weil das f r einige Kon sumenten kaufentscheidend ist So ste
93. att Professionelle WLAN Router sind blicherwei se f r den Betrieb per PoE vorbereitet und haben eine PoE kompatible Spannungsaufbereitung eingebaut Sie ben tigen lediglich ein Netzteil am Stromnetz das einen Adapter Injector hat Dieser legt die PoE Spannung auf die gem dem Ethernet Standard unbeschalteten Adern 4 5 7 und 8 5 5 1 Einfaches PoE im Selbstbau Gleichspannung hat eine Polarit t Plus und Minus Wird sie beim An schlie en der Ger te irrt mlicherweise vertauscht k nnen diese sofort und irreparabel besch digt werden Dabei k nnen auch andere angeschlossene Ger te Schaden nehmen Daher bernimmt die Autorin keinerlei Haftung f r die folgende Anleitung der Nachbau erfolgt auf eigene Gefahr F r den beliebten Linksys Router WRT54GL oder Ger te mit hnlich konzi pierter Stromversorgung l sst sich ohne den Kauf von zus tzlicher Hardwa 116 5 5 Power over Ethernet re eine einfache PoE L sung basteln Diese arbeitet jedoch nicht mit 48 Volt wie das PoE nach dem IEEEE Standard 802 3af sondern verwendet einfach das mit dem WRT54GL gelieferte Netzteil f r 12 Volt Der Linksys Router WRT54GL vertr gt einen weiten Eingangsspannungsbereich getestet sind 4 bis 20 Volt Spannungsverluste f hren also erst bei sehr gro en Kabel l ngen zu Fehlfunktionen Praktisch erprobt wurde eine Leitungsl nge von rund 30 Meter F r diese L sung braucht man lediglich einen Seitenschneider oder ein scharfes Me
94. aus dem Mesh auf einen Rechner am LAN Port erm glichen Dazu wird eine zus tzliche IP Adresse aus dem Adressbereich des Mesh annonciert diese wird umge 139 6 Mesh Betrieb auf SoHO Routern leitet auf eine interne LAN IP Adresse Ein Beispiel Das Mesh verwendet den Adressbereich 10 140 0 0 16 die Adresse 10 140 133 41 ist noch frei Ein Rechner am LAN Port mit der Adresse 172 29 178 34 soll aus dem Mesh zug nglich gemacht werden In diesem Fall lautet die Syntax in dem Einga befeld 10 140 133 41 172 29 178 34 OLSR DHCP Durch dieses Eingabefeld kann ein Meshrouter als Internetzugangspunkt f r lokale WLAN Stationen eingerichtet werden die nicht das OLSR Proto koll sprechen Diese Clients erhalten per DHCP Protokoll automatisch eine IP Adresse Netzmaske Broadcastadresse Gateway Adresse und Domain Name Server Adresse von diesem Meshrouter zugewiesen Dazu muss auf den Clients kein OLSR Daemon installiert sein Sie werden durch eine Fire wall gegen das Mesh gesch tzt und k nnen zwar ber den Ad Hoc Router alle Knoten im Mesh erreichen und auch den Internetzugang ber das Mesh benutzen sind aber vom Mesh aus nicht erreichbar Man sollte darauf achten dass die DHCP Adressen die von diesem Mesh router herausgegeben werden nicht auch von anderen Routern im Mesh annonciert werden da diese sonst von den lokalen Stationen nicht er reichbar sind Bekannt sind allerdings die bereits hinl nglich beschriebe nen Treiberp
95. ber einen Router mit Firmware defekt immer wieder neu beschreiben egal wie verfranst die Routersoft ware ist Auch ein Ger t mit einem defekten Bootloader l sst sich wieder herstellen jedenfalls solange das Ger t noch nicht durch das Applizieren oben erw hnter Kurzschl sse physikalisch defekt ist Prinzipiell gibt es f r Eingriffe in die inneren Prozesse des Routers im Ernst fall zwei M glichkeiten Der Zugriff ber die serielle Schnittstelle beim WRT ist eine vorhanden muss erfolgen solange wenigstens der Bootloa der noch funktioniert Wenn auch dieser nicht mehr ansprechbar ist hilft nur noch ein Programmierkabel f r den direkten Hardwarezugriff per JTAG Schnittstelle sofern das Ger t dar ber verf gt JTAG verursacht die geringsten Kosten und erm glicht alle erforderlichen Aktionen zur Systemherstellung Alle hier beschriebenen Ger te besitzen diesen Anschluss Ein dazu passendes JTAG Kabel selbst zu l ten ist f r Elektronikbastler keine gro e H rde und kostet auch nicht viel Hat man ein solches Kabel in der Schublade gestaltet sich das Flashen sehr viel ent spannter JTAG Kabel anfertigen Ein einfaches passives JTAG Kabel l sst sich aus einem Stecker f r den Druckerport eines PC 25poliger Stecker Sub D vier Widerst nden zu 100 Ohm und einem zweireihigen weiblichen Pfostenstecker im 2 54 mm Raster mit 12 Pins und passendem Flachbandkabel herstellen Die Bauteile findet man im gut sortierten Elektronikg
96. ber lang samer als beispielsweise A D E F Die k rzere Route kann zwar schnel ler sein aber wenn die Mehrzahl der Pakete auf dieser Route nicht durch kommt werden die ber G eintreffenden Pakete h ufiger das Rennen ge winnen 4 2 Praxis mit B A T M A N Der B A T M A N Daemon steht bislang f r Linux FreeBSD und Macintosh OS X zur Verf gung Die Entwicklungsarbeit konzentriert sich jedoch in erster Linie auf Linux weshalb es vorkommen kann dass erweiterte Funk tionen unter anderen Betriebssystemen erst mit einer gewissen Verz ge rung zur Verf gung stehen Linux Installationspakete des B A T M A N Daernon batmand gibt es f r Debian OpenZaurus und OpenWRT Zum Kompilieren aus dem Quelltext gen gt ein einfaches make und make install im Sourcecodeverzeichnis Als einzige Abh ngigkeit wird die Bibliothek l1ibpthread vorausgesetzt die auf einem Linux System blicherweise bereits installiert sein sollte Um ber ein B A T M A N Mesh ins Internet gehen zu k nnen muss au erdem unter Linux das Kernelmodul tun installiert sein Es ist im Stan dardkernel der Linuxdistributionen enthalten und wird beim ersten Start des B A T M A N Daemons automatisch geladen Wer einen selbstkompi lierten Kernel einsetzt findet es zum Beispiel in xconfig in der Abteilung Network Device Support unter der Bezeichnung Universal TUN TAP device driver support B A T M A N handelt automatisch UDP Tunnel zu Internet Gateways aus IP Pakete
97. bt es keine Auto konfiguration von Meshknoten mit IP Adresse Netzmaske Domain Name Server Adresse ber das DHCP Protokoll Diese Konfigurationsparameter m ssen manuell im Computer eingetragen werden Um die Eintragung des Gateways in das System muss man sich dagegen nicht k mmern diese Aufgabe wird vom OLSR Daemon bernommen Im so 3 4 Wichtige Plugins f r Olsrd Gegenteil Ein Default Gateway sollte nicht eingetragen sein wenn man ber das Mesh ins Internet geroutet werden m chte Findet das Betriebs system mehrere Gatewayeintr ge zur Destination 0 0 0 0 vor wird das Gate way mit der kleinsten Metrik verwendet Ein manuell eingetragenes Default Gateway hat normalerweise eine Metrik von Null ein Default Gateway von OLSR hat eine Metrik von mindestens Eins da OLSR mindestens einen Hop zum Gateway ben tigt In diesem Fall wird deshalb immer das manuell ein getragene Gateway verwendet Ist dieses nicht erreichbar funktioniert der Internetzugang ber das Mesh nicht Der Verlauf einer Route l sst sich mit dem Befehl traceroute n Zieladresse unter Linux oder tracert Zieladresse unter Windows berpr fen Die Option n bewirkt dass traceroute die IP Adressen der Zwischenstation ausgibt und nicht versucht deren Do mainnamen herauszufinden was bedeutend schneller geht fftrace Zur Analyse von Olsr Routen gibt es das Programm fftrace Freifunk Trace route das f r das berwachen und Verfolgen von OLSR
98. ccesspoint Modus In vielen alten Accesspoints findet man einen PCMCIA Slot mit einer eingesteckten Orinoco Karte unter anderem in der alten Apple AirPort Basestation f r 802 1b Diese Karten wurden in gro en St ckzahlen hergestellt und von vielen nam haften Hardwareherstellern unter eigenem Label verkauft Gebraucht sind 105 5 WLAN Technik sie bei Ebay zu bekommen Karten die als Orinoco Karten angeboten wer den sind leider meistens stark berteuert 50 Euro plus Versandkosten sind einfach utopisch Wer sich Zeit nimmt findet f r wenig Geld eine der zahllosen Varianten unter einem anderen Namen F r diese Karten gibt es unterschiedliche Firmware Varianten die unter schiedlich gut im Ad Hoc Modus arbeiten Einige Firmware Versionen sind recht zickig und neigen zu Cell Splitting Man kann die Firmware mit einem Windows Programm flashen viele Originaltreiber f r Windows bringen ein Flashprogramm mit Leider h lt sich die Firmware an den Standard und man kann man die Cell ID im Ad Hoc Modus nicht setzen 5 3 3 Prism54 Hard und Soft MAC Die Performance der Hard MAC Variante der als Prism GT und Prism Indi go ISL3880 und ISL3890 bezeichneten Chips tze in einem Mesh ist ausge zeichnet Leider kommt auch bei diesen Karten gelegentlich Cell Splitting vor Treiber f r WLAN Karten die auf diesem Chipsatz aufbauen befinden sich ebenfalls im Linuxkernel USB Ger te mit Prism54 werden nicht un terst tzt es gibt zwar
99. ch bar ist F r das Mesh sieht es so aus als w rde der Router selbst den Dienst auf Port 6000 anbieten Eine Alternative zum Port Forwarding stellt die Funktion OLSR DMZ dar die einzelne lokale Rechner aus dem Mesh erreichbar macht Dann muss man keine Firewall Regeln f r einzelne Ports konfigurieren mehr dazu im Abschnitt 6 3 5 ab Seite 139 NAT ausschalten Viele Anwendungen wie Voice over IP werden durch NAT behindert Warum nicht bidirektionale Kommunikation zwischen den Netzwerkteilnehmern in einem privaten Netzwerk erlauben L sst man auf einem PC mit WLAN Karte eines der Meshrouting Protokolle laufen ist man ohnehin direkt aus dem Mesh ansprechbar und theoretisch angreifbar Man muss nicht zwin gend NAT zwischen dem LAN und dem WLAN Anschluss des Routers ver wenden Wird auf NAT in der Routerkonfiguration verzichtet muss man sich um das Routing der LAN Adressen in das Mesh k mmern Es gen gt in diesem Fall die am LAN Port oder ber WLAN verbundenen lokalen Rechner per HNA Announcement unter Verwaltung OLSR HNA4 zu annoncieren siehe Abschnitt 6 3 5 Seite 140 Die letzte H rde f r die Kommunikation zwischen den Rechnern am LAN Port und dem Mesh ist die Firewall die Zugriffe vom WLAN auf das LAN biockiert Um das Problem zu l sen gibt es drei M glichkeiten Entweder schaltet man die Firewall ganz aus man verwendet IP Adressen aus dem Mesh WLAN Seite auch auf der LAN Seite oder man bearbeitet die Fire
100. ch Anschlie end verr t der Windows Ger temanager welchen Treiber die Hardware verwendet Die ben tigten Dateien aus dem Windows System kopiert man unter Linux zun chst in ein beliebiges Verzeichnis Den Befehl ndiswrapper i Inf Datei des Windowstreibers inf f hrt man mit Administratorrechten in dem Verzeichnis aus das die Trei berdateien enth lt Er installiert den Windowstreiber in Ndiswrapper Das Kommando ndiswrapper 1 103 5 WLAN Technik listet alle in Ndiswrapper installierten Treiber auf und zeigt an ob das be treffende Ger t existiert Nach dem Laden des Kernelmoduls ndiswrapper ko mit dem Befehl modprobe ndiswrapper ist die WLAN Karte in der Regel auf Anhieb betriebsbereit Die L sung Windowstreiber unter Linux einzusetzen hinterl sst bei manchen Linuxfans ein zwiesp ltiges Gef hl Zwar ist es sch n das betreffende Ger t damit be treiben zu k nnen doch eigentlich w nscht man sich einen richtigen quelloffenen Linux Treiber Ndiswrapper funktioniert au erdem nur auf den Hardwareplattformen f r die es einen Windowstreiber gibt 5 3 Chips tze Wenn der folgende Abschnitt auf die Eigent mlichkeiten und die Treiber situation der verschiedenen Chipsatz Familien eingeht liegt der Schwer punkt dabei auf Linux da Mesh Routing eine Dom ne von Linux ist Nur wenige Mesh Protokolle laufen auf anderen Betriebssystemen Prinzipiell kann sich die hier beschriebene Situation der Treiber
101. chbarn mitteilen Dieser Eintrag muss unbedingt gesetzt werden sonst wird bei fehlendem Eintrag Null ver wendet und es gibt keine Redundanz Psa 3 3 Praxis mit Olsrd MprCoverage Abdeckung mit Multipoint Relais Gibt an wie viele Nachbarn ein Knoten zu Multipoint Relais bestimmt Hier wird ein hoher Wert ge setzt so dass die Funktion praktisch alle Nachbarn verwendet Durch einen Fehler im Code kommt es aber zu Abst rzen wenn ein Wert gr er 7 gesetzt wird Auch dieser Wert muss unbedingt angegeben sein sonst wird 1 verwendet LoadPlugin Olsrd Plugins die geladen werden sollen Hier muss ein absoluter Pfad angegeben werden wenn die Plugins nicht in lib oder usr lib oder in einem Verzeichnis gespeichert wurden auf das die Va riable LD_LIBRARY_PATH oder etc ld so cache verweisen Doku mentationen zu den Plugins finden sich im Sourcecode Verzeichnis des Olsrd unter 1ib Pluginname Den Plugins k nnen m ssen mit unter Plugin Parameter als PlParam mitgegeben werden Die Plugin Parameter stehen in einem von geschweiften Klammern eingegrenz ten Konfigurationsblock zum Plugin PlParam Interval Das dynamische Gateway Plugin olsrd_dyn_gw so 0O 4in der Kon figurationsdatei pr ft durch Versenden von ICMP Daten Ping Rich tung Internet in einem bestimmten Intervall ob der Zugang funktio niert Hier wird innherhalb des Konfigurationsblocks das Pr f Intervall an gegeben Wird das Intervall nicht definiert geschieht
102. chelt de oder http www pollin de 119 5 WLAN Technik Abbildung 5 4 Leistungskurve des 120 WRT54GL ringer Probleme mit der Abw rme immer beliebter Auch ein getakteter Abw rtswandler ben tigt eine Eingangsspannung die ber der erzeugten Ausgangsspannung liegt Hier h ngt es von der Dimensionierung der Bau teile ab wie weit die Eingangsspannung absinken darf Als Laie kann man das nicht ohne Weiteres theoretisch ermitteln aber ganz einfach messen Dazu wird ein stabilisiertes Netzteil mit regelbarer Ausgangsspannung an geschlossen Es muss an seinem Ausgang nat rlich Gleichspannung abge ben und die Polarit t darf nicht versehentlich vertauscht werden Am bes ten eignet sich dazu ein Labornetzger t Um die untere Spannungsgrenze experimentell zu ermitteln kann unter Volllast die Versorgungsspannung reduziert werden bis das Ger t nicht mehr stabil l uft Theoretisch k nnte es dabei kaputt gehen praktisch d rfte dieser Fall bei modernen Bauele menten kaum auftreten da sie normalerweise eine Strombegrenzung ha ben Solange die Eingangsspannung 9 Volt nicht unterschreitet d rfte ein Router mit 12 Volt Versorgungsspannung ohnehin kaum Probleme haben Die obere Spannungsgrenze muss nicht untersucht werden wenn das Ori ginalnetzteil des Herstellers verwendet wird Je nach Routermodell ist es m glich f r l ngere Leitungen ein Netzteil mit einer etwas h heren Span nung zu w hlen Das ist vor allem interess
103. chon in relativ kleinen Netzwerken viel Rechenlast und protokollspezifischen Datenverkehr Die meisten proak tive Routingprotokolle verwenden den Shortest Path Algorithmus der nach seinem Erfinder Edsger W Dijkstra Dijkstra Algorithmus oder auch Link State Algorithmus genannt wird Dazu flutet jeder einzelne Router regelm Rig das gesamte Netzwerk mit Nachrichten in der er seine lokalen direkt erreichbaren Nachbarknoten auflistet Diese Informationen ber die loka le Topologie jedes einzelnen Node wird von jedem anderen Teilnehmer in einer eigenen Datenbank gesammelt und zu einem gro en Graphen verar beitet der das ganze Netz abbildet Link State Verfahren sind in der Lage bei ihren Routingentscheidungen auch Faktoren wie Bandbreite Zuverl s sigkeit von Verbindungsstrecken Delay und Auslastung der Verbindungs strecken zu ber cksichtigen Selten wird bei proaktiven Protokollen zur Routenberechnung das Distanz Vektor Verfahren angewendet Dazu m ssen die einzelnen Knoten ihre Rou tingtabellen komplett oder partiell ber das Netzwerk kommunizieren Dieses Verfahren erzeugt ein noch gr eres protokollspezifisches Daten aufkommen als das Link State Verfahren und kann sich nur langsam an Ver nderungen im Netzwerk anpassen konvergieren Zu den proaktiven Protokollen geh ren DSDV Destination Sequenced Dis tance Vector B A T M A N Better Approach to Mobile Ad Hoc Networ king und OLSR Optimized Link State Routing
104. cht verwendet 3 2 2 Multipoint Relais Link State Protokolle bertragen sehr viele Protokolldaten ins Netz da mit jeder Netzwerkknoten sich zeitnah ein einigerma en stimmiges Bild ber den Zustand der Gesamttopologie machen kann Um die Menge an einzelnen Protokolldatentransfers zu reduzieren haben sich die Erfinder von OLSR mit den Multipoint Relais eine Sparma nahme einfallen lassen Nicht jeder Knotenpunkt im Mesh soll Topologiedaten weiterreichen son dern nur jene Knotenpunkte die f r das Fluten des Gesamtnetzes unbe dingt notwendig sind Dazu w hlt ein OLSR Router nur jene direkten Nach barn Single Hop aus die theoretisch notwendig sind um alle mehr als zwei Hops entfernte Nachbarn zu erreichen Es wird also eine Untermenge der direkten Nachbarn berechnet Nur diese beauftragt ein OLSR Knoten damit als Multipoint Relais seine Topologieinformationen weiterzuleiten Fatalerweise wirft der OLSR Hysteresemechanismus gerade diese Netzwerk knoten besonders h ufig aus der Routingtabelle denn um die Untermenge klein zu halten werden diejenigen direkten Nachbarn bevorzugt die relativ weit entfernt und deshalb unzuverl ssig sind Nun muss das OLSR Protokoll die Topologieinformationen aber trotzdem verbreiten also andere Multipoint Relais aushandeln was Zeit kostet W h renddessen bleiben Topologieinformationen aus die Topologiedatenban ken der Nodes werden nicht rechtzeitig synchronisiert Es kommt unter den Routern zu U
105. d die Nachricht mehrfach verschickt Unidirektionale Funkstrecken sind deshalb f r den Transport von Unicast Paketen unbrauchbar Da alle Protokollda ten von B A T M A N per Broadcast verschickt werden muss nachgewiesen werden dass die Linkstrecken ber die Originatornachrichten empfangen werden bidirektional sind Angenommen die Knoten A und B sind in einem Mesh direkte Nachbarn die gegenseitig Daten empfangen k nnen Knoten B empf ngt zum ersten Mal eine Originatornachricht von A Da die Absenderadresse im IP Header mit der Originatoradresse bei der empfangenen Originatornachricht iden tisch ist wei B dass er das Paket direkt von seinem Originator bekommen hat ge Ole 74 4 1 Funktionsweise des B A T M A N Algorithmus B wei nun dass A existiert und dass A ein direkter Nachbar ist dessen Pakete er empf ngt B wei aber noch nicht ob A seine Wiederholungen auch empfangen kann Solange ein Knoten nicht wei ob die Verbindung zu einem direkten Nachbarn in beide Richtungen funktioniert also bidirek tional ist muss er in die Originatornachrichten die er von diesem Nach barn wiederholt eine Warnung hinzuf gen dass die Originatornachricht m glicherweise oder erwiesenerma en falls der Link immer oder meis tens unidirektional ist aus einer einseitigen Kommunikationsbeziehung stammt Anderenfalls k nnten andere Knoten durch den Empfang dieser Aussendung glauben dass hier eine benutzbare Verbindung besteh
106. d kann damit theore tisch eine Lawine von bis zu 199 Wiederholungen lostreten Jede eintref fende Topologienachricht mit neuen Informationen verursacht dabei ein erneutes Durchrechnen des gesamten Netzwerkgraphen in jeder Maschine Es k nnen theoretisch bei 200 Knoten im Mesh und einem TC Intervall von f nf Sekunden bis zu 8000 Topologienachrichten bertragungen pro Sekun de anfallen Bei 400 Knoten k nnten es bereits bis zu 32 000 TC Broadcasts pro Sekunde sein In der Praxis ist der Protokolloverhead die durch OLSR produzierte Daten menge wesentlich kleiner als in der Theorie Da alle Protokollnachrichten verbindungslos als Broadcast versendet werden werden die Daten von den Empf ngern nicht erneut angefordert wenn sie wegen Kollisionen oder Interferenzen auf der Funkstrecke besch digt werden Besch digte Pake te werden einfach verworfen und sind verloren Bei jedem Hop von Node zu Node tritt deshalb ein nicht unerheblicher Schwund auf Nach ein paar Hops ist die Wahrscheinlichkeit einer erfolgreichen bertragung ber eine Kette von Broadcasts nur noch gering und tr gt erheblich dazu bei dass der Protokolloverhead nicht unmittelbar ins Uferlose w chst 3 Optimized Link State Routing Um Bandbreite zu sparen werden TC Nachrichten von OLSR nicht als ein zelne kleine Pakete verschickt sondern mit anderen TC Nachrichten und weiteren Protokollinformationen zu gr eren IP Paketen geb ndelt da mit jedem Paket auch noch w
107. de Dieser Router arbeitet mit dem gleichen Firmware Image wie der Buffalo WHR G548 Die Installation der Firmware kann ebenso wie beim Buffa lo WHR G54S nicht ber das Webinterface erfolgen Durch Dr cken des Reset Knopfes kann man den TFTP Server des Bootloaders aktivieren der unter der IP 192 168 1 1 zu erreichen ist Nun kann per TFTP Upload das Firmware Image mit einem TFTP Client installiert werden Ist die Installa tion abgeschlossen startet der Asus nicht automatisch neu Nachdem man f nf Minuten gewartet hat kann man das Ger t vom Strom trennen Beim n chsten Start bootet das Ger t dann in die Freifunk Firmware 6 2 Installation der Freifunk Firmware Selbstverst ndlich erlischt bei allen im Folgenden beschriebenen Eingriffen die Herstellergarantie und man handelt auf eigene Gefahr Beim Installieren eines Firmware Image muss daf r Sorge getragen werden dass der Flashprozess nicht vorzeitig unterbrochen wird jemand zieht aus m eee 6 2 Installation der Freifunk Firmware Versehen den Mehrfachstecker aus der Dose eine Steckdose hat einen Wa ckelkontakt es wird nicht gewartet bis der Flashprozess abgeschlossen ist Dabei ist es gleichg ltig ob die Firmware per Webinterface oder per TFTP Upload installiert wird Schl gt die Installation der Firmware wegen einer vorzeitigen Unterbrechung fehl hat man das Ger t m glicherweise in einen hilflos blinkenden Briefbeschwerer aus thermoplastischem Kunststoff ver wan
108. delt gebrickt von engl Brick Ziegelstein oder zerflasht wie es im Jargon hei t Bei einem Stromausfall w hrend des Flashvorgangs kann es passieren dass das Ger t auch den Bootloader besch digt w hrend die Spannung zusammenbricht Au erdem sollte man berpr fen ob die zu installierende Firmwaredatei vollst ndig und unbesch digt ist und tats ch lich zu dem Router passt Im Downloadverzeichnis der Freifunk Firmware befindet sich eine Textda tei mit der Bezeichnung md5sum asc diese enth lt die Pr fsummen der Firmware Images die einen Test auf Unversehrheit erm glichen Um die Pr fsumme der heruntergeladenen Dateien zu ermitteln steht unter Linux das Programm mdS5sun zur Verf gung Windows Anwender k nnen das Pro gramm md sum exe verwenden das ebenfalls auf dem Server liegt Beim ersten Flashen der Firmware sollte man den PC unbedingt per Ether netkabel mit einem Ethernetport im Switch des Routers verbinden und nicht ber WLAN flashen 6 2 1 Firmware Installation auf Linksys WRT54GL Die Installation ist bei diesem Ger t sehr leicht und erfolgt am einfachs ten ber das Webinterface des Routers Router und Arbeitsplatzrechner werden mit einem Patchkabel verbunden Der WRT54G GL hat f nf Ether netschnittstellen eine WAN Buchse und vier LAN Buchsen In eine der vier Ethernetbuchsen Ports wird das Patchkabel gesteckt Im Neuzustand verwendet der Router die IP Adresse 192 168 1 1 und weist einem pe
109. denen Energie beim Senden und Empfang in einer bestimmten Ebene oder Hauptstrahlrichtung 177 7 Elektromagnetische Wellen und Antennen Wenn eine Antenne zu anderen Teilnehmern funken soll die in allen Rich tungen im Raum verteilt sind ist die Installation einer gewinnbringenden Antenne kontraproduktiv Wenn also ein Accesspoint in der Mitte eines Hauses steht und das ganze Haus versorgen soll ist die mit dem Access point mitgelieferte Stummelantenne die beste Antenne f r den Zweck Eine Antenne die kugelf rmig in alle Richtungen gleichm ig strahlt gibt es in der Praxis nicht Trotzdem wird diese rein theoretische Antenne die als Isotrop Strahler bezeichnet wird f r Vergleichswerte als Referenz ver wendet da sie keinerlei Antennengewinn aufweist Antennengewinne wer den oft als dBi Werte angegeben Der Antennengewinn in dBi gibt den Grad der Verst rkung in Relation zum theoretischen Kugelstrahler an Eine Antenne mit Gewinn gegen ber der isotropen Antenne konzentriert die elektromagnetische Energie in einer bestimmte Richtung Je st rker die elektromagnetische Energie geb ndelt wird desto h her ist bei einer gut gebauten Antenne der Gewinn Antennengewinne werden auch weitaus realistischer in Relation zu einem Dipol angegeben dBd Da eine Dipol antenne jedoch einen Gewinn von 2 2 dB gegen ber einer isotropen An tenne aufweist sind Gewinnangaben in dBd um 2 2 dB kleiner als in dBi und damit weniger werbewirks
110. denkenden Organismus vernet zen k nnen um Probleme zu l sen und sich weiter zu entwickeln Heute kommuniziere ich gleichzeitig und praktisch kostenlos mit Menschen aus Nepal Indien Bangladesh den USA Japan Lettland um nur einige zu nennen und nat rlich auch mit den Freifunkern aus Deutschland der Schweiz und sterreich Vor einigen Jahren war das noch undenkbar un bezahlbar und h tte ohnehin eine Ewigkeit gedauert Die Diskriminierung durch Armut ist eine der gr ten Gei eln der Mensch heit Wer sich die gesellschaftliche Teilnahme nicht leisten kann ist von ihr ausgeschlossen Kommunikation kann nur dann frei sein wenn sie auch bezahlbar ist oder im besten Fall nichts kostet Mein Dank geht darum an alle Menschen die daran arbeiten I nttp wsfii org u iu Vorwort Besonders danken m chte ich ebenfalls dem ber alle Ma en tapferen und geduldigen Lektor Ulrich Wolf von Open Source Press dem meine zahlrei chen Versuche den vorgesehenen Umfang des Buches zu sprengen und die vielen fehlenden Kommas das eine oder andere graue Haar beschert haben d rften Ich m chte au erdem all jenen danken die unerm dlich an den Routing protokollen gebastelt haben Das sind ganz besonders Bruno Randolf Tho mas Lopatic Axel Neumann und Marek Lindner und all die anderen Ent wickler von OLSR und B A T M A N Vielen Dank auch an Ludger Schmudde f r das Webinterface zu B A T M A N und den Mut immer wieder neue Ver
111. der ESSID stimmen In diesem Fall liegt das Problem in der WLAN Karten Firmware und oder den Treibern Wie man diesen Problemen aus dem Weg gehen k nnte zeigt Kapitel 5 70 j B A T M A N Better Approach To Mobile Ad Hoc Networking Ausgehend von den Erfahrungen mit Freifunk OLSR begannen die Entwick ler aus der Freifunk Community im M rz 2006 in Berlin damit ein neues Routingprotokoll f r drahtlose Meshnetzwerke zu entwickeln Alle bisher bekannten Routingalgorithmen versuchen Routen entweder zu berechnen proaktive Verfahren oder sie dann zu suchen wenn sie ge braucht werden reaktive Verfahren Das neue Protokoll B A T M A N be rechnet oder sucht im Gegensatz zu diesen Protokollen keine Routen es erfasst lediglich ob Routen zu anderen Knoten existieren und berwacht ihre Qualit t Dabei interessiert es sich nicht daf r wie eine Route verl uft sondern ermittelt lediglich ber welchen direkten Nachbarn ein bestimm ter Netzwerkknoten am besten zu erreichen ist und tr gt diese Information proaktiv in die Routingtabelle ein In der IP Routingtabelle im Betriebssystem eines Computers ist grunds tz lich nur der n chstgelegene Router oder ein Gateway zu einem Ziel ein 71 4 B A T M A N Better Approach To Mobile Ad Hoc Networking getragen Ein Netzwerkknoten muss nur den jeweils n chsten direkt er reichbaren Zugangspunkt kennen der mit dem Weiterleiten von IP Paketen zu einem Ziel beauftragt we
112. der Freifunk Firmware allerdings nicht gl cken da die verwendeten Versionen der Systembibliothek uClibe nicht zueinander bin rkompatibel sind Anders als bei der Freifunk Firmware m ssen unter OpenWRT viele Konfi gurationsschritte und Administrationsarbeiten auf der Kommandozeile per SSH ausgef hrt werden Verglichen mit dem ausgefeilten Webinterface der Freifunk Firmware f llt die optionale Weboberfl che von OpenWRT spar tanisch aus Es ist also eher etwas f r engagierte Linux Poweruser 6 7 Wenn etwas schiefgeht Probleme mit der Router Firmware 6 7 1 Router verkonfiguriert oder Passwort vergessen Anwender sperren sich h ufig selbst aus ihrem Router aus etwa wenn sie nach l ngerer Betriebszeit das Administratorpasswort vergessen haben oder wenn fehlerhafte Netzwerkeinstellungen keinen Zugriff mehr auf das Ger t erlauben In diesem Fall kann man bei der Originalfirmware von ll pttp downloads open mesh net 161 6 Mesh Betrieb auf SOHO Routern Linksys durch l ngeres Dr cken der Reset Taste 10 bis 15 Sekunden nach dem Einschalten die Fabrikeinstellungen wieder herstellen Die im NVRAM gespeicherten Einstellungen werden also gel scht und von den Fabrikein stellungen berschrieben die im Bootloader gespeichert sind Danach l sst sich das Ger t wieder unter der IP Adresse 192 168 1 1 mit dem Standard Passwort admin ansprechen OpenWRT und die Freifunk Firmware haben diese Funktion nicht stattdessen abe
113. die Kugeloberfl che Aun z4xn r verteilt sich die elektromagnetische Energie bei einem Abstand von einem Meter auf eine Fl che von 12 56 m Bei zwei Metern Abstand verteilt sich die elektromagnetische Energie auf eine Fl che von 50 27 m Die elektromagnetische Strahlungsdichte nimmt also mit dem Quadrat zur Entfernung ab Die Signald mpfung Freifeldd mpfung zwischen einer sen denden und einer empfangenden Antenne wird in dB angegeben und ist frequenzabh ngig Das liegt daran dass die empfangende Antenne eine An tennenwirkfl che hat die von der Wellenl nge abh ngig ist Je gr er die Antennenwirkfl che desto mehr fischt die Antenne von dem im Raum verteilten Signal heraus Die Formel zur Berechnung der Freifeldd mpfung D in dB f r die Entfernung d lautet D dB 20 logio 4 x d A Bei Regen Schnee und Nebel steigen auf einer Funkstrecke die Verluste durch Absorption Bei 5 8 GHz muss man mit zus tzlichen Verlusten von 176 7 4 Antennengewinn 0 5 dB pro Kilometer Funkstrecke rechnen bei 2 4 GHz kann man von nur 0 1 dB km ausgehen Objekte die sich als Hindernisse im Ausbreitungsgebiet von elektromagne tischen Wellen befinden sind umso st render je gr er sie im Verh ltnis zur Wellenl nge der elektromagnetischen Energie sind Eine Welle von der L nge eines Wolkenkratzers l sst sich kaum von einem Objekt von der Gr Be einer Streichholzschachtel in ihrer Ausbreitung st ren umgekeh
114. die ins Internet gesendet werden werden in UDP Pakete ver packt und vom Gatewayclient an das Gateway geschickt Auch wenn die IP Pakete im Tunnel ber mehrere Hops im Mesh transportiert werden sieht der Tunnel f r sie wie eine direkte Verbindung Single Hop zum Gateway aus Anfangs und Endpunkt des Tunnels sind festgelegt und unabh ngig davon wie die Route im Mesh dazwischen gerade verl uft Solange das Mesh in der Lage ist eine funktionierende Hin und R ckroute zwischen Client und Gateway bereitzustellen ist die Anbindung an das Internet sta bil auch wenn sich der Routingpfad zwischen beiden Endpunkten h ufig ver ndert l pttp downloads open mesh net 79 4 B A T M A N Better Approach To Mobile Ad Hoc Networking Durch die Verwendung eines Tunnels kann der Internet oder Gateway nutzer auf der Clientseite das Gateway aussuchen und bestimmen dass das Gateway nicht umgeschaltet wird Falls ein Gateway f r Internetver kehr zum schwarzen Loch wird oder nur noch langsam reagiert kann der Client selbst das Gateway abw hlen und einen neuen bestimmen Au er dem kann der Client entscheiden wann unter welchen Umst nden und nach welchen Kriterien ein Gateway ausgesucht beziehungsweise gewech selt wird Hat der B A T M A N Daemon erfolgreich einen Tunnel aufgebaut legt er ein Tunnelinterface tunO an Bei einer soliden Linuxdistribution sollten beim Einsatz des Kernelmoduls tun keine Probleme auftreten Manchmal ko
115. drastisch leidet Der derzeitige Weltrekord f r die l ngste funktionierende WiFi Funkstrecke mit einem herk mmlichen SoHO Accesspoint Linksys WRT54GL betr gt 382 Kilometer bei einer Sendeausgangsleistung von 0 1 Watt ber die Funk strecke konnte das Team von Ermanno Pietrosemoli aus Venzuela Videote lefonie betreiben die Bandbreite betrug immerhin noch 65 kBit Sekunde Damit hat das Team seinen alten Rekord von 279 Kilometer eingestellt Durch Ver nderungen am MAC Protokoll von 802 11 war es ihnen m glich rund 3 MBit Sekunde ber ihre alte Rekorddistanz zu bertragen Doch be vor wir dazu kommen wie das m glich ist ist etwas Theorie unumg nglich 169 7 Elektromagnetische Wellen und Antennen 7 1 Bel und Dezibel In der Hochfrequenztechnik treten oft gigantische Gr enverh ltnisse auf Der Umgang damit wird durch Vergleichsgr en erleichtert Das Bel ist ei ne logarithmische Hilfsgr e zum Vergleich von Messgr en Es ist defi niert als der dekadische Logarithmus des Quotienten zweier Leistungen Ein Dezibel also ein Zehntel Bel ist die gebr uchlichste Vergleichsgr e im Bereich der Hochfrequenztechnik und der Akustik Die gebr uchliche Schreibweise f r Dezibel ist dB Das Verh ltnis v zweier Leistungen P und P in dB ergibt sich also aus P v dB 10x logio P Gr envergleiche und berechnungen k nnen mit dem Dezibel durch ein faches Addieren und Subtrahieren der Dezibelwerte durchgef
116. dresse 10 0 0 0 8 werden auch Nodes mit einer IP Adresse au erhalb des Subnetzes beispielsweise 172 29 200 0 24 ber Hostrouten geroutet Das funk tioniert jedoch nur unter Linux und wenn alle Knoten im Mesh die Broadcastadresse 255 255 255 255 verwenden Falls nicht angegeben wird die Broadcastadresse der Interfaces verwendet Im Normalfall auskommentiert lassen Ip6AddrType Verwendeter IPv6 Adressbereich site local oder global Ip6MulticastSite IPv6 Multicast Adresse wenn der Adressbereich site local ist De fault ist f05 15 Ip6MulticastGlobal IPv6 Multicast Adresse wenn der Adressbereich global ist Default ist ff0e 1 HelloInterval Emissionsintervall f r Hello Nachrichten in Sekunden alle Sekun denangaben sind Flie kommawerte Werden f r OLSR Nachrichten keine Werte gesetzt verwendet der Daemon die wenig sinnvollen RFC Werte HelloValidityTime G ltigkeitsdauer der Hello Nachrichten in Sekunden TeInterval Topologienachrichtenintervall in Sekunden Falls das Mesh mehr als 100 Knoten hat sollte das Intervall f r TC Messages vergr ert wer den Ein TCInterval Wert von 0 5 Sekunden kann nur verwendet wer den wenn das Netz sehr klein oder der Fischaugen Mechanismus LinkQualityFishEye aktiviert ist Andernfalls erstickt das Netz in einer Schwemme von Topologienachrichten 56 3 3 Praxis mit Olsrd TceValidityTime G ltigkeitsdauer der Topologienachrichten in Sekunden MidInterval MID Nac
117. durch die bereinanderstockung von mehre ren Dipolen Allerdings sch tzen viele Anwender den Nutzen von stark ge winnbringenden Rundstrahlantennen falsch ein Allzu stark in horizontaler Ebene b ndelnde Omnis funken von hohen Geb uden in die weite Ferne und empfangen gleichzeitig auch viele weit entfernte St rungen aber die WLAN Knoten am Boden unterhalb der Strahlungskeule bekommen davon nur wenig mit Gerade bei Omnis sollte man gegen ber utopischen Gewinnangaben der Hersteller und Verk ufer eine gesunde Skepsis walten lassen Da Omnis ver tikal 360 Grad abdecken m ssen k nnen gro e Gewinne nur durch extrem scharfe B ndelung in horizontaler Ebene erzielt werden Gewinnangaben jenseits von 10 dBi sind wahrscheinlich Unsinn Die wenigsten scharf b n delnden Omnis strahlen wirklich waagrecht zur Seite nicht wenige strah len stattdessen in einem Winkel von einigen Grad nach oben so dass sie eigentlich bei der Montage auf den Kopf gestellt werden m ssten Von einer derartigen Antenne hat man nur wenig Eine wirklich gute Omni strahlt in einem Winkel von wenigen Grad nach unten Gut funktionierende Omnis lassen sich nur mit einigem Aufwand selbst bauen Auf dem Markt gibt es oft billige Angebote mit fantastischen Gewinnangaben die ihr Geld nicht wert sind Im direkten Vergleich mit der mitgelieferten Stummelantenne des Accesspoints stellt sich schnell Er n chterung ein zumal Verluste in Antennenkabel und Steckverbindern vom Gew
118. e laisstation arbeitet Durch den zielgerichteten Transfer verbessert sich die Skalierbarkeit und der m gliche Datendurchsatz der Funkzelle Au erdem werden drahtlose Datenverbindungen ber mehrere Zwischenstationen sogenannte Multihop Links m glich Durch den Einsatz eines Routing protokolls wird aus einer simplen Ad Hoc Funkzelle ein Meshnetzwerk das beim Hinzukommen von neuen Netzwerkstationen dynamisch w chst Je der neue Teilnehmer verbessert die Funkversorgung und wird dynamisch vom Routingprotokoll in das Netz eingegliedert 2 1 1 Bandbreitenproblematik bei Multihop Links mit nur einem Interface Die meisten Meshknoten in einem Community Meshnetzwerk arbeiten aus Kostengr nden mit nur einer WLAN Karte Das reduziert bei einer Rou te ber mehrere Zwischenstationen mit jeweils nur einem drahtlosen In terface die verf gbare Bandbreite bei jedem Weiterreichen der Datenpake te WLAN Karten nach 802 11a b g arbeiten im sogenannten Halbduplex Modus Sie haben einen Empf nger und einen Sender die auf dem gleichen Kanal arbeiten WLAN Karten k nnen also abwechselnd entweder senden oder empfangen aber nicht beides gleichzeitig Man kann schlie lich nicht zuh ren solange man sich selbst ins Ohr br llt Als weiteres Han dicap kommt hinzu dass ein Meshrouter der gerade Daten an einen ande ren bertr gt den Funkkanal f r andere Knoten in der unmittelbaren N he blockiert bertr gt Router A Daten an B kann C nicht g
119. e WLAN Router oder Karten aus dem Elektronikmarkt gen gen Die ben tigte Software f r das Routing und die Konfiguration ist selbstverst ndlich Open Source und eine rege Community hilft bei Problemen im Internet und in vielen Orten auch lokal Dieses Buch beschreibt alles was n tig ist um Mesh Netze zu ver stehen die Hardware auszuw hlen die Software zu beherrschen und dar ber hinaus noch ein bisschen mehr Es erkl rt die Routing Protokolle OLSR und B A T M A N und die zugeh rige Software geht auf die Eigenheiten von WLAN Chips tzen ein und beschreibt wie man Antennen gekonnt zur Reichweitensteigerung einsetzt Doch auch wer neue Firmware auf seinen Router flashen will und ihn bei Misserfolgen wieder reparieren muss erf hrt wie das geht Gespickt mit zahllosen Tipps f r die WLAN Praxis eignet sich dieses Buch also auch f r alle die mehr aus ihrer Hardware machen wollen am Elektra lebt und arbeitet in Berlin ist in der Freifunk A Community aktiv und war unter anderem an der Ent wicklung des B A T M A N Routingprotokolls beteiligt Ihr Engagement f r WLAN Technik und drahtlose Ad hoc Netze hat sie schon nach Indien und Bangladesh gef hrt ISBN 978 3 937514 39 0 19 90 D UU 7 SFr 32 90 839377514390 www opensourcepress de 9
120. e en alle signifikanten Werte f r die Funkstre cke in einer Gewinn und Verlustrechnung zusammen Das f ngt mit dem Gewinn der Antennen der Ausgangsleistung der WLAN Karten und der Empf ngerempfindlichkeit auf der Habenseite an f hrt z Bauanleitungen gibt es zum Beispiel unter http www saunalahti fi elepal antenna2 html und http martybugs net wireless biquad 180 7 6 Wireless Long Shots Funkstrecken ber gro e Entfernungen ber die Verluste in Kabeln und Steckern bis zur D mpfung im Freiraum zwischen den Antennen auf der Seite der Verluste Soll der Link auch un ter widrigsten Wetterbedingungen noch funktionieren muss zus tzliche Si cherheit einkalkuliert werden ein sogenannter Safety Margin Bei dickem Nebel oder Schneeregen soll die Datenverbindung immer noch gen gend Bandbreite erzielen Sollte sich allerdings ein Vogel in der Antenne ein Nest bauen kann man den Taschenrechner getrost an die Wand werfen In dicht bebauten Gebieten sollte die Messung des vorhandenen Rauschpe gels beim Empfang in die Berechnung einflie en Gro e Reichweiten lassen sich am besten mit scharf b ndelnden Richtantennen erzielen da sie ne ben dem Gewinn beim Empfang und beim Senden vor allem den St rpegel von anderen Anwendungen stark reduzieren Abbildung 7 5 x Link Budget i F Absch tzung WiFi WiFi Interface Interface Sender Empf nger Aus der Grafik wird deutlich dass die sendende Station ledigl
121. e Earth 188 GPL 159 Graphviz 85 siehe H Halbduplex Betrieb 187 Halbduplex Modus 22 Bandbreite 23 Hardwareanforderungen f r Freifunk Firmware 127 Hazy Sighted Link State Routing 30 Hello Nachrichten 39 und Originatornachrichten 73 Hertz Heinrich Rudolf 174 HF Kabel siehe Koaxialkabel HF Steckverbinder 97 D mpfung 181 Reverse 97 Hidden Node 26 Hierarchische Protokolle siehe Rotingprotokolle HIPERLAN 90 HNA 140 Hochfrequenz Verbinder HF Steckverbinder Hopcount 23 horst 152 HSLS 30 32 Hupinfo Olrsd Plugin 142 Httpinfo Olsrd Plugin 63 Einrichtung 63 Hybride Protokolle siehe Rou tingprotokolle Hysterese 37 38 siehe und Multipoint Relais 38 IBSS Merge 113 IBSS Splitting Splitting IBSSID 112 113 144 Fehlfunktionen 113 115 fest einstellen 115 Festlegung 113 Zeitstempel manipulieren 115 IEEE 802 1la siehe 802 11a IEEE 802 11b siehe 802 11b IEEE 802 11b g siehe 802 11b g IEEE 802 11g siehe 802 l11g IEEE 802 11n siehe 802 lin ilOmacaddr SE505 NVRAM 153 Independent Basic Service Set Identifier siehe IBSSID Infrastrukturmodus 19 INRIA 36 Intel Chips tze 109 110 Interferenzen 89 Intersil 104 IP Blacklist 154 iPKG 156 160 ipw2100 109 IPW2200 fehlerhafter Ad hoc Modus 101 ipw2200 109 ipw3945 110 Is Direct Link 75 ISM 88 ISM Frequenzband 88 Isotrop Strahler 178 iwconfig 113 siehe Cell J JTAG Kabel 164 JTAG Schnittstelle 164 K Kamikaze 95 161 Kanalras
122. e Spannungsverluste auf einem Kabel entstehen durch den elektrischen Widerstand der Leitung und den Strom der durch den Leiter flie t F r die Berechnung der maximalen Leitungsl nge wird zun chst eine Untergrenze f r die Betriebsspannung festgelegt Die Messergebnisse zeigen dass der WRT54GL unter Volllast bei 7 Volt einen Strom von 0 53 Ampere ben tigt Tabelle 5 4 AWG Leiterquerschnitt in mm Widerstand in m Leitungswiderst nde oa EV N SSO von Ethernet Kabeln 23 0 26 0 068 22 0 20 0 089 Der Widerstand einer elektrischen Leitung h ngt von ihrem Drahtquer schnitt ab Tabelle 5 4 Dieser ist bei Ethernetkabeln au en aufgedruckt Als Ma einheit wird bei Ethernetkabeln die amerikanische Einheit AWG American Wire Gauge verwendet wohingegen in Deutschland die Anga be des Drahtquerschnitts in Quadratmillimetern blich ist Zul ssig f r die 122 5 5 Power over Ethernet Herstellung von Ethernetkabeln sind die Querschnitte AWG 22 24 ein h herer AWG Wert gibt einen d nneren Querschnitt an Da jeweils zwei Leiter parallel geschaltet werden verdoppelt sich der Leiter querschnitt Also halbieren sich der Widerstand der Leitung und damit die Spannungsverluste Bei AWG 22 betr gt der Widerstand also 0 0445 N m bei Parallelschaltung der Dr hte Nicht vergessen darf man bei der Berech nung jedoch dass der elektrische Strom auf einem Kabel den doppelten Weg zur cklegt da es sich um einen Stromkreis handelt in dem der
123. e man ein per s nliches Freifunk Ticket anlegen oder die Freifunk Tickets von anderen Freifunkbegeisterten in der Umgebung suchen Durch ein solches Ticket k nnen sich die Freifunker in ihrer Umgebung gegenseitig bekannt ma chen Selbst wenn es noch kein bestehendes freies Funknetz geben sollte k n nen sich Interessierte dadurch zusammenfinden und die ersten Schritte unternehmen Irgendjemand ist immer die erste Person die einen Frei funkknoten einrichtet und auf die Verbreitung der Idee hofft Jedes gr ere Meshnetzwerk hat schlie lich einmal mit einem oder zwei Knotenpunkten angefangen Das Betreiben eines offenen Freifunk Knotens l sst sich brigens auch zur zielgruppenorientierten drahtlosen Werbung nutzen wenn der verwende http www olsrexperiment de T nttp www freifunk net 192 8 Die Community te Netzwerkname eine eindeutige URL ist Im Freifunk net Wiki kann ein fach eine neue Seite etwa musterort freifunk net eingerichtet wer den deren Name als Netzwerkname bei der WLAN Konfiguration verwen det werden kann Die gr te Verbreitung hat Freifunk in den Gebieten die bis heute von Breitband Internetzug ngen abgeschnitten sind Aber auch in Gebieten in denen die Penetration mit Breitbandanschl ssen recht gut ist gibt es enga gierte Freifunker die aus unterschiedlichen Motiven den Auf und Ausbau eines solchen Netzwerks vorantreiben viele Freifunk Initiativen treffen sich regelm ig um ih
124. eak tivieren Aktuelle Notebooks von Apple sind mit Atheros Karten ausgestattet Unter Mac OSX funktioniert der Ad Hoc Modus auch in einem Mesh stabil Ein Test des Atheros Treibers f r Windows 2000 und XP endete damit dass die Windows Registry von Hand editiert werden musste um den instabilen Treiber der immer wieder Systemabst rze verursachte zu entfernen Im Ad Hoc Modus gibt es unregelm ig den ber chtigten blauen Bildschirm und die Karte l sst sich nicht mehr sauber automatisch deinstallieren Atheros Chips tze f hren viele Aktionen auf der Host CPU des Rechners aus und erzeugen somit eine recht hohe CPU und Interrupt Last SOHO Accesspoints mit Atheros Chips tzen sind schon mit einer einzigen WLAN Karte vollkommen berlastet wenn sie auch nur einen Teil der angegebe nen Bitrate verarbeiten m ssen So ergab ein Test mit einem Netgear WGT634U Accesspoint dass selbst der Download eines Datenstroms von Nullen den der Linuxkernel direkt auf dem Accesspoint ber das virtuelle Ger t dev zero erzeugte maxi mal 1 2 MByte pro Sekunde erreichte im Abstand von rund einem Meter j http madwifi org 6 Bereits f r Ad Hoc gepatchte Sourcen des Madwifi Treibers und Patches gibt es unter http open mesh misc madwifi 107 5 WLAN Technik zum Accesspoint Eigentlich sollten es mehr als drei MByte sein jedenfalls erreicht die Karte diesen Durchsatz wenn sie in einem PC steckt Ein Mesh router auf der Basis eine
125. eichzeitig abwickeln Antennen Kabel und Elektronik f r diesen Zweck kosten pro Standort nicht mehr als 500 US Dollar Unter g nstigen Bedingungen k nnen damit leicht 30 km berbr ckt werden ber dieses Buch Dieses Buch ist praxisorientiert Es beschreibt die Hardware und Software die f r die Teilnahme an einem Mesh n tig ist Softwareseitig liegt der Schwerpunkt auf den Routing Daemons Olrsd und Batmand sowie der Frei funk Firmware und OpenWRT die deren bequeme Installation und Konfi guration in SOHO Routern erm glichen Um die Software einsetzen zu k nnen braucht es ein Verst ndnis von Mesh routing im Allgemeinen und der eingesetzen Routing Protokolle die am Anfang des Buches beschrieben werden Daneben kommt auch die Hardware nicht zu kurz denn wenn man seinen Router stabil und mit gutem Datendurchsatz betreiben will gilt es vieles zu beachten von der Stromversorgung bis zur Funkreichweite Das Buch liefert hier zahlreiche Praxistipps und eignet sich deshalb auch als guter Einstieg f r alle die mehr aus ihrer Router Hardware herausholen wollen ERHEBEN Meshrouting Wireless LAN nach IEEE 802 11 verf gt ber zwei verschiedene Betriebs arten Den Ad Hoc Modus unter Microsoft Windows als Peer to Peer Modus bezeichnet und den Infrastrukturmodus Die meisten Anwender benutzen WLAN im Infrastrukturmodus wenn sie sich mit einem Access point in einem Hotspot verbinden Die gesamte WLAN Kommunikation zwisc
126. eine Hostroute zu B in seine Routingtabelle ein Empf ngt jetzt A ber B Originatornachrichten von entfernten Originatoren wiederholt A diese solange B das beste Gateway zu dem entfernten Originator ist A beteiligt sich am Fluten von Nachrichten die er ber B empf ngt Irgend wann schickt B nun ebenfalls aufgrund des festgelegten Intervalls f r das Erzeugen von Originatornachrichten eine eigene Originatornachricht auf die Reise 75 4 B A T M A N Better Approach To Mobile Ad Hoc Networking Nachrleni von B Sequenznummer 0 TTL 59 A B N r A wei beim Empfang dieser Nachricht bereits dass eine bidirektionale Ver bindung zu B besteht und wiederholt diese Nachricht ohne die Unidirectio nal Warnung nachdem er die TTL um 1 reduziert hat A setzt bei seiner Antwort ebenfalls das Is Direct Link Flag B empf ngt daraufhin die Wiederholung seiner eigenen Originatornach richt von A Endlich wissen A und B dass sie direkte Nachbarn sind die sich gegenseitig sehen und in beide Richtungen miteinander kommunizie ren k nnen Auch B tr gt nun eine Hostroute zu A in seine Routingtabelle ein Empf ngt B Originatornachrichten von entfernten Originatoren die von A weitergereicht werden wiederholt B diese nun auch Angenommen hinter Knoten B existiert noch der Knoten C Bund C haben eine bidirektionale Verbindung und beide wissen das auch schon da sie den Bidirectional Link Check bereits erfolgreich durchlaufe
127. eine aus reichend breite freie Sichtlinie zwischen den beiden Endpunkten zu erzie len WLAN Wellen k nnen Hindernisse wie B ume Geb ude oder H gel nicht durchdringen Eine Sichtlinie vom Durchmesser eines Bleistifts reicht aber nicht aus Um die Sichtlinie muss ein dreidimensionaler Bereich mit der Form eines Rotationsellipsoiden geformt wie ein amerikanischer Foot ball frei von Hindernissen sein die sogenannte Fresnel Zone Fresnel wird brigends Fre nell ausgesprochen Abbildung 7 6 Fresnel Zone Befinden sich Objekte in der Fresnel Zone erzeugen diese durch Brechung neue Wellenfronten oder spiegeln die eigentliche Wellenfront Das f hrt dazu dass an der Antenne des Empf ngers Wellenfronten gleichzeitig ein treffen die in ihrer Phasenlage gegeneinander verschoben sind da sie un terschiedlich lange Wege zur ckgelegt haben Dieses Ph nomen wird als Multi Path Propagation bezeichnet Wellenfron ten die phasengleich eintreffen schaden nicht sie w rden die St rke des Empfangssignals sogar verst rken Wellenfronten mit unterschiedlicher Phasenlage k nnen sich dagegen gegenseitig ausl schen Treffen zwei gleich starke Wellenfronten mit einer um 180 Grad verdrehten Phasenlage gleich zeitig an der Empfangsantenne ein l schen sie sich gegenseitig aus 184 7 6 Wireless Long Shots Funkstrecken ber gro e Entfernungen Abbildung 7 7 Phasenverschobene Wellen Bei einer Wellenl nge von 12 Zentimetern
128. eine solche Vorgehensweise in der Praxis jedoch we nig sinnvoll Der Absender geht h ufig von einer Route aus die ung nstig ist oder bereits nicht mehr funktioniert Beliebt ist Sourcerouting in Mesh netzwerken deshalb weil sich Kreisrouten leicht entdecken lassen Wenn in einer Sourceroutingtabelle ein Knoten mehr als einmal vorkommt ist offensichtlich etwas faul 4 1 Funktionsweise des B A T M A N Algorithmus Wird der B A T M A N Routingdaemon in einem Router gestartet sendet er in einem definierten Intervall per UDP Broadcast sogenannte Origina tornachrichten Originator Messages Diese sind prinzipiell dasselbe wie Hello Nachrichten bei Link State Protokollen Der Unterschied zwischen Hellos und Originatornachrichten besteht darin dass Hello Nachrichten bei Linkstate Protokollen nur lokal versendet werden um Nachbarn in di rekter Reichweite zu erkennen B A T M A N flutet dagegen das ganze Mesh mit Originatornachrichten 4 1 1 Die Originatornachricht Eine Originatornachricht enth lt die IP Adresse des Urhebers Originator au erdem eine Sequenznummer mit der die einzelnen Nachrichten vom Urheber fortlaufend nummeriert werden und eine TTL Der Inhalt der ers ten Originatornachricht eines B A T M A N Nodes mit der Adresse A lautet sinngem Nachricht von Knoten A Sequenznummer 0 TTL 50 Ande re B A T M A N Knoten erzeugen und senden ebenfalls eigene Originator nachrichten Eine Originatornachricht von B A T M
129. einmal an satzweise abgeschlossen und bietet ein weites Feld f r Forschung und Ent wicklung Dabei werden unterschiedlichste Ans tze verfolgt In der akade mischen Diskussion spielt vor allem die Skalierbarkeit eine Rolle wie vie le Netzwerkknoten sind m glich bevor die vom Routingprotokoll erzeugte Rechen und Protokolldatenlast die Netznutzung zu sehr einschr nkt 13 john Bicket et al Architecture and Evaluation of an Unplanned 802 11b Mesh Net work http pdos csail mit edu papers roofnet mobicom05 roofnet mo bicom05 pdf OEE Ze 2 Meshrouting Aus der rein subjektiven Sicht der Autorin ist diese Frage aber von un tergeordneter Rolle Denn der Datenverkehr ber eine drahtlose Multihop Route ist ohnehin nur bis zu einer bestimmten Anzahl von Spr ngen sinn voll und m glich Deshalb sind berlegungen in einem Mesh zigtausende Router miteinander kommunizieren zu lassen wenig praxisrelevant Ent scheidend ist viel eher ob ein Routingprotokoll die g nstigsten Routen fin det sowie schnell und richtig auf Ver nderungen im Netzwerk reagiert Das ideale Protokoll sollte immer die bestm gliche Route zur Verf gung stellen und bei einer St rung sofort reagieren Trotz aller berechtigter Kritik am gr eren Rechenleistungs und Bandbreitenverbrauch sind proaktive Protokolle in der Praxis von gr erer Relevanz als reaktive Protokolle bei deren Entwicklung die Skalierbarkeit im Vordergrund steht Erstere haben
130. eit die B rgernetzaktivisten die M glichkeiten der Mesh Tech nologie f r sich entdeckt haben Als sie begannen damit zu experimentie ren erwies sie sich als praktisch kaum entwickelt und in der Praxis un brauchbar Doch sie waren von der Idee fasziniert und begannen die rmel hochzukrempeln Die Community hatte gegen ber der akademischen Forschung den ent scheidenden Vorteil ber eine immer weiter wachsende reale Testumge bung zu verf gen in der man im echten Leben die Ideen und Ver nde rungen ausprobieren konnte Die Community hat so das Meshing aus dem Dornr schenschlaf erweckt und gezeigt dass gro e dezentrale drahtlose Netzwerke aus vielen einzelnen kleinen Funkzellen m glich sind die auto matisch von intelligenter Software vernetzt werden k nnen 1 Einleitung Eine entscheidende Einschr nkung von WLAN Hardware ist deren kurze Reichweite Die Sendeleistung ist in Europa auf 0 1 Watt bei 802 11b und 802 11g beschr nkt Die meisten Hersteller geben f r ihre SOHO Ger te ei ne Reichweite von wenigen hundert Metern im Freien oder weniger als hundert Meter innerhalb von Geb uden an Anders als im Amateurfunk wo es um die direkte berbr ckung m glichst gro er Distanzen bei geringer Informationsmenge geht ist ein Community Netz auf das Verkn pfen re lativ kurzer breitbandiger Verbindungsstrecken angewiesen Mit etwas Ba siswissen ber die Physik der elektromagnetischen Wellen und zus tzlichen Antennen l sst
131. eitere Informationen wie IP Header UDP Header MAC Adresse Broadcast Adresse als Overhead mit bertragen werden m s sen Durch gr ere Pakete reduziert sich der IP Overhead gegen ber den zu bertragenden Protokolldaten Trotzdem ist die von OLSR erzeugte Daten menge gro und verbraucht einen nicht unbetr chtlichen Teil der Band breite der nicht mehr f r die Nutzlast des Netzwerks zur Verf gung steht Kurze TC Intervalle scheinen sich daher per se in gr eren Meshnetzwer ken zu verbieten Andererseits ist aber ein h ufiger und redundanter Ab gleich der Datenbank in den Knoten unbedingt erforderlich da es sonst beim Routen zu Unstimmigkeiten ber den Verlauf des g nstigsten Pfads kommt Routing Loops In IP Paketen befindet sich ein Z hler Time To Live TTL dessen Wert bei jedem weiteren Transportschritt um 1 herun tergez hlt wird Wird der Wert der TTL Null wird das Paket verworfen und eine Meldung an den Absender geschickt Auf diese Weise wird verhindert dass verirrte Pakete bis in alle Ewigkeit im Netz herumsausen Das kann man sehr gut in einem Meshnetzwerk mit ping beobachten in dem man eine entfernte Maschine anpingt Taucht die Meldung Time to live exceeded auf ist das Ping Paket so lange im Kreis herumgelaufen bis der darin enthaltene TTL Z hler bei Null angekommen ist Der Fisheye Algorithmus Der Multipoint Mechanismus in RFC 3626 mildert kaum das potenzier te Wachstum der Topologieinformationen in g
132. ektrische Komponente der elek tromagnetischen Wellen Stellt man die Stummelantenne horizontal ist die Antenne entsprechend horizontal polarisiert Beim Aufstellen von Anten nen muss diesem Punkt Beachtung geschenkt werden da sich zwei An tennen kaum gegenseitig empfangen k nnen wenn sie eine um 90 Grad gegeneinander gedrehte Polarisation haben Die St rke des Empfangssignals einer horizontal polarisierten Antenne ge gen ber einer vertikal polarisierten wird um den Faktor 100 abgeschw cht Das Drehen der Polarisationsebene bewirkt also einen enormen Signalver lust von 20 Dezibel In der Praxis wirken sich falsche Polarisationsebenen nicht immer so drastisch aus da sich die Polarisationsebenen der Wellen fronten durch Reflektionen teilweise drehen k nnen Horizontale und vertikale Polarisation werden als lineare Polarisation be zeichnet Es gibt aber auch Antennen wie beispielsweise Helical Antennen oder Patch Antennen die ein rotierendes elektromagnetisches Feld er zeugen Das wird als zirkulare Polarisation bezeichnet Zirkulare Polarisa tion kann sowohl rechtsdrehend als auch linksdrehend sein Werden line ar polarisierte Signale mit einer zirkular polarisierten Antenne empfangen und umgekehrt ergibt sich immer ein Signalverlust von 3 Dezibel Dabei spielt es dann aber keine Rolle mehr in welchem Winkel ein eintreffen des linear polarisiertes Signal bei einer zirkularen Antenne gerade eintrifft Drastischer sind die Verl
133. eld Gateway muss beim Einsatz der Protokolls unbedingt leer gelassen werden es darf kein Default Gateway angegeben werden Diese Einstellung nimmt der Routing Daemon dyna misch vor Auch die WLAN Karte n m ssen f r die Verbindung zur Ad Hoc Zelle richtig konfiguriert sein Bei Problemen sollte man zun chst pr fen ob eine Firewall aktiv ist Ist das der Fall sollte sie testweise deaktiviert werden um auszuschlie en dass die OLSR Pakete von der Firewall blockiert werden OLSR verwendet UDP Port 698 eingehende und ausgehende UDP Verbindungen m ssen deshalb durch die Firewall erlaubt werden Einfaches Internet Gateway M chte man f r einen Test einfach und schnell ein OLSR Gateway mit ei nem PC oder Notebook unter Linux einrichten muss auf diesem Computer im Normalfall NAT Network Address Translation eingerichtet werden An sonsten ist auch nach dem Aktivieren des Dynamischen Gateway Plugins keine Verbindung aus dem OLSR Netz ins Internet m glich Ist keine Fire wall eingerichtet l sst sich NAT durch das Ausf hren dieser beiden Be fehle aktivieren Eventuell bereits vorhandene Firewallregeln werden dazu deaktiviert eth1 und 192 168 1 1 sind in diesem Beispiel das Netzwerk interface und dessen IP Adresse ber das das Gateway mit dem Internet verbunden ist Diese beiden Parameter m ssen der jeweiligen Situation an gepasst werden iptables F iptables t nat F iptables t mangle F iptables t nat A POSTROUTING o
134. em B ro ung nstig da die Antenne unter dem Tisch an der R ckseite des Computers im elektromagnetischen St rnebel des PC sitzt Entsprechend gering ist die Reichweite Zus tzliche Antennen Kabel und Stecker zur Erh hung der Reichweite treiben die Kosten in die H he Qualitativ hochwertiges Kabel und passende Stecker sind nicht gerade billig und verursachen immer zus tzliche Verluste beim Senden und Empfangen Das Resultat einer solchen L sung ist wahrscheinlich wesentlich schlechter als bei der Anschaffung eines geeigneten SOHO Routers 5 2 3 SoHO WLAN Router Einige dieser Router sind sehr flexibel denn es existieren f r diese Ger te hochentwickelte alternative Linux Betriebssysteme Damit werden diese billigen Ger te zunehmend zur Konkurrenz von Produkten aus dem profes sionellen WISP Bereich Wireless Internet Service Provider Bei den von der Freifunk Firmware und der OpenWRT Version White Rus sian unterst tzten Routern mit einem WLAN Chipsatz der Firma Broad com funktioniert der Ad Hoc Modus reibungslos Die neuere OpenWRT Version Kamikaze unterst tzt auch viele andere Chips tze unter ande rem Atheros SoC System on a Chip und Chips tze von Texas Instruments Die Broadcom Chips tze funktionieren erwiesenerma en mit annehmba rer Stabilit t auch Atheros Chips lassen sich inzwischen mit den Open Source Treibern des Madwifi Projekts ansprechen und k nnen sogar gleich zeitig als Accesspoint und als Ad H
135. em in einem Webbrowser anzeigen zu las sen Debugging braucht eine betr chtliche Menge Rechenleistung wenn das Netz einigerma en gro ist F r kleine Embedded Systeme sollte der Wert auf 0 gesetzt werden LinkQualityFishEye Soll der Fischaugenmechanismus verwendet werden 0 aus 1 an LinkQualityDijkstraLimit Diese Einstellung verhindert dass jede eintreffende neue Topologie nachricht ein erneutes Durchrechnen der gesamten Netzwerkdaten bank ausl st Das ist nicht n tig wenn einige Spr nge weiter eine Ver nderung auftritt Allerdings sollten Ver nderungen in der Topo logie bei benachbarten Knoten unmittelbar ber cksichtigt werden 51 3 Optimized Link State Routing Hier m ssen zwei Werte eingegeben werden Der erste Wert eine Ganzzahl gibt die Anzahl der Spr nge an Ein Wert von 2 bedeu tet dass nur neue Topologieinformationen die von direkten Nach barn Single Hop oder Nachbarn zweiter Ordnung Two Hop stam men ein Durchrechnen der Routingtabelle ausl sen Wird der Wert auf Null gesetzt l st keine eintreffende Topologienachricht eine Neu berechnung aus Der zweite Wert eine Zahl mit einer Kommastelle gibt an in welchem Intervali die Routingtabelle neu berechnet wird wenn der erste Wert f r den Hopcount auf Null gesetzt ist IpVersion Version des Internetprotokolls 4 IPv4 6 IPv6 ClearScreen Soll die Anzeige im Terminal jedes Mal neu aufgebaut werden wenn eine Zustands nderung ei
136. en Beitrag Ihr geleistet habt Vielen Dank f r den Tee das Bier und den ganzen Rest Corinna Elektra Aichele im Juli 2007 12 Einleitung Innerhalb kurzer Zeit nach der Markteinf hrung der ersten Ger te f r Wire less Local Area Networks WLAN nach dem IEEE Standard 802 11 entstan den in verschiedenen Metropolen zuerst in London Amsterdam und Ber lin die ersten B rgernetze auf der Grundlage der neuen Technologie Mittlerweile erleben Community Netzwerke einen globalen Boom Zwar ist f r einen Gro teil der Bev lkerung heute ein breitbandiger Internetzugang ebenso selbstverst ndlich wie Wasser und Stromanschluss doch selbst in Industrienationen wie der Bundesrepublik gibt es riesige L cken in der breitbandigen Internetpenetration die selbst gro e Stadtteile in der Haupt stadt Berlin unversorgt lassen Schuld an diesem Problem ist u a die Optische Anschlussleitung OPAL Die Glasfaser kam vor allem beim Auf und Ausbau des Telefonsystems in Ostdeutschland in den 1990er Jahren zum Einsatz und wurde zum Hemm schuh als die DSL Technik eingef hrt wurde die auf Kupferleitungen ba siert F r die Betroffenen tut sich also selbst im Land der Exportweltmeis ter der vom ehemaligen UN Generalsekret r Kofi Annan konstatierte Di 13 1 Einleitung gital Divide die Digitale Kluft auf Wer keinen Anschluss hat verliert den Anschluss an die globale Gesellschaft an Bildung Kommunikation und
137. en aktuellen 2 6er Kernel schl gt wegen der betagten Softwareversion fehl danach sind auch gleich die entpackten Quelltexte gel scht Auch f r diesen Chipsatz gibt es einen alternativen Open Source Treiber Er ist so alt wie die letzte Ver ffentlichung von Realtek In der Download Beschreibung steht dass der Ad Hoc Modus grob funktioniert Da der Chipsatz veraltet ist wird sich daran wohl kaum noch etwas ndern Auch die Sourcen zu den Chips tzen f r 802 1la b und g RTL8185L und RTL8187L lie en sich auf dem System der Autorin nicht kompilieren Mit keinem Realtek Chipsatz l sst sich unter Linux wirklich etwas anfangen 5 3 11 Texas Instruments Ebenso wie Broadcom verf gt Texas Instruments ber WLAN Treiber f r Li nux die den Herstellern von WLAN Routern nur als Closed Source zur Ver f gung stehen Gleichzeitig werden WLAN Karten mit Texas Instruments Chips tzen f r Arbeitsplatzrechner verkauft f r die der Hersteller keine Linux Treiber anbietet Texas Instruments hat auch nichts unternommen um die Entwicklung eines Open Source Treibers in irgendeiner Art und Weise zu unterst tzen Trotzdem fand sich eine Gruppe von Entwicklern die durch m hsames Reverse Engineering versucht hat einen benutzba ren Treiber zu entwickeln Allerdings funktioniert auch der Closed Source Treiber nicht im Ad Hoc Modus andernfalls w rde es schon lange viele weitere Freifunk Router auf Basis der AVM Fritz Box geben Beim Lad
138. en des GPL Treibers lassen ihn seine Entwickler die Meldung aus geben dass man sich doch besser eine Karte mit dem Chipsatz eines an deren Herstellers kaufen sollte Die Anschaffung einer Karte mit Texas Instruments Chips f r Linux oder Mesh Routing ist daher reine Geld und Zeitverschwendung 5 3 12 Zydas Auch die Firma Zydas hat Open Source Treiber f r ihre Chips tze ZD1201 f r 802 11b und ZD1211 ZD1211B f r 802 11a b und g ver ffentlicht Der Treiber f r das Chipset ZD1201 ist Bestandteil des 2 6er Linuxkernels F r 111 5 WLAN Technik die Chipsets ZDI211 ZD1211B gibt es drei Treiber unter der GPL Der Ori ginaltreiber des Herstellers wird seit der bernahme von Zydas durch Athe ros nicht mehr weiterentwickelt und steht auch nicht mehr zum Download bereit Weiterhin existiert eine von Open Source Programmierern verbes serte Version des Originaltreibers dessen Entwicklung ebenfalls zum Still stand gekommen ist und ein dritter von Grund auf neu geschriebener GPL Treiber mit der Bezeichnung zdl211rw Die Situation hnelt damit der bei Ralink Der neue Treiber zd1211rw ist seit der Kernelversion 2 6 18 Bestandteil der 2 6er Kernel Sourcen und ver wendet den WLAN Stack mac80211 von Devicescape Den letztgenannten Treiber bezeichnen die Entwickler als stabil auch wenn es derzeit noch si gnifikante funktionelle Einschr nkungen gibt 5 4 Typische Hardware Probleme im Ad Hoc Modus 5 4 1 Cell Splitting Der Daue
139. en elektromagnetischen Wellen einen negativen Einfluss auf die Gesundheit haben ist schwierig Unumsstritten ist die thermische Wirkung der elektromagnetischen Wellen von der z B Mikrowellenherde Gebrauch machen Bei in Deutschland zu gelassenen WiFi Ger ten ist die maximale Ausgangsleistung auf 100 mW begrenzt die thermische Wirkung ist daher vernachl ssigbar klein selbst wenn man sich ein WiFi Ger t im Dauerbetrieb direkt an den Kopf h lt Kommen jedoch gro e Sendeleistungen mehrere Watt und stark b ndeln de Antennen Parabolsch sseln zum Einsatz sollte man sich allerdings ge h rig vorsehen Auf keinen Fall sollte man sich im Fokusbereich einer stark 3 nttp www cplus org rmw englishi html 188 7 7 Sind elektromagnetische Wellen von WiFi Ger ten gef hrlich b ndelnden Antenne aufhalten In diesem Fall kann man sich Verbrennun gen zuziehen Seit einigen Jahren wird immer wieder die Vermutung ge u ert dass ge pulste elektromagnetische Strahlen auch nicht thermische Wirkung auf den menschlichen Organismus haben k nnten sie sollen unter anderem den Hormonhaushalt und oder das Bewusstsein st ren und beispielsweise f r Schlafst rungen verantwortlich sein Diese sogenannten athermischen Wir kungen konnten bislang nicht empirisch nachgewiesen werden W rden sie tats chlich existieren w re dies im Fall von WiFi wohl kaum dramatisch denn die Energiemenge ist bei WiFi im Vergleich zu anderen Funkanwen du
140. en ist und keine anderen Nutzer zu diesem Netz werksegment Zugang haben Wenn man sich sp ter ber eine unverschl s selte Funkverbindung oder ber ein unsicheres LAN mit dem Router ver bindet ist es jedoch ein Kinderspiel die Passw rter mitzulesen Dem l sst sich mit einer verschl sselten Datenverbindung SSH Tunnel zu dem Ger t ein Riegel vorschieben Daf r gibt es unter Linux Unix das Programm ssh unter Windows kann man die Freeware PuTTY verwenden Dazu f hrt man auf dem Arbeitsplatzrechner auf der Kommandozeile den Befehl aus auf den die Login Maske Bild 6 6 schon hinweist Unter Linux ssh root router ip L 8080 localhost 80 und unter Windows C Programme Putty PuTTY L 8080 localhost 80 root router ip 6 3 Konfiguration per Webinterface SSH fragt nun nach dem Administratorpasswort des Routers Steht die SSH Verbindung werden die Ein und Ausgaben des Webservers durch den ver schl sselten Tunnel zwischen Router und PC transportiert und k nnen so nicht mehr abgeh rt werden Nun kann man auf dem PC die lokale Adres se http localhost 8080 ffnen Es ist nicht zwingend der Port 8080 n tig es eignet sich jeder freie Port auf dem lokalen PC 6 3 2 Konfigurationsschritte Der mittlere Teil der Webseite zeigt eine Aufgabenliste die Schritt f r Schritt abgearbeitet werden sollte Dazu ffnet man die Men punkte auf der lin ken Seite nacheinander und konfiguriert sie Es ist nicht notwendig nach
141. enden die Funktion E SSID senden um den Namen ihrer Funkzelle vor unerw nschten Mitnutzern zu verste cken Damit lassen sich ohnehin nur Gelegenheitsnassauer aussperren in einem Mesh zumal einem Community Netzwerk ist diese Funktion ganz sinnlos Hier sollte immer der Name der Funkzelle gesendet werden Au erdem sollte dieser so informativ wie m glich sein Am besten verweist die ESSID direkt auf eine Adresse im WWW wo interessierte WLAN Nutzer weitere Informationen vorfinden Die Basisrate ist die Datenrate mit der die Beacons Bakensignale und an dere Broadcasts beispielsweise die Protokollnachrichten von OLSR und B A T M A N bertragen werden Zu Koordination der Frequenznutzung werden Broadcasts mit der niedrigsten Datenrate gesendet da sie die gr te Reichweite und daher den besten Koordinationseffekt haben der unter anderem zur Vermeidung von Kollisionen im Funkkanal dringend erforder lich ist Im g Modus ist die niedrigste Datenrate 6 Megabit im b Modus l Megabit Die Einstellung Rate je nach WLAN Modus ist empfehlenswert Bei der bertragungsrate ist die Grundeinstellung Automatisch damit f hrt man in der Regel am besten die WLAN Karten passen sich dann den jeweils vorherrschenden bertragungsbedingungen an Hat eine WLAN Station im Ad Hoc Modus mehrere Nachbarn m ssen diese mit unter schiedlichen Geschwindigkeiten angesprochen werden je nach Qualit t der jeweiligen Funkstrecke zum Nachbarn Darum k m
142. er Netzbetreibern die sich gegenseitig Datentransport durch das eigene Netz zusichern um die Reichweite des eigenen Angebots zu vergr ern Peering Vereinbarungen sind daher als Grundlage des Da tenverkehrs im Internet unter Netzbetreibern blich Das Pico Peering Agreement gibt in Art einer Konvention die Grundlage f r Community Netzwerke vor Wer daran teilnimmt bekundet die Absicht den Datenverkehr der anderen Teilnehmer weiterzuleiten ohne diesen zu kontrollieren zu filtern oder zu ver ndern Durch die Vereinbarung ent steht ein freies von Privatpersonen aufgebautes Netzwerk als digitales All gemeingut kostenloser freier und ungehinderter Datenverkehr Viele Frei funker empfinden das als wichtige Grundlage einer sich im positiven Sinne entwickelnden demokratischen Gesellschaft U http wwu picopeer net PPA de html 191 8 Die Community In vielen St dten gibt es heute ein Freifunk Netz Vorreiter und Vorbild ist f r viele Communities das Berliner Olsrexperiment eine Wolke draht los vermaschter Netzwerkknoten die seit 2004 durch ein Meshroutingpro tokoll dynamisch geroutet werden In der Anfangszeit experimentierten die Freifunker mit dem Protokoll Mobilemesh Dieses wurde nach einigen Mo naten durch OLSR ersetzt Mittlerweile ist das neue Protokoll B A T M A N parallel zu OLSR im Einsatz Vermutlich wird B A T M A N OLSR im Laufe der Zeit abl sen um eines Tages einem neuen Protokoll Platz zu machen
143. er ohne Tricks Zu letzteren geh ren die Karten mit Prism Chips tzen f r 802 11b Bei Atheros Chips kann man unter Li nux mit dem Madwifi Treiber und den Befehl athctrl das Timing justie ren Auch beim Broadcom Chipsatz ist das mit OpenWRT und Freifunk Firmware m glich Dazu gibt es sogar ein Eingabefenster im Webinterface der Freifunk Firmware 7 6 6 Planung von Wireless Long Shots Bei der Planung eines langen Funkstrecke leistet die kostenlose Software Radio Mobile hervorragende Dienste Radio Mobile wird mit kostenlo sen geografischen Daten gef ttert und berechnet automatisch die wich tigsten Parameter wie Fresnel Zone Freifeld D mpfung usw Radio Mobile ist leider nur f r Windows erh ltlich es arbeitet aber auch unter Linux im Windows Emulator Wine Auch Google Earth kann bei der Planung einer Funkstrecke sehr hilfreich sein Am besten l sst man sich bei Google Earth eine Verbindungslinie zwi schen den beiden Endpunkten der Funkstrecke anzeigen und betrachtet die Linie aus einem extrem flachen Winkel von der Seite um ein Gef hl f r die Erhebungen in der Sichtlinie zu bekommen Sowohl Radio Mobile als auch Google Earth arbeiten nat rlich nicht ohne Einschr nkungen denn sie k nnen die H hen von Geb uden oder hohen B umen nicht ber ck sichtigen die m glicherweise mitten in der Fresnel Zone liegen 7 7 Sind elektromagnetische Wellen von WirFi Ger ten gef hrlich Eine Absch tzung ob die von WiFi ausgesendet
144. erbraucher bestehen Schlie lich ist ein Auto das einen defekten R ckw rtsgang hat ebenso wie eine WLAN Karte die nicht im Ad Hoc Modus arbeitet ein defektes Produkt auf des sen Reparatur man bestehen kann Ist der Hersteller nicht in der Lage ein funktionierendes Produkt anzubieten ist man selbstverst ndlich berech tigt vom Kaufvertrag zur ckzutreten Die Situation bei Linux Treibern In der Linuxwelt sieht die Treibersituation im Augenblick eher schlecht au auss In der Vergangenheit haben die Entwickler von WLAN Treibern die Funktionalit t von 802 11 f r die meisten Chips tze auf eigene Faust imple mentiert und damit das Rad immer wieder neu erfunden Vielfach mangelt es den Entwicklern dabei am grunds tzlichen Verst ndnis von IEEE 802 11 der Standard umfasst einige hundert Seiten und gen gend Diagramme um eine Wohnung zu tapezieren Inzwischen kann man auf eine Verbesserung der Situation hoffen da es einen neuen Ansatz im Linuxkernel gibt Statt jedem Programmierer die Im plementierung von 802 11 selbst zu berlassen gibt es mittlerweile einen soliden 802 11 Stack d80211 inzwischen umbenannt in mac80211 den die Firma Devicescape unter GPL gestellt hat und der ab Kernelversion 2 6 22 oder 2 6 23 Bestandteil des Linuxkernel werden soll Inzwischen ar beiten einige WLAN Treiber Projekte daran ihre Software f r den neuen 802 11 Stack anzupassen Unter Linux muss ein Treiber nicht f r eine spezifische Karte ein
145. eres berpr fen erzeugt eine h here CPU Last Allerdings sollte der Wert nicht zu gro eingestellt werden da es bei einem hohen Aufkommen von OLSR Paketen zu Puffer berl ufen im Emp fangspuffer des Linuxkernels kommen kann Der Kernel speichert nur eine bestimmte Datenmenge von eingehenden UDP Paketen Werden diese UDP Pakete nicht rechtzeitig von Olsrd abgeholt ver wirft sie der Kernel bei einem Puffer berlauf Die Puffergr e ist im Linuxkernel einstellbar so dass man mit langen Pollintervallen expe rimentieren kann um die CPU Last zu reduzieren Es gibt eine Gr undeinstellung f r die Puffergr e und einen Maximalwert rmen_ default und rmem_max Der folgende au erhalb dieser Konfigura tionsdatei auszuf hrende Befehl setzt die Puffergr e auf 128 Kilo byte dieses Kommando kann von Hand auf der Kommandozeile in einem Terminal mit Administratorrechten gesetzt werden echo 131072 gt proc sys net core rmem_ default Gelesen werden kann die Puffergr e mit dem Befehl cat proc sys net core rmem_ default Hat man eine Einstellung gefunden die bei jedem Neustart des Be triebssystems gesetzt werden soll kann man ein Skript anlegen wel ches beim Start des Betriebssystems oder beim Starten von Olsrd au tomatisch ausgef hrt wird TcRedundancy Informationen die mit Topologienachrichten versendet werden Hier an der Redundanz zu sparen wirkt sich negativ auf die Stabilit t aus Der Maximalwert ist 2 alle Na
146. eresealgorith mus benachbarte Router und die ber sie erreichbaren Nodes immer wie der aus der Routingtabelle geworfen Das ist verheerend f r Anwendungen wie Webbrowser Mailclients oder VoIP die ber das Mesh Daten transpor tieren wollen da sie jedes Mal die Meldung vom Betriebssystem erhalten 37 3 Optimized Link State Routing dass keine Verbindung m glich ist Die Programme geben dann selbst eine Fehlermeldung aus und brechen die Verbindungsversuche ab obwohl die Verbindung nur kurz aussetzt OLSR verh lt sich dabei leider nicht opportunistisch wenn es nur einen einzigen Nachbarn gibt um ein entferntes Ziel zu erreichen ist es sehr ungeschickt diesen Router aus der Routingtabelle zu l schen Besser ist es wenn das Routingprotokoll erkennt dass es nur eine wenn auch schlechte Verbindung hat und diese so weit wie m glich nutzt Der Hysteresealgo rithmus tut das aber leider nicht Da OLSR bei der Routenfindung versucht die Anzahl der Zwischenstatio nen zu reduzieren w hlt es bevorzugt solche Nachbarn als Relaisstationen die ber instabile Verbindungen erreicht werden Diese fallen dann st ndig wieder aus der Routingtabelle einschlie lich der anderen Meshknoten die nur ber diesen Nachbarn erreichbar waren Die Folge sind in der Pra xis Verbindungsabbr che fortlaufende Fehlermeldungen und immer wie der zusammenbrechende Routingtabellen Der Hysteresealgorithmus von OLSR wird deshalb von Freifunk ni
147. erter Firmware oder Treibern kann das Zur cksetzen des Z hlers Probleme verursachen Der IBSSID Hack hat jedoch einen gewaltigen Haken wenn er nicht mit Sachverstand eingesetzt wird Keinesfalls darf die Cell ID von zwei Fun knetzwerken mit unterschiedlicher ESSID auf die gleiche Adresse gesetzt werden auch wenn sie auf unterschiedlichen Funkkan len arbeiten Die Freifunker verwenden beispielsweise die Cell ID 02 CA FF EE BA BE da sie sich einfach merken l sst und somit auf den ersten Blick offensichtlich ist wenn an ihr gedreht wurde Wenn nun andere Anwender f r ihr kleines Mesh das parallel zur gro en Meshwolke existiert eine neue Ad Hoc Zelle einrichten und die bekannte Cell ID bernehmen kracht es in beiden Netzwerken Die WLAN Karten wissen nicht mehr mit welcher Zelle sie sich assoziieren sollen Die Cell ID nicht die ESSID wie man annehmen m chte trennt die Funkzellen logisch voneinander Die Zeitstempel und die ESSID dienen lediglich dazu die IBSSID einer Funkzelle auszuhandeln Im g nstigsten Fall assoziieren sich die Karten mal mit dem einen dann mit dem anderen Netzwerk Bei 115 5 WIAN Technik vielen Karten f hrt das jedoch zum Absturz oder zum wilden Generieren zuf lliger weiterer Cell IDs Damit ist das Chaos perfekt 5 5 Power over Ethernet Am sinnvollsten ist ein Meshrouter wenn er an einem exponierten Standort m glichst hoch und m glichst frei aufgestellt wird Deshalb ist die Strom
148. erung der Datenrate in einem Netzwerk so zu koordinieren dass es nicht an Engstellen zu Datenstaus kommt W rde TCP trotz Datenstau die bertragung vermeintlich verlorengegangener Pakete in schneller Folge wiederholen w re das verheerend wie ein Stau auf der Autobahn in den immer mehr Autos hineinfahren Wird TCP in einem Funknetzwerk eingesetzt interpretiert es die Paketver luste durch bertragungsfehler im Funkmedium f lschlicherweise als Da tenstaus und reagiert darauf durch eine Reduzierung der Datenrate Paket verlusten begegnet es zwar mit erneuten bertragungsversuchen es ver doppelt aber bei jeder Retransmission die Wartezeit vor dem erneuten Sen den Exponential Backoff bis zu 64 Sekunden ba 2 1 Ad Hoc vs Infrastruktur Nach 13 gescheiterten Versuchen oder 9 Minuten gibt TCP auf und erzeugt eine Fehlermeldung Durch den Exponential Backoff wird die Daten ber tragung ber TCP auf schlechten Funkstrecken qu lend langsam Retransmissions von TCP sollten so gut wie es geht vermieden werden Ei ne naheliegende M glichkeit die Probleme mit TCP abzuschw chen ist es die bertragung unterhalb der TCP IP Protokollschichten auf dem Trans portlayer der WLAN Karten so robust wie m glich zu machen Wireless LAN nach 802 11 beherrscht die Option Fragmentation die gr e re Datenpakete bei der bertragung zwischen zwei WLAN Karten in klei nere Fragmente unterteilt Ein gro es Datenpaket ben tigt in der Lu
149. es be stimmten Herstellers installiert werden wie man es von der Windows Welt gewohnt ist Es ist also nicht so dass ein Treiber f r die Karte der Mar ke XY sich weigert mit der Karte der Marke WZ zu funktionieren obwohl beide vom gleichen OEM Hersteller stammen Entscheidend ist ob es f r den in der Karte verwendeten Chipsatz einen funktionierenden Treiber gibt und ob Linux den von der Karte ausgegebenen Typcode einem bestimmten Chipsatz zuordnen kann Einige Chiphersteller wie Zydas Realtek und Ralink bieten selbst Linux Treiber als Sourcecode an doch dieser kompiliert oft nicht gegen den ak tuellen Linuxkernel Da jener sich fortlaufend weiterentwickelt m ssten auch die Treibersourcen an neuere Versionen des Kernels angepasst und gewartet werden Eine Arbeit die die Hersteller meist nicht tun und f r die 102 5 2 Ger te f r den Aufbau eines Meshnetzwerks sich manchmal auch kein freier Entwickler findet Doch immerhin sto en die Hersteller damit aktiv die Entwicklung von Treibern f r Linux an Gu te Hardware hat auch einige Zeit nachdem sie vom Markt verschwunden ist noch ihre Fans so kommen die Anwender oft zu einer Stabilit t und Funktionsvielfalt die propriet re Treiber nur bei wenigen wirklich seri sen Firmen erreichen Ndiswrapper Windows Treiber unter Linux als Behelfsl sung Sofern der Hersteller einen gut funktionierenden Treiber mit brauchbarer Firmware f r Windows bereitstellt kann bei fehlende
150. esch ft oder in der Bastelkiste Den Stecker f r den Druckerport nebst Anschlusskabel kann man aus einem al ten Druckerkabel gewinnen Einen zweireihigen weiblichen Pfostenstecker mit 10 Pins findet man an einem Adapterkabel aus einem alten PC mit dem beispielsweise die serielle Schnittstelle vom Mainboard nach au en zum Slotblech gef hrt wird Bei 164 6 7 Wenn etwas schiefgeht Probleme mit der Router Firmware WRT Ger ten hat der JTAG Anschluss 12 Pins die Pins 1 und 2 sind jedoch f r den Anschluss von JTAG nicht erforderlich Also kommt man mit einem I0 poligen weiblichen Pfostenstecker aus wenn auf dem Routerboard die Pins 1 und 2 nicht best ckt sind PC Parallelport 4 Widerst nde JTAG Anschluss Abbildung 6 8 100 Ohm Schaltplan o1 o 0 JTAG Kabel 73 22 BEE TOK D2 T 9 seleci Das JTAG Kabel darf nicht zu lang sein da es sonst zu bertragungsfehlern kommen kann Mit einer L nge von maximal 70 Zentimetern ist man auf der sicheren Seite Da sich beim Zusammenbau des Kabels leicht Fehler einschleichen sollte man den Adapter vor dem ersten Einstecken gr ndlich mit einem Multimeter pr fen um den Druckerport nicht zu besch digen Idealerweise testet man den Adapter zuerst an einem alten PC Ist das JTAG Kabel fertig muss noch der dazugeh rige JTAG Anschluss auf dem Mainboard des Routers mit einer zweireihigen Pfostenleiste im Ras ter 2 54 Millimeter best ckt werden Die Pfostenleiste bekommt man sta
151. ese Treiber funktionieren in einem Mesh gut Die Empfangsleistung dieser Karten ist allerdings nicht berragend 5 3 6 Broadcom Der Chiphersteller Broadcom stellt eine funktionierende Firmware und ei nen Linux Treiber bereit der erwiesenerma sen reibungslos im Ad Hoc Modus arbeitet Chips tze dieses Herstellers werden in den meisten SoHO 108 5 3 Chips tze WLAN Routern mit Linux verwendet der Treiber ist jedoch Closed Source und steht paradoxerweise nicht f r Linux PCs und Notebooks mit Intel kompatiblen Prozessoren zur Verf gung SoHO Router mit Broadcom Chipsatz lassen sich mit der Freifunk Firm ware und der OpenWRT Version White Russian betreiben und arbeiten im praktischen Betrieb in einem Mesh selbst unter wirklich rauhen Bedin gungen sehr zuverl ssig Ein Open Source Projekt arbeitet seit einiger Zeit an einem freien Broadcom Treiber f r Linux Der Open Source Treiber ver wendet den neuen 802 11 Stack von Devicescape im Linuxkernel Durch einen Hack der OpenWRT Entwickler ist es auch bei diesen Chips m glich die Cell ID einer Ad Hoc Zelle festzulegen Auch das Timing von 802 11 kann justiert werden so dass Langstreckenverbindungen m glich sind Der Weltrekord ber 381 Kilometer wurde auf diese Weise aufgestellt Broadcom Karten befinden sich auch in lteren Computermodellen von Apple Die Treiber sind f r Mesh Verbindungen brauchbar 5 3 7 Cisco Die f r ihre professionelle Netzwerkhardware beka
152. et einen noch h heren Frequenzbereich im elektromagnetischen Spektrum zwischen 4 9 und 5 9 GHz Bei diesen Frequenzen betr gt die mittlere Wel lenl nge A nur noch 5 5 cm Zum Vergleich Die Wellenl nge eines UKW Radiosenders bei 100 MHz be tr gt 3 Meter ein Mobiltelefonnetz nach dem Standard GSM1800 wie es beispielsweise von E Plus oder O2 verwendet wird hat eine Wellenl nge von 17 5 bis 16 2 Zentimetern Das menschliche Auge kann Wellenl ngen von 711 nm rot bis 389 nm violett wahrnehmen denn auch das Licht geh rt zu den elektromagnetischen Wellen 713 Das Prinzip von Antennen Wechselstrom erzeugt also in einem Leiter elektromagnetische Wellen die an den Raum abgegeben werden aber dieses Prinzip gilt auch umgekehrt Treffen elektromagnetische Wellen auf einen elektrischen Leiter erzeugen 173 7 Elektromagnetische Wellen und Antennen Abbildung 7 3 Dipol sie in diesem Wechselstrom F r jedes Verh ltnis von L nge und Ober fl che eines elektrischen Leiters tritt bei einer bestimmten Frequenz ein Resonanzeffekt auf der Leiter wird bei seiner Resonanzfrequenz wie ei ne gespannte Gitarrensaite zu starken Schwingungen angeregt Der Leiter arbeitet dann als Antenne f r seine Resonanzfrequenz Am besten funk tioniert die bertragung von elektromagnetischen Wellen ber Antennen wenn Sende und Empfangsantenne auf die richtige Resonanz abgestimmt sind Antennen sind stets reziprok das hei t sie k nnen s
153. eten Spannungswandler Drosselwandler befindet sich in der N he der Stromversorgungsbuchse mindestens ein relativ gro er mit Kupfer draht bewickelter Ringkern eine Speicherdrossel Dicht daneben findet man zwei Elektrolytkondensatoren mit einer gro en Diode und dem Span nungswandler Chip Abbildung 5 5 zeigt das Innenleben eines WRTS4GL hier sind gleich drei getaktete Spannungswandler eingebaut erkennbar an den drei Speicherdrosseln Alle drei Drosselwandler teilen sich einen Elek trolytkondensator an ihrem Eingang insgesamt sind vier Elektrolytkonden satoren in der Spannungsaufbereitung verbaut Man erkennt auch die auf gedruckten Werte f r die Spannungsfestigkeit der Elektrolytkondensatoren die den Spannungswandlern als Puffer dienen 121 5 WLAN Technik Abbildung 5 5 p l gt Innenleben des i WRT54GL In Routern mit getakteten Spannungswandlern nimmt bei h herer Span nung der Stromfluss ab wie man es aus den Messergebnissen des WRT54GL ersehen kann Bei niedrigerer Spannung steigt der Strom an Die Versor gungsspannung des Routers hat damit Einfluss auf die Stromst rke und so mit auch auf den Spannungsabfall in der Zuleitung Je mehr Ampere durch eine Leitung flie en desto gr er ist der Spannungsverlust Deswegen ar beitet PoE nach 802 3a f mit einer relativ hohen Kleinspannung von 48 Volt auf diese Weise kann der Stromfluss kleingehalten werden 5 5 3 Spannungsverluste auf der Leitung berechnen Di
154. ethl j SNAT to 192 168 1 1 3 5 3 Probleme mit WiFi Allzu h ufig machen WLAN Karten beziehungsweise deren Treiber und oder Firmware rger Ein allt gliches Problem ist bei Meshnetzen das so genannte Cell Splitting oder IBSS ID Splitting Ein eindeutiges Indiz f r Cell Splitting ist folgendes Obwohl alle Parameter bei der IP Konfiguration 3 Optimized Link State Routing stimmen und auch die Funk Konfiguration der WLAN Karten korrekt ist sehen sich die WLAN Karten gegenseitig nicht Solange die Computer sich in direkter unmittelbarer Funk Reichweite be finden link local sind muss es immer m glich sein dass alle Rechner auch ohne Routingprotokoll miteinander kommunizieren Bei Problemen sollte zuerst gepr ft werden ob die einzelnen Computer sich gegenseitig anpingen k nnen Klappt das nicht sollte zun chst eine Firewall verd ch tigt werden Auf Windows PCs blockieren Firewalls nicht selten eingehende ICMP Pakete Ping Pakete aus Sicherheitsgr nden Wenn eine Firewall als Fehlerursache ausgeschlossen ist liegt das Problem wahrscheinlich in einer fehlerhaften Funktion von WLAN Karten im Ad Hoc Modus die sehr h ufig auftreten Unter Linux kann die Cell ID durch den Befehl wconfig Interface berpr ft werden Tauchen bei der Angabe der Cell ID auf den Compu tern unterschiedliche Angaben auf ist eindeutig Cell Splitting die Ursa che wenn alle anderen Angaben Kanal Modus kein Schreibfehler in
155. fachen Kabel sehr langsam Das Programmieren eines neuen Bootloaders mit 256 kByte Gr e dauert ann hernd 26 Minuten Voraussetzung f r die Arbeit mit dem JTAG Programm ist der Zugriff auf den Parallelport des PC Leider ist es der Autorin nicht gelungen den Parallelport unter Windows 2000 mit dem Programm anzusprechen Unter Linux funktionierte es jedoch auf Anhieb Sollten unter Linux dennoch Probleme mit dem Parallelport auftauchen kann man diese Checkliste durchgehen a Sind die Kernelmodule parport und parport_pc f r den Parallelport des PC geladen Die Antwort gibt 1smod grep parport Im Bedarfs fall muss man sie mit modprobe parport_pc laden a Ist der Parallelport bereits durch das Kernelmodul 1p belegt wird es mit rmmod lp entladen a Zeigtls dev parport0 dass die Ger tedatei dev parportO existiert Fehit sie kann sie mit mknod dev parportO c 99 O m 666 angelegt werden Dann sollte man die Kernelmodule mit rmmod parport parport_pc noch einmal entladen und mit modprobe parport_pc an schlie end neu laden 13 http downloads openwrt org utils HairyDairyMaid_WRT54G_Debrick_ Utility_v48 zip 166 6 7 Wenn etwas schiefgeht Probleme mit der Router Firmware Zur Arbeit mit wrt54g wechselt man auf der Kommandozeile in das Ver zeichnis in dem sich das Programm befindet und startet es mit vorgestell tem Punkt und Schr gstrich Slash als Pfadangabe Der Befehl wrt54g ohne weitere Startparameter gibt e
156. fgetreten ist Wenn der Installationsprozess fehlschl gt haben oftmals nur noch Bastler mit L tambitionen die M glichkeit das hilflos blinkende Ger t wieder in einen benutzbaren Zustand zu versetzen Hat man die Freifunk Firmware bereits einmal erfolgreich installiert ist man beim weiteren Experimentieren schon eher auf der sicheren Seite Durch das Setzen der Variable boot_wait on im NVRAM kann auch bei Linksys Ger ten der TFTP Server des Bootloaders aktiviert werden Ent h lt das NVRAM diese Variable bleibt der CFE nach der Auswertung des NVRAM drei Sekunden im TFTP Modus stehen und wartet auf den Upload eines Firmware Images Nach dem Flashprozess schreibt die Freifunk Firm ware diesen Eintrag selbst ndig ins NVRAM Danach kann die Firmware auch beim WRT54G GL per TFTP neu installiert werden wenn das System wegen eines Firmwareproblems nicht mehr startet Schl gt hingegen der erste Installationsversuch der Freifunk Firmware fehl befindet sich das System in einer Sackgasse das System bootet nicht mehr und der TFTP Server ist noch nicht eingeschaltet Aber keine Sorge Auch im Fall eines v llig ruinierten Flashinhalts kann man den Router durch ein Programmierkabel wieder in einen brauchbaren Zustand versetzen selbst wenn der Bootloader besch digt ist 6 7 2 Reparatur gebrickter WRTs Symptomatisch f r eine besch digte Firmware ist eine dauerhaft schnell blinkende Power LED ohne permanent leuchtende Kontroll LEDs an den
157. frastruktur zur ck das Prinzip der gegenseitigen Hil fe ist Basis eines Community Netzwerks Mit einem Arbeitsplatz Computer werden das nur wenige Anwender machen wollen da Workstations bli cherweise eine vernehmliche Ger uschkulisse haben und die Stromrech nung in die H he treiben g 93 5 WLAN Technik F r die Montage an einem Mast ist ein herk mmlicher PC in einem wasser dichten Geh use zu sperrig au erdem l sst dieser sich nicht ohne Weite res mit einer ungef hrlichen Kleinspannung wie ein kleiner SOHO Router per Power over Ethernet betreiben Die Montage eines herk mmlichen PCs unter dem Hausdach oder am Mastfu erh ht die Kosten weil dann zu s tzliche Antennenkabel und Stecker angeschafft werden m ssen Diese reduzieren die Reichweite und schm lern den Geldbeutel Au erdem muss man sich in diesem Fall mit dem Wirrwarr von instabilen Treibern und un terschiedlichen Hardwareversionen bei der Beschaffung der WLAN Karten besch ftigen Nat rlich hat es auch Vorteile einen PC oder Notebook lteren Semesters als Mesh Router zu verwenden Au er dem guten Gef hl dass die aus gediente Hardware noch n tzlich ist sind das vor allem die M glichkeit mehrere WLAN und Ethernet Interfaces an einem Ger t zu betreiben Das macht sie interessant f r Gateways oder zentrale Router an exponierten Stellen Au erdem k nnen weitere Dienste wie File oder Webserver dar auf laufen ohne die Hardware in die Knie zu zw
158. ft schnittstelle eine l nger dauernde ungest rte bertragungszeit als ein kleineres Paket und hat damit eine geringere Wahrscheinlichkeit erfolg reich bertragen zu werden Wie bei TCP erwartet die sendende WLAN Karte nach jedem Datenfrag ment ein Acknowledgement des Empf ngers Bleibt dieses aus wird die bertragung jedes einzelnen Datenfragments wiederholt blicherweise bis zu sieben Mal Diese Funktion sollte in einem Mesh immer verwen det werden Auf diese Weise l sst sich eine gewisse bertragungssicherheit erreichen um zu vermeiden dass TCP Ma nahmen gegen vermeintliche Datenstaus ergreift Die beste Erfahrung hat die Autorin mit sehr kleinen Werten f r die Fragmentierung gemacht Die Mindestgr e ist 256 Byte Maximale IP Paketgr e Maximum Transfer Unit In drahtgebundenen Netzwerken wird bei der Konfiguration der Netzwerk schnittstelle der gr tm gliche Wert f r die Gr e der IP Pakete eingestellt um einen m glichst gro en effektiven Datendurchsatz zu erzielen Bei je dem IP Paket m ssen zus tzliche Informationen f r die Transportschicht als Verpackung Overhead zu dem zu transportierenden Inhalt der Pay load hinzugef gt werden Um das Verh ltnis von IP Overhead und Pay load g nstiger zu gestalten wird die Paketgr e daher maximiert Sowohl bei Ethernet als auch bei WiFi betr gt die Maximum Transfer Unit MTU deshalb normalerweise 1500 Byte Bei Routen mit vielen Spr ngen H
159. ftliche Genehmigung des Verlags in irgendeiner Form Druck Fotokopie Mikrofilm oder einem an deren Verfahren auch nicht f r Zwecke der Unterrichtsgestaltung reproduziert oder unter Verwendung elektronischer Systeme verarbeitet vervielf ltigt oder verbreitet werden Bibliografische Information Der Deutschen Nationalbibliothek Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie detaillierte bibliografische Daten sind im Internet ber http dnb d nb de abrufbar 2007 Open Source Press M nchen Gesamilektorat Ulrich Wolf Satz Open Source Press BTEX Umschlaggestaltung www fritzdesign de Gesamtherstellung K sel Krugzell ISBN 978 3 937514 39 0 http www opensourcepress de Inhaltsverzeichnis Vorwort i l Einleitung 13 2 Meshrouting 19 2 1 Ad Hoc vs Infrastruktur aan a2 8 an a 20 2 1 1 Bandbreitenproblematik bei Multihop Links mit nur einem Interface lauua 22 2 1 2 Problemfall TCP u ern 24 2 1 3 Exposed Nodes Hidden Nodes 2 2 2 2 26 2 2 Routingprotokolle f r drahtlose Netzwerke 27 2 2 1 gt Protok lltvpen eu 4 see ee an 29 2 2 2 Praktische Relevanz der Routingprotokolle 3 3 Optimized Link State Routing 35 3 1 Entwicklungsgeschichte 2 2 2 222 22er 36 3 2 Die OLSR Implementierung von Olsr org und Freifunk 37 3 2 1 Hysteresealgorithmus 2 2 2 nun 37 3 2 2 Multipoint Relais 2 2 2 2 oo renne
160. g zum Internet herstellen und gleichzeitig einen Hotspot betreiben der lokale Clients im Infrastruktur modus versorgt Diese Funktion ist bislang experimentell und man sollte sich darauf einstellen dass ihre Anwendung den einen oder anderen Ab sturz mitunter auch des kompletten Computers verursacht Wissenschaftler am MIT und an der Technischen Universit t Berlin verwen den f r die Forschungsprojekte MIT Roofnet und Berlin Roofnet einen ei genen modifizierten 802 11 Stack f r das Meshing F r T ftler und Bastler ist Madwifi also eine tolle Spielwiese Leider sind die Bugs hnlich zahl reich wie die Features was angesichts der Komplexit t des Treibers wenig verwundert Hinter dem Treiberprojekt steht jedoch eine aktive Entwickler gemeinde und die Anpassung des Treibers f r den 802 11 Stack von Devi cescape ist in Arbeit F r Linux Neulinge ist der Weg zu einem einigerma en gut funktionie renden Atheros Treiber leider steinig Bis heute muss man den Madwifi Treiber selbst kompilieren und vorher noch mit einem Patch von den Frei funkern versehen damit der Ad Hoc Modus einigerma en funktioniert Der gepatchte Madwifi Treiber l uft stabil aber noch nicht optimal und es wird flei ig am Ad Hoc Modus gebastelt Deshalb sind die Atheros Karten eine Empfehlung wert zumindest f r PC Hardware Mit dem Kommando iwconfig wlanO ap 02 CA FF EE BA BE l sst sich die Cell ID einfach festlegen ohne das Interface vorher zu d
161. gang zum Gate way verweigert werden soll Das Sperren von MAC Adressen ist nur bei direkten Nachbarn m glich da MAC Adressen nur bei direkten Funklinks sichtbar sind IP Blacklist hat dieselbe Funktion nur dass hier IP Adressen gesperrt werden k nnen Die White und Blacklistfunktionen sollten in einem Community Netzwerk mit Weitsicht eingesetzt werden Man riskiert sonst einen unangenehmen Kleinkrieg mit fortgeschrittenen Nutzern in der Nachbarschaft denn IP und MAC Adressen k nnen gef lscht werden Sollte der ausgegrenzte St rer anfangen registrierte IP Adressen oder MAC Adressen von anderen zu benutzen zu spoofen greifen die hier gebotenen Ma nahmen nicht und das Netzwerk kann empfindlich gest rt werden Ein offenes und freiz giges Netzwerk hingegen regt kaum zur Sabotage an St rungen entstehen weitaus h ufiger durch Unwissenheit als durch B s 154 6 4 Gateway Konfiguration willigkeit Derartige Probleme werden besser auf der sozialen zwischen menschlichen Ebene Layer 8 im Freifunk Jargon als durch technische Ma nahmen gel st P2P Traffic blocken Der Punkt P2P Traffie blocken hat die Aufgabe Filesharing Protokolle Peer to Peer Protokolle P2P wie E Mule Kazaa oder Bittorrent zu sperren Die se k nnen den Gateway f r andere Internetnutzer durch berlastung wei testgehend unbrauchbar machen Das Problem tritt dann auf wenn Peer to Peer Programme so konfiguriert sind dass sie
162. gen k nnen Um eine SSH Verbindung mit dem Router herzustellen steht unter Win dows das Freeware Programm PuTTY zur Verf gung Unter Mac OS X und Linux ist das passende Programm ssh bereits installiert Letzteres wird auf der Kommandozeile ausgef hrt In einem Textterminal wird der Befehl ssh rocot router ip eingegeben Der Benutzername ist immer root ein normales Benutzer konto gibt es nicht Die Verbindung per SSH wird verschl sselt und kann im Gegensatz zu Telnet als abh rsicher bezeichnet werden 6 5 1 Softwareinstallation auf der Kommandozeile OpenWRT und damit auch die Freifunk Firmware verwenden das Paket managementsystem iPKG mit dem Installationsbefehl ipkg Die Befehls syntax hnelt apt get unter Debian GNU Linux oder Ubuntu iPKG kann externe Softwarepakete die nicht in der Paketliste der Freifunk Firmware enthalten sind ber die Angabe einer Linkadresse installieren Hier ein Bei spiel wie man den B A T M A N Daemon und das passende Webinterface installiert ipkg install http freifunk schmudde com ipkg freifunk batman_0 84 beta 02 ipk f http www linux root de elug vi html http downloads open mesh net batman stable a ntep freifunk schmudde com 156 6 5 Konfiguration auf der Kommandozeile ipkg install libpthread ipkg install http downloads open mesh net batman stable wrt freifunk batmand_O 2 current ipk Wenn Softwarepakete in der Paketliste der Freifunk Firmware
163. ginatornachrichten auf der besten Route schneller und oder h ufiger an Liegen die verschiedenen Routen hinter verschiedenen Nachbarn kann sich der Empf nger einfach f r den besten Nachbarn als Gateway entscheiden wenn er mit dem entfernten Knoten kommunizieren will Der Empf nger muss sich lediglich merken von wel chem Nachbarn die Originatornachrichten des Senders am schnellsten und am zuverl ssigsten eintreffen Zu jedem entdeckten Originator f hrt ein B A T M A N Router eine Statistik ber eine vordefinierte Anzahl der zuletzt empfangenen erwarteten Origi natornachrichten Ein Node wei somit wie viele Originatornachrichten ber welchen direkten Nachbarn tats chlich eingetroffen sind und kann die Qualit t der Verbindung beurteilen 4 1 2 Bidirectional Link Check Linkpr fung auf Bidirektionalit t Beim Weiterreichen von Originatornachrichten m ssen die B A T M A N Knoten einige einfache Regeln beachten Dazu geh rt dass nur Origina tornachrichten von Nachbarn weitergereicht werden zu denen eine bi direktionale Kommunikationsverbindung besteht Eine Route die in bei de Richtungen auf dem Hin und R ckweg funktioniert kann nur aus einer Kette von Funkverbindungen bestehen die jeweils bidirektional ar beiten Au erdem erwartet der Absender beim Transport von Daten die nicht verbindungslos per Broadcast sondern per Unicast bertragen wer den eine Empfangsbest tigung Acknowledgement Bleibt sie aus wir
164. gr nden nachdem sie sich auch auf allen anderen ver f gbaren Kan len erfolglos nach Bakensignalen f r die angegebene ESSID umgeh rt hat 112 5 4 Typische Hardware Probleme im Ad Hoc Modus Eine Ad Hoc Station die alleine funkt weil sie keinen Funkkontakt zu an deren hat oder als erster Knoten die Funkzelle gr nden muss erzeugt per Zufall eine IBSSID und beginnt einen Zeitstempel hochzuz hlen der mit den Beacons bertragen wird Sp ter hinzukommende Stationen haben die ltere vorgegebene ID zu verwenden und deren Zeitstempel zu berneh men da ihr eigener Zeitstempel j nger ist Dieser Prozess hei t BSS Merge Empfangen andere Stationen die ge nderte IBSSID mit den lteren Zeit stempel in den Beacons stellen sie sich ebenfalls um Damit ist sicherge stellt dass sich einzelne Karten oder Funkzellen zu einer gro en gemein samen Funkzelle verbinden k nnen Dieses Verfahren ist schl ssig und einfach Es funktioniert auch solange die WLAN Karten tun was sie sollen Genau an dieser Stelle kracht es im praktischen Betrieb eines Ad Hoc Netzes aber st ndig falls die Betreiber des Meshnetzwerks nicht in die Trickkiste greifen Die leidvolle Erfahrung ist dass f nf Notebooks mit f nf verschiedenen WLAN Karten die auf dem gleichen Tisch stehen f nf verschiedene Ad Hoc Zellen gr nden In der Anfangszeit der Freifunk Meshnetze war dies neben untauglichen Routing protokollen das Hauptproblem Ad Hoc Stationen
165. gt sich in einem gesteigerten Stromfluss nieder der durch die Messung bereits ermittelt wurde Mit einer Leistung von 12 Watt 12 Volt 1 Ampere ist das mitglieferte Steckernetzteil beim WRT54GL ausreichend berdimen sioniert Bei einem Ger t mit knapp dimensionierten Netzteil muss man dieses durch ein leistungsst rkeres stabilisiertes Netzteil ersetzen 124 Mesh Betrieb auf SOHO Routern Bei einigen Routern aus dem SoHO Bereich kann die Originalfirmware des Herstellers durch eine alternative Firmware ersetzt werden Praktisch alle im Handel erh ltlichen Router stellen eine Update Funktion f r das Ein spielen einer neuen Firmware zur Verf gung Bekannt sind hier vor allem die f r diese Hardware entwickelten Linux Distributionen OpenWRT und DDWRT Auf der Basis von OpenWRT Version White Russian hat Sven Ola T cke eine f r den Einsatz im Freifunk Mesh spezialisierte Firmware Distribution namens Freifunk Firmware entwickelt Durch die Freifunk Firmware wird die Installation eines f r das Meshing vorbereiteten Betriebssystems in einem geeigneten Router so einfach wie ein Firmwareupdate des Herstellers Die Freifunk Firmware kann bei dem beliebten Router Linksys WRT54GL und hnlichen Modellen ber das Web interface installiert werden 125 6 Mesh Betrieb auf SOHO Routern Tabelle 6 1 Von der Freifunk Firmware unterst tzte Router 6 1 Freifunk kompatible Router Voraussetzung f r eine erfolgreiche Install
166. gungen sprunghaft ndern k nnen In einer Gro stadt f hrt das dazu dass auf einer Multihop Route mit vielen Hops h ufig mindestens eine bertra gungsstrecke gerade stark gest rt ist und praktisch kaum Bandbreite zur Verf gung stellt Eine Kette ist nur so stark wie ihr schw chstes Glied da jede Funkstrecke individuell durch Interferenzen gest rt werden kann steigt mit dem Hopcount die Wahrscheinlichkeit dass eine Route augen blicklich nicht funktioniert Mit steigendem Hopcount sinkt daher nicht nur die Bandbreite gleich zeitig steigen auch die Paketverluste und die Wahrscheinlichkeit dass eine Route gerade nicht passierbar ist bevor das Routingprotokoll eine Alterna tivroute zur Verf gung stellen kann sofern sich eine Alternativroute auf bauen l sst Paketverluste haben die unangenehme Eigenschaft sich zu multiplizieren Die Erfolgsrate bei der bertragung ist in der Grafik als Faktor angegeben Ein Faktor von 1 entspricht einer Erfolgsrate von 100 Prozent Durch die Multiplikation der einzelnen Erfolgsraten ergibt sich der Gesamtwirkungs grad der Multihop Route 23 2 Meshrouting 0 20 Multipliziertt man den Gesamtwirkungsgrad der Route mit der theoreti schen Bandbreite kommt man zu einer einigerma en realistischen Ein sch tzung des tats chlichen Durchsatzes Throughput Eine Route A B C D mit einer theoretischen Bandbreite von 3 66 Megabit und einem Gesamt paketverlust von 50 Prozent wird e
167. h ufig das verwendete Internet Gateway um wenn es in einem OLSR Mesh mehrere Internet Gateways gibt Ein Gateway Client kann unter OLSR nicht entscheiden ber welches Internet Gateway er letzten Endes ins Internet geroutet wird solange das Gateway kein direkter Nachbar ist Jeder OLSR Router auf einem Multi Hop Pfad zum Internet entscheidet unabh ngig von den W nschen des Gateway Clients zu welchem Gateway er gerade die Internetpakete schickt Dabei wird jeweils das g nstigste Gateway gew hlt zu dem gerade die beste Rou te besteht Die Qualit t von Routen ver ndert sich in einem Mesh jedoch best ndig Deshalb geschieht es in einem Mesh mit mehreren Gateways relativ h ufig dass das Internet Gateway von OLSR umgeschaltet wird Die meisten Internet Gateways verwenden NAT Network Address Trans lation d h sie maskieren die private IP Adresse des Gateway Clients und 67 3 Optimized Link State Routing kommunizieren mit dem Server im Internet ber ihre ffentliche IP Adres se Der Server empf ngt alle Anfragen des Gateway Clients mit der ffentli chen IP Adresse des Gateways und sendet seine Antworten an diese Adresse zur ck Immer wenn OLSR das Internet Gateway wechselt brechen die bestehen den Verbindungen zusammen da der Server im Internet nicht wei dass der Client nun ber eine andere ffentliche Adresse mit ihm zu kommu nizieren versucht Die bestehende Session ist aus Sicht des Servers unter brochen u
168. hen Temperaturen auf diese Weise recht schnell und erzeu gen willk rliche und schwer nachvollziehbare Fehlfunktionen Auch mit der UV Best ndigkeit einer Tupperbox ist es nicht weit her Der Kunststoff wird wahrscheinlich nach kurzer Zeit einrei en wenn er mechanisch be lastet wird oder einfach auseinanderfallen Empfehlenswert sind hingegen helle Geh use aus Aluminium verzinntem Stahlblech oder UV best ndigem hellen Kunststoff die sich unter direkter Sonneneinstrahung wenig aufheizen Metallgeh use sollten unbedingt mit einer hellen deckenden Farbe lackiert sein Auch wenn man es anders ver muten w rde heizen sich blanke oder mit Klarlack berzogenen Metallge h use in der Sonne stark auf Wetterfeste wei e oder hellgraue Kunststoff geh use zum Beispiel elektrische Anschlussdosen f r den Au enbereich mit hoher Schutzklasse nach IP Norm IP64 oder h her eignen sich besser als eine Dose f r das Gefrierfach Die Tupperdose sollte man nur f r hit zebest ndige und einfach zu ersetzende Komponenten verwenden z B f r selbstgebaute Quadantennen Zus tzlich ist es empfehlenswert bei Geh usen im Au enbereich einen Sonnenschutz vorzusehen um die Innentemperatur bei direkter Sonnen einstrahlung zu senken Geh use sollten im Au enbereich niemals hermetisch dicht sein sondern am Boden an der tiefsten Stelle zumindest eine Entl ftungsbohrung ha ben Auf wasserdichte Kabeldurchf hrungen kann man daher verzichten wenn
169. hen den Endger ten l uft in einem Hotspot ber den Accesspoint ab der blicherweise als Internetzugangspunkt dient Technisch bezeichnet man eine solche sternf rmige Netzwerkstruktur als Point to Multipoint oder One to Many Topologie Die WLAN Basisstation verh lt sich in einem Hotspot wie der Funkmast eines Mobiltelefonanbie ters Wenn zwei Mobiltelefone miteinander kommunizieren die sich bei derselben Basisstation eingebucht haben werden alle zur Abwicklung des Gespr chs notwendigen Daten ber den Mobilfunkmast als Relaisstation bertragen Befindet man sich in einer abgeschiedenen Gegend ohne funktionierende Infrastruktur ist das Mobiltelefon nutzlos Anders als bei einem klassischen 19 2 Meshrouting Funkger t kann man andere Gespr chspartner auch dann nicht anrufen wenn sich ihre Telefone innerhalb der Funkreichweite befinden Abbildung 2 1 WLAN im u Infrastrukturmodus pi rw mr Im Ad Hoc Modus hingegen k nnen WLAN Karten wie Funkger te direkt miteinander kommunizieren ohne auf einen Accesspoint angewiesen zu sein Jedes Ger t kann gleichzeitig mit mehreren anderen Ger ten Verbin dungen direkt aufbauen sofern sie in Funkreichweite sind Entsprechend wird diese Netzwerktopologie als Multipoint to Multipoint oder Many to Many bezeichnet Abbildung 2 2 WLAN im D Ad Hoc Modus 65 Fr u r Haben alle Teilnehmer in einer Ad Hoc Funkzelle untereinander direkten Funkkontakt wird die Netzwerkto
170. hrichten Intervall in Sekunden MID Nachrichten geben be kannt ob ein Knoten mehrere Interfaces hat auf denen Olsrd routet MidValidityTime G ltigkeitsdauer von MID Nachrichten in Sekunden Es schadet in keiner Weise hier einen sehr hohen Wert anzugeben Hnalnterval HNA Nachrichten Intervall in Sekunden HnaValidityTime G ltigkeitsdauer von HNA Nachrichten in Sekunden Darf ruhig sehr lang sein damit ein Gateway nicht wegen Paketverlusts aus der Rou tingtabelle f llt LinkQualityMult Soll eine bestimmte Route manuell bevorzugt oder ignoriert werden k nnen hier ETX Link Quality Werte ber einen Multiplikator beein flusst werden In diesem Beispiel w rde die Route ber 192 168 0 1 schlechter erscheinen als sie ist Durch das Multiplizieren mit dem Faktor 0 5 wird der LinkQuality Wert klein schlecht und der ETX Wert entsprechend hoch Auch der umgekehrte Weg ist m glich Hier werden alle Linkstrecken um den Faktor 0 7 schlechter gerechnet Im Folgenden werden zwei bestimmte Routen besser gestellt LinkQualityMult default 0 7 LinkQualityMult 10 143 143 143 1 0 LinkQualityMult 10 143 143 144 1 0 An dieser Stelle ist nun eine g ltige Konfigurationsdatei abgeschlossen Falls weitere Interfaces mit abweichenden Parametern konfiguriert werden sollen k nnen weitere Interface Bl cke hinzugef gt werden In der Konfi gurationsdatei folgt noch die Konfiguration eines Tunnel Interface Tunnel sind beliebt zur Kopplung von is
171. hrumpfschlauch Das selbstvulkanisierende Klebeband sollte mit PVC Klebeband umwickelt werden Manche V gel oder andere Tiere knabbern gerne an dieser Gum mimischung und k nnen so im Laufe der Zeit den Ausfall eines Systems herbeif hren Auf diese Weise haben Kr hen in Bangladesh den Ausfall ei nes VSAT Systems verursacht durch den sehr hohe Kosten entstanden sind 5 2 8 Geh use Oft verwenden Bastler die bekannten Tupperwaredosen als wasserfeste Be h lter f r die Au enmontage eines SOHO Routers Das erweist sich beson ders an hei en Sommertagen als schlechte Idee da sich durch den trans parenten Kunstoff die Luft in der Dose stark aufheizt Ein deutliches An zeichen daf r dass es zu hei hergeht ist die sichtbare Verformung des Routergeh uses Selbst wenn der Router am ersten wirklich hei en Sommertag durch ber hitzung noch nicht in die ewigen Jagdgr nde eingegangen ist verschlei en die elektronischen Komponenten recht schnell Vor allem die Elektro Iytkondensatoren in der internen Spannungsstabilisierung haben nur eine 5 WLAN Technik begrenzte Lebensdauer wenn sie hohen Umgebungstemperaturen ausge setzt sind In den Halbleiterchips tritt au erdem bei so hohen Tempera turen verst rkt ein als Elektromigration bezeichneter Effekt auf Bei hohen Temperaturen tragen die flie enden Str me Material von den chipinternen Leiterbahnen ab die auf diese Weise immer d nner werden Die Chips al tern unter ho
172. ht gepulst also digital moduliert sind Warum das bei der Wirkung auf den menschlichen Organismus einen Unterschied machen soll ist schwer verst ndlich Die meisten Menschen sind sich gar nicht bewusst wie viele starke elektro magnetische Felder im gesamten Spektrum permanent durch die Gegend schwirren da sie daf r keine Sinne haben Weil sie sich dessen nicht be wusst sind haben sie auch keine Veranlassung nerv se Verstimmungen auf die Anwesenheit einer bestimmten elektromagnetischen Anwendung zu schieben Steht dagegen ein WLAN Ger t mit erkennbaren Antennen auf dem Tisch taucht pl tzlich eine Erkl rung f r diese oder jene Befind lichkeit auf 189 7 Elektromagnetische Wellen und Antennen Doch wer ein Mobiltelefon besitzt hat keinen Grund sich ber die ather mischen Wirkungen eines WiFi Routers in der benachbarten Wohnung oder auf dem Hausdach Sorgen zu machen Ein Mobiltelefon hat eine Aus gangsleistung von bis zu 2 Watt GSM 900 beziehungsweise 1 Watt GSM 1800 Die maximale Sendeleistung eines Mobiltelefons ist bis zu zwanzig mal h her als die Sendeleistung der leistungsst rksten WiFi Ger te auf dem Markt Es sendet immer wieder Daten um dem n chsten Mobiltelefonmast mitzuteilen dass es erreichbar ist und wird von den meisten Anwendern t glich viele Stunden am K rper getragen Beim Telefonieren h lt man sich das Ger t unmittelbar an den Kopf und schirmt dabei oft unabsichtlich die Sendeante
173. ht kann das Debuglevel beim Programmaufruf bergeben werden Die Konfigurationsdatei muss stets zuerst angegeben werden sonst bricht der Daemon den Start mit ei ner Fehlermeldung ab olsrd exe f Default olsr d 1 Eben weil Olsr Switch es Anf ngern besonders einfach macht durch einen falschen Mausklick oder eine falsch konfigurierte Firewall das Netz emp findlich zu st ren ist die Unterst tzung f r Windows bei den Freifunkern nicht besonders beliebt und hinkt hinterher Das soll nicht hei en dass olsrd 0 4 10 unter Windows nicht zufriedenstellend funktioniert Tech nisch ist es allerdings auf dem Stand von Ende 2005 und eignet sich deshalb nur f r Meshnetze die nicht allzu gro sind Klappt die Verbindung zum Mesh nicht sollte man die WLAN Einstellun gen die Firewall IP Adresse Netzwerkmaske und Broadcastadresse ber pr fen Das richtige Interface muss im Olsr Switch ausgew hlt werden Oft verursachen die Treiber oder Firmware der WLAN Karten Probleme Eine solide Funktionsweise des Ad Hoc Modus ist bei WLAN Karten f r PCs lei der eher die Ausnahme N heres zu dieser Problemstellung ist in Abschnitt 5 4 zu lesen 3 3 3 Konfigurationsdatei des Olsrd Vor dem ersten Start von Olsrd muss die Konfigurationsdatei editiert wer den Normalerweise werden dem Daemon keine Optionen beim Start ber aB 3 3 Praxis mit Olsrd geben Das macht bei der Vielzahl von m glichen Optionen und Einstell m glichkeiten keine
174. hten mit einer geringeren Dichte da der Luftdruck mit der H he abf llt Die daraus resultierende Brechung kr mmt den Pfad der Wellenausbreitung zur Erde hin Die optische Sichtlinie ver 186 7 6 Wireless Long Shots Funkstrecken ber gro e Entfernungen l ngert sich dadurch um 33 3 Prozent gegen ber der geod tischen geome rischen Sichtlinie Mit den beiden nachfolgenden Formeln l sst sich die H he der Erdkr m mung f r jeden Punkt zwischen den beiden Endpunkten berechnen Geod tische Erdkr mmung h 0 07843 d1 d2 Frdkr mmung unter Ber cksichtigung des Brechungsindex h 0 07843 d1 x d2 1 333 7 6 5 Timing Probleme bei Langstreckenverbindungen Das Wort Lichtgeschwindigkeit klingt zun chst berzeugend schnell Wenn man aber schnelle Datenverbindungen mit WiFi ber Distanzen von eini gen Kilometern realisieren m chte kommt einem die Lichtgeschwindigkeit bald schon eher langsam vor Der Grund ist der Halbduplex Betrieb von WiFi WiFi Karten m ssen immer wieder zeitraubend auf eine Antwort der Gegenstelle warten was Bandbreite kostet Bei einer Funkstrecke von 300 Metern betr gt die Laufzeit der elektromagnetischen Wellen schon 1 Mikro sekunde 10 Mikrosekunden Laufzeit verstreichen bereits auf einer Distanz von 3000 Metern IEEE 802 1 labg wurde nicht f r Funkstrecken ber gro e Distanzen entwi ckelt Deshalb bekommt man bei langen Funkstrecken Schwierigkeiten mit dem Protokoll
175. i nem Netzwerk das auf gegenseitiger Hilfe beruht sicherlich kein falscher Ansatz So k nnen sich leicht verschiedene Parteien zusammenfinden um beispielsweise einen gemeinsamen schnellen Gateway einzurichten oder Linkstrecken auszubauen Ehe man es sich versieht findet man sich mit neuen interessanten Zeitgenossen und Zeitgenossinnen am Stammtisch wieder und redet begeistert ber das tolle Hobby 6 3 4 System Hier wird es nun endg ltig technisch Vor allem geht es unter System um die Einrichtung eines eigenen Domain Namen Systems DNS mit eigener Subdomain Rechnernamen und eigenem Domain Name Server Compu ter im lokalen Netzwerk k nnen als DNS Server diesen Router angeben dieser f hrt stellvertretend f r sie Anfagen nach Domainnamen im Inter net aus und l st Domain Namen auf Tippt man beispielsweise im Browser die Adresse www freifunk net ein muss der eigene Arbeitsplatzrechner herausfinden unter welcher IP Adresse z B 192 109 42 84 diese Webseite abgerufen werden kann Der Vorteil eines eigenen Domain Name Servers liegt darin dass auch lo kale Maschinen ber nur lokal g ltige Domainnamen ansprechbar sind statt lediglich ber IP Nummern Es ist also durchaus empfehlenswert die Schaltfl che Starte DNS DHCP Server Einschalten zu w hlen Der Eintrag DNS Server gibt den Server an den der Router seinerseits nach ihm unbekannten Domainnamen befragt Hier sollte ein zuverl ssiger DNS Server angegeben werden da mi
176. ich mit rund 17 dBm 50 Milliwatt arbeitet da die Verluste in Kabel und Steckverbin dungen die am Eingang der Sendeantenne eintreffende Sendeleistung re duzieren Eine D mpfung von 1 dB pro Steckverbindung ist allerdings eher vorsichtig gesch tzt Die angegebenen Werte sind lediglich exemplarisch zu verstehen Bei gut verarbeiteten und gut montierten Steckverbindern nach N Norm betr gt die D mpfung pro Verbindung nur 0 2 dB Bei schlechtem Material und unsauberer Montage k nnen auch mehrere dB pro Steckverbindung ver loren gehen Die D mpfung im Kabel ist ebenfalls von Typ Qualit t und L nge abh ngig Durch den Gewinn der Sendeantenne wirkt der skizzierte Aufbau in der Hauptstrahlrichtung wie ein Sender mit 41 dBm 17 dBm Signal am An tenneneingang 24 dBi Antennengewinn der an einer Antenne ohne Ge winn betrieben wird Dieser theoretische Wert wird als effektive isotrope 181 7 Elektromagnetische Wellen und Antennen Strahlungsleistung Effective Isotropic Radiated Power abgek rzt EIRP be zeichnet Es gibt rechtliche Einschr nkungen hinsichtlich der effektiven Strahlungs leistung in der Hauptstrahlungsrichtung einer Antenne Der Betrieb des in Abbildung 7 5 skizzierten Aufbaus w re in der BRD nicht legal Erlaubte Strahlungsleistung lohnen sich gute Antennen trotzdem Leider ist in der BRD die erlaubte maximale effektive Strahlungsleistung die durch B ndelung der Strahlungsenergie erzielt wird im 2
177. iche Kenntnisse ber den Startvorgang weiter Statt einer Festplatte besitzen die Router einen Flashchip wie sie auch in USB Memory Sticks verwendet werden Beim Einschalten wird der in den ersten Bl cken des Flash gespeicherte Bootloader CFE aktiv Er erf llt die gleiche Funktion wie das BIOS in einem PC wenn der Bootloader gestartet ist berpr ft er den Inhalt des NVRAM Non Volatile Random Access Memory anhand einer Pr fsumme Dieser 64 kByte gro e Block am Ende des Flashspeichers enth lt die Konfigurati on des Systems Nach der erfolgreichen Auswertung des NVRAM wird der 162 6 7 Wenn etwas schiefgeht Probleme mit der Router Firmware Linuxkernel ebenfalls anhand einer Pr fsumme kontrolliert Ist sie korrekt wird der Kernel ins RAM des Routers geladen und das Dateisystem im Flash gemountet Anschlie end werden die Init Skripte ausgef hrt Um ein neues Betriebssystem im Router installieren zu k nnen enth lt der Bootloader einen TFTP Server Empf ngt der CFE eine Firmware Datei per TFTP Upload wird sie automatisch im Flash installiert Der TFTP Server des CFE ist beim WRT jedoch ab Werk ausgeschaltet Es l sst sich beim Start des Routers also nicht einfach ein neues funktionierendes System per TFTP flashen wie bei anderen Routern Das wird zum Problem wenn das im Flash installierte Firmware Image aus irgendeinem Grund nicht mehr funktioniert etwa weil beim Einspielen der Firmware per Webinterface ein Fehler au
178. iell kann man bei allen Modellen eine Firmware ber TFTP installie ren doch nicht bei allen Ger ten ist der TFTP Server ab Werk eingeschaltet Beim WRTS54GL ist er in der Fabrikeinstellung deaktiviert Beim Asus WL500G Premium l sst sich der TFTP Server ber die Restore Taste an der R ckseite des Ger tes aktivieren Die Taste wird gedr ckt be vor der Router an die Stromversorgung angeschlossen wird und danach ein paar Sekunden gedr ckt gehalten Wenn die Power LED langsam blinkt ist der Router bereit f r den TFTP Upload Eine Besonderheit des Asus WL500G Premium ist dass der TFTP Server die gleiche Ethernet IP Adresse benutzt die von den Anwendern f r den Betrieb konfiguriert wurde Im Auslieferungszustand ist es die IP Adresse 192 168 1 1 Nicht bei allen Modellen der Asus Serie WL500G ist die Vorgehensweise so einfach wie beim WL500G Premium Beim nicht mehr im Handel erh ltli chen Modell Asus WL500G ohne den Zusatz Deluxe oder Premium gestal tet sich die Installation per TFTP wesentlich komplizierter F r Informatio nen ber die Installation per TFTP bei den verschiedenen Routermodellen ist das OpenWRT Wiki eine sehr gute Informationsquelle die detailliert auf die einzelnen Modellen eingeht ber den Link in der Status Spalte der Hardware Tabelle auf der Seite TableOfHardware gelangt man zu Informa tionen f r das spezifische Modell Beim Buffalo WHR G54S ist der TFTP Server werksseitig eingeschaltet Un mittelbar
179. iert werden sollte die Liste der zur Verf gung stehenden Softwarepakete erneuert werden ber den Link Liste aktualisieren am unteren Ende der Webseite In der Liste der installierbaren Programme tauchen nur Installationspakete auf die im Softwareverzeich nis auf den Servern der Freifunk Firmware oder des OpenWRT Projekts ent halten sind 6 3 12 Firmware Unter dieser Rubrik findet man die M glichkeit per Webinterface ein neues Firmware Image in den Router einzuspielen Dies funktioniert auch bei den Routermodellen bei denen die Erstinstallation der Freifunk Firmware noch ber TFTP erfolgen musste ber die Schaltfl che Durchsuchen kann wie bei der Installation ber das Webinterface bei der Linksys Firmware ein neues Firmware Image ausgew hlt werden 6 3 13 Neustart Es gibt unterschiedliche Optionen f r den Neustart Ein Einfacher Neustart gen gt um die in den letzten Abschnitten beschriebenen Ver nderungen zu bernehmen Beim Neustart im ReadOnly Modus f r Firmware Update wird der beschreibbare Teil des Flash Dateisystems nach dem Neustart so in das Dateisystem eingebunden gemountet dass nur davon gelesen wer den kann Dies ist erforderlich f r das Einspielen einer neuen Firmware ber das Webinterface Neustart mit Initialisierung Festplatte formatieren Dauer 2 Minuten l scht den Inhalt des Flashspeichers Der Bootloader CFE und das NVRAM bleiben erhalten Der Neustart im Failsafe Modus wird in Abschnitt
180. igurationsdatei begeben Die im Folgenden vorgetellte Konfigurationsdatei enth lt unkommentiert alle wichtigen Konfigurationsparamenter Die einzelnen Komponenten wer den im anschlie end folgenden Abschnitt detailliert erkl rt Diese Datei ist eine typische Beispielkonfiguration f r ein Meshnetzwerk aus berwiegend station ren Knoten wie sie von Community Netzwerken wie Freifunk ver wendet wird Eine ausf hrliche in deutscher Sprache kommentierte Konfi gurationsdatei finden Sie im Internet Das Editieren von Konfigurationsdateien darf nur mit einem Texteditor wie Notepad unter Windows oder nano oder vi geschehen da Textverarbei tungsprogramme unerw nschte Formatierungszeichen hinzuf gen welche die Datei f r den Daemon unlesbar machen Unter Windows m ssen die Konfigurationsdateien mit Notepad im Format UTF 8 gespeichert werden sonst tritt der gleiche Effekt auf Wie unter Unix Linux in vielen Konfigurationsdateien blich signalisiert ein Rautenzeichen am Anfang der Zeile einen Kommentar 2 pttp downloads open mesh net misc olsr olsr conf example german comments 3 Optimized Link State Routing olsr org OLSR Daemon Konfigurationsdatei DebugLevel 1 LinkQualityFishEye 1 LinkQualityDijkstraLimit 3 6 0 Ipversion 4 ClearScreen yes Hna4 10 193 198 0 255 255 255 0 10 140 140 254 255 255 255 255 Hna6 Internet Gateway si 0 Weitere Eintr ge fec0 2200 106 48 AllowNoInt yes
181. ine Hilfedatei aus NVRAM mit JTAG l schen Verhindern falsche Einstellungen im NVRAM den erfolgreichen Start des Systems kann das NVRAM einfach per JTAG gel scht werden Das gen gt h ufig schon um den Router wieder ansprechbar zu machen Um die an schlie ende Wiederherstellung des NVRAM Inhalts braucht man sich nicht zu k mmern Findet der CFE ein leeres oder besch digtes NVRAM vor schreibt er automatisch das NVRAM neu und tr gt die Fabrikeinstellun gen ein Diese sind im CFE gespeichert Sicherheitshalber sollte vorher ein Backup angelegt werden wrt54g backup nvram wrt54g erase nvram Falls das NVRAM auf zuvor gesicherte funktionierende Einstellungen zur ckgesetzt werden soll kann per JTAG ein Backup eingespielt werden Das Flashen des NVRAM dauert etwa sechs Minuten wrt54g flash nvram Kernel mit JTAG l schen F r eine Havarie der Firmware hat Linksys eine Hintert r vorgesehen Ist der Kernel besch digt bleibt der Bootprozess stehen und der CFE aktiviert den TFTP Server Der erw hnte grobe Trick mit dem Kurzschluss am Flash chip nutzt dies aus Er bewirkt dass der Bootloader den Inhalt des Flash speichers als besch digt erkennt und den TFTP Server aktiviert Hat der Router diesen Hack heil berstanden und wurde beim Kurzschlie en zu f llig der richtige Moment erwischt kann per TFTP Upload ein lauff higes System installiert werden Risiko rmer und erfolgversprechender ist es den Kernel mit de
182. inen Durchsatz von etwa 1 8 Megabit bei der Verwendung des verbindungslosen UDP Protokolls erzielen Diese Betrachtung ist allerdings stark vereinfacht In diesem Beispiel wurde nur der Weg in eine Richtung ber cksichtigt und bei allen Verbindungsstre cken die gleiche Bruttodatenrate angenommen Au erdem hat das jeweils verwendete Protokoll TCP UDP einen nicht unerheblichen Einfluss auf die erzielbare Bandbreite 2 1 2 Problemfall TCP Im Gegensatz zum verbindungslosen Protokoll UDP ist TCP Transfer Con trol Protocol ein verbindungsorientiertes Protokoll welches berpr ft ob die Daten bertragung zwischen zwei Netzwerkknoten erfolgreich stattge funden hat Der Sender wartet nach dem Verschicken eines Datensegments auf eine Empfangsbest tigung Acknowledgement des Empf ngers in der dieser mitteilt ob er die Daten fehlerfrei empfangen hat Trifft innerhalb der Wartezeit Timeout das Acknowledgement f r das bertragene Daten segment nicht ein wird das Datenpaket als verloren betrachtet und erneut bertragen Die Performance von TCP ist in einem Mesh sehr schlecht da das Protokoll ausschlie lich f r die Anforderungen kabelgebundener Netz werke entwickelt wurde bei denen Paketverluste nur selten vorkommen In Kabelnetzen tritt Paketverlust nicht wie beim Funk im bertragungsme dium auf sondern durch Datenstaus am bergang zwischen unterschied lichen Netzwerksegmenten Eine prim re Zielsetzung von TCP ist es die Steu
183. ingen Doch der Stress mit Stromversorgung Konfiguration und kaprizi sen WLAN Karten wiegen diese Vorteile selten auf 5 2 2 WILAN Karten f r PCs und Routerboards WLAN Karten f r PCs sind heute als PCI Karten USB Dongles oder USB Adapter mit Anschlusskabel erh ltlich F r Notebooks gibt es au erdem PC Cards nach den Standards PCMCIA Typ II 16 Bit Schnittstelle mit 5 Volt oder 3 3 Volt Betriebsspannung Cardbus 32 Bit 3 3 Volt oder PC Card Ex press In modernen Notebooks findet sich praktisch immer auch ein Mini PCI Sockel mit eingebauter WLAN Karte nach dem Mini PCI Standard Einige im Handel erh ltliche PCI Karten sind lediglich PCI zu MiniPCI Adapter mit eingesteckter Mini PCI Karte unter einer Abdeckung aus Me tallblech Solche Adapter Karten lassen sich mit einer leistungsf higeren Mini PCI Karte aufr sten Das ist unter anderem eine preiswerte Methode um zu einer WLAN Karte f r den WLAN Standard 802 11a zu kommen da Mini PCI Karten vergleichsweise preiswert sind Der Austausch ist einfach solange die neue MiniPCI Karte ber die glei che Antennenbuchse verf gt Einfach den Deckel entfernen Antennenka bel abziehen und Karten tauschen Aber Die Mini PCI Karte wird ber ein kurzes Antennenkabel Pigtail mit dem Antennenanschluss am Slotblech der PCI Karte verbunden Sind die Antennenbuchsen auf der alten und der neuen Mini PCI Karte unterschiedlich muss auch noch ein neues Pigtail angeschafft werden Diese Pigtai
184. inn der Antenne abgezogen werden m ssen Bei der Montage einer stark b ndelnden Omni sollte der Strahler genau lotrecht montiert werden da sonst in einer Richtung zum Himmel gefunkt wird 75 2 Sektorantennen Sektorantennen sind h ufig auf den Sendemasten der Mobiltelefonanbieter zu sehen Diese Antennen sind berwiegend dazu gedacht um von einem exponierten Standort aus einen Bereich in mehrere Sektoren zu untertei len der dann von mehreren Funksystemen versorgt wird Man kann also beispielsweise ein Gebiet in vier Sektoren mit 90 Grad aufteilen und jeden Sektor mit einem SOoHO Router abdecken Sektorantennen b ndeln horizontal sehr stark und haben eine sehr brei te vertikale Strahlungskeule Da sie horizontal stark b ndeln werden sie an hohen Standorten um ein paar Grad nach unten geneigt montiert Die meisten Sektorantennen sind von ihrem Aufbau her omnidirektionale An tennen vor einer Reflektorwand 179 7 Elektromagnetische Wellen und Antennen 7 5 3 Richtantennen Richtantennen verengen das Strahlungsdiagramm in horizontaler und ver tikaler Ebene Ihr Sinn ist es stabile und leistungsf hige Punkt zu Punkt Verbindungen ber gro e Entfernungen zu erzielen Am zuverl ssigsten und leistungsst rksten sind Richtantennen mit parabolischen Reflektoren die gemeinhin als Sch sseln englisch Dish bezeichnet werden Professio nelle Richtantennen mit gro em Gewinn verwenden als Reflektoren Gitter aus Aluminiumdruckguss
185. ist beim Linksysnetzteil mit einem wei en Strich bei schwarzem Kabel mit einem 117 5 WLAN Technik schwarzen Strich bei einem grauen Kabel gekennzeichnet Der nicht ge kennzeichnete Leiter des Netzteilkabels Minus wird mit den Leitern Braun und Braun Wei aus dem langen Ethernetkabel verbunden Alle Verbin dungsstellen werden nun gegeneinander mit dem Isolierband isoliert Am anderen Ende des langen Ethernetkabels werden diese Arbeitsschritte wiederholt Der braune und braun wei e Leiter des langen Ethernetkabels werden an den nicht gekennzeichneten Leiter Minus aus dem Netzteil an geschlossen Die blauen und blau wei en Leiter werden mit dem gekenn zeichneten Leiter aus dem Netzteil verbunden Am kurzen Ethernetkabel werden diese Leiter isoliert Die Leiter Gr n und Gr n Wei und Oran ge und Orange Wei werden zwischen kurzem und langem Ethernetkabel farbgleich verbunden und isoliert Nun kann man das Netzteil nach einer Sichtpr fung in die Steckdose stecken und mit dem Multimeter die Pola rit t am Hohlstecker pr fen Beim Linksys ist der Innenkontakt des Hohl steckers Plus der Au enkontakt Minus Dazu wird das Multimeter auf die Messung von Gleichspannung bis 20 Volt eingestellt Darauf achten dass die Messleitungen auf das Messen von Spannung gest pselt sind Bei einem Multimeter ist das rote Messkabel Plus und das schwarze Messkabel Minus Mit der Pr fspitze des roten Ka bels ber hrt man nun den Innenlei
186. jounin net 135 6 Mesh Betrieb auf SOHO Routern Abbildung 6 6 Unverschl sselte Passwort bertragung im Freifunk Interface 136 fortabel zu gestalten Wie bei OpenWRT kann die Konfiguration des Rou ters aber auch auf der Kommandozeile per SSH Secure Shell erfolgen Das Kommandozeileninterface ist viel m chtiger als die Weboberfl che aber auch schwerer zu bedienen Im Webinterface k nnen nur diejenigen Schrit te ausgef hrt werden f r die es Checkboxen und vorbereitete Men s gibt Das sind bei aktuellen Versionen der Firmware schon eine ganze Menge Mit dem Kommandozeileninterface kommt man dagegen auch an die un gew hnlichsten Einstellm glichkeiten heran Das Webinterface der Freifunk Firmware hat einen ffentlichen Bereich und einen administrativen Bereich der durch ein Passwort gesch tzt ist Der Administrationsbereich ist ber die Schaltfl che Verwalten zug nglich 6 3 1 Sicher anmelden ber SSH Im Gegensatz zur Originalfirimware muss man nun beim Anmeldeprozess im Webinterface den Benutzernamen root und das Passwort admin ange ben Das Passwort wird dabei unverschl sselt bertragen Die Firmware verzichtet aus Platzgr nden auf SSL Verschl sselung f r das Webinterface Es ist also nicht m glich sich ber eine URL mit vorgestell tem https mit dem Ger t zu verbinden Das ist kein Problem solange der Rechner von dem aus die Wartungsarbeiten erfolgen direkt mit dem Router per Kabel verbund
187. kann wirkt aber auch st rend weil Rech ner am LAN Port des Routers nicht von au en erreichbar sind Sollen ein zelne Ports eines Rechner hinter einem NAT von au en zug nglich sein muss aufwendiges Port Forwarding eingerichtet werden Dies ist dann n tig wenn ein Server am LAN Port des Routers dem Mesh seine Dienste anbieten soll Hier ein kleines fast intuitiv verst ndliches Beispiel f r Port Forwarding ohne Erkl rung der Optionen Als WLAN Adresse des Meshrouters kommt Ausf hrliche informationen zu Port Forwarding mit iptables findet man zum Beispiel in der deutschen bersetzung von Rusty Russels NAT Howto http www netfilter org documentation HOWTO de NAT HOWTO html 157 6 Mesh Betrieb auf SOHO Routern 10 140 131 4 zum Einsatz der interne Rechner der am LAN Port des Rou ters h ngt tr gt die LAN Adresse 172 16 3 1 Ziel ist es den TCP Port 6000 des Rechners 172 16 3 1 von au en aus dem Mesh trotz NAT erreichbar zu machen iptables t nat A PREROUTING d 10 140 131 4 p tcp dport 6000 j DNAT to 172 16 3 1 6000 Zus tzlich muss die Firewall ge ffnet werden iptables I FORWARD d 10 140 131 4 p tcp dport 6000 j ACCEPT iptables I FORWARD d 172 16 3 1 p tcp dport 6000 j ACCEPT Diese Zeilen kann man in die Datei etc local fw einf gen damit die Ver nderungen nach jedem Neustart wirksam werden Das beschriebene Vorgehen f hrt lediglich dazu dass ein Port aus dem LAN im Mesh errei
188. kennbar an der Genmask Netzmaske 255 255 255 255 und am Flag H f r Hostroute Die Route mit der Destination 0 0 0 0 und der Netzmaske 0 0 0 0 in der untersten Zeile ist eine Defaultroute Sie wird ver wendet f r alle Ziele die nicht in einer weiter oben liegenden Zeile der Routingtabelle gelistet sind Eine Defaultroute kann muss aber nicht ins Internet f hren Von OLSR Routern die eine Route mit dem Ziel 0 0 0 0 an k ndigen wird jedoch erwartet dass sie Internetzugang bereitstellen Der OLSR Daemon setzt f r jede Route eine Metrik die der Anzahl von Hops bis zum Ziel entspricht Im Fall der aufgelisteten Defaultroute bedeutet das dass das Internet Gateway im Mesh f nf Hops entfernt liegt Ob beispielsweise der Internetzugang funktioniert kann gepr ft werden indem eine bekannte IP Adresse eines Computers im Internet mit dem Be fehl ping getestet wird IBM R50 tmp ping 141 1 1 1 PING 141 1 1 1 141 1 1 1 56 84 bytes of data 64 bytes from 141 1 1 1 icmp_seq 1 ttl 51 time 1167 ms 64 bytes from 141 1 1 1 icmp_seq 2 ttl 51 time 288 ms 64 bytes from 141 1 1 1 icmp_seg 3 ttl 51 time 93 5 ms Nat rlich kann statt der IP Nummer auch der Domainname einer bekann ten Domain im WWW angegeben werden Wenn eine IP Adresse mit Ping erreicht werden kann aber ein Ping zu einem Domainnamen nicht gelingt ist entweder kein Domain Name Server im System konfiguriert oder dieser ist aus dem Mesh nicht erreichbar In einem OLSR Mesh gi
189. l vier SOHO Router einschlie lich ihrer Netzteile mit zus tzlichen 96 5 2 Ger te f r den Aufbau eines Meshnetzwerks Antennenkabeln Antennensteckern und leistungsf higen Antennen sind auch nicht wesentlich sparsamer oder preiswerter als ein PC mit mehreren WLAN Karten Vor allem der Einsatz von USB WLAN Karten ist preislich attraktiv ein USB Kabel hat keine Verluste und kostet nicht viel PCs von der Leistungsklasse eines AMD K6 oder Pentium II oder IlI geh ren f r die meisten Anwender bereits zum alten Eisen das gerne f r einen guten Zweck verschenkt wird Die gemessene Leistungsaufnahme eines sol chen Rechners betr gt etwa 25 bis 30 Watt wenn kein allzu schlechtes oder berdimensioniertes Netzteil verwendet wird Die Grafikkarte oder CD Laufwerke und andere Komponenten kann man getrost ausbauen und anderweitig verwenden sie ben tigen ohnehin nur Strom und kaum jemand wird zur Wartung einen Monitor auf den Dach boden schleppen F r Wartungsarbeiten sollte man eine serielle Linuxkon sole einrichten und sich ber ein serielles Kabel per Terminalemulation mit dem Router verbinden wenn dieser wegen einer St rung nicht mehr ber seine Netzwerkinterfaces erreichbar ist F r den Anwendungszweck als Meshrouter gibt es bereits angepasste Linuxdistributionen wie beispiels weise Pyramid Linux oder Meshlinux welche die Einrichtung eines sol chen Routers vereinfachen und mehr Treiber f r WLAN Karten mitbringen als
190. l http www fernsehsofa de olsr 46 3 3 Praxis mit Olsrd Vor dem ersten Start des Olsrd muss dieser mit dem Olsr Switch konfigu riert werden Dabei muss unbedingt die Checkbox Offer Internet Gateway deaktiviert werden wenn nicht wirklich ein Internet Gateway ber die sen PC angeboten werden soll Andernfalls wird der Windows PC f r den Internetverkehr benachbarter Meshteilnehmer und zum Schwarzen Loch Es wird ein Internetzugang offeriert in dem die Internetanfragen anderer Netznutzer verschwinden Wenn der PC tats chlich als Internet Gateway dienen soll ist es nicht rat sam das mit der Windows Version zu realisieren F r Olsrd unter Linux gibt es ein dynamisches Gateway Plugin Dieses Plugin pr ft ob der Inter netzugang wirklich funktioniert und stellt das Annoncieren eines Internet Gateways bei einer Fehlfunktion ein Die Windows Version berpr ft das Funktionieren des Internetzugangs nicht Die im Screenshot 3 1 gezeigte Konfiguration kann als Ausgangsbasis ber nommen werden Das verwendete Interface kann von der Abbildung ab weichen Abbildung 3 1 Grundkonfiguration mit Olsr Switch Sind alle Einstellungen vorgenommen sollte die Konfiguration ber die Schaltfl che Save gespeichert werden bevor zum ersten Mal gestartet wird Die Default Konfiguration kann man dabei getrost berschreiben Eine ak tive Firewall meldet beim ersten Start dass Olsr Switch den Port 698 ver wenden m chte Das muss nat
191. lasse nen Frequenzen oder mit berh hter Sendeleistung m glich Daher wer den die Quelltexte und Details der Firmware von der Herstellern unter Ver schluss gehalten und k nnen nicht legal ver ndert werden Man ist also bei Firmwareproblemen von der Bereitschaft der Hersteller abh ngig Fehler zu beheben Bis heute arbeitet beispielsweise die Firmware f r die WLAN Karten von Intel mit dem Chipsatz IPW2200 im Ad Hoc Modus fehlerhaft Da dieser Chipsatz mittlerweile schon wieder Schnee von gestern ist steht zu be f rchten dass eine funktionierende Firmware nie verf gbar sein wird Es ist bei der Mehrheit der PC Notebooks reine Gl cksache ob sich eine brauchbare Verbindung zu einem Meshnetzwerk herstellen l sst Die An wender vermuten h ufig schlechten Empfang als Ursache bei nicht funk tionierenden Verbindungen dabei sind allzu oft Fehler in den Treibern oder in der Firmware verantwortlich Deutlich wird das wenn mehrere Ge 101 5 WLAN Technik r te auf dem gleichen Tisch stehen und partout nicht miteinander reden wollen Welcher Besitzer eines Autos w rde es akzeptieren wenn die Werk statt den defekten R ckw rtsgang in einem Neuwagen mit einem Schulter zucken quittiert und den Mangel als Selbstverst ndlichkeit betrachtet mit der man sich abzufinden hat Na bitte Vorw rts f hrt er doch Ein m glicher Weg zur Abhilfe best nde darin dass mehr und mehr Kun den konsequent auf ihre Rechte als V
192. lation siehe NAT Netzwerksimulation 3 NLQ 40 59 NS2 33 NVRAM 162 Backup 167 et macaddr 153 ilOmacaddr 153 l schen 167 siehe O OLSR 29 72 Implementierungen 36 Olsr org Implementierung 36 OLSR Tempo 141 OLSR Traffic Shaping 143 OLSR Daemon siehe Olsrd OLSR DHCP 140 OLSR DMZ 158 Olsr Filter 139 Olsr Switch 46 OLSR Viz 151 OLSR Willingness 141 Olsr org 36 Olsrd Abst rze unter Windows 46 CVS Version 45 Debuglevel 58 ETX 40 f r Macintosh 46 f r MS Windows 46 Funktionsweise 39 Installation 44 Internet Gateway Windows 47 Konfigurationsdatei 48 51 NLQ 40 Plugins 61 Plugins installieren 45 TC Messages 4l unterst tzte Systeme 39 Olsrexperiment 192 Omni 178 179 horizontale B ndelung 179 Strahlungsdiagramm 178 One to Many Topologie 19 OpenWRT 159 161 als Meta Distribution 159 Routingsoftware installieren 161 unterst tzte Chips tze 95 Optimized Link State Routing siehe OLSR Optische Anschlussleitung sie he Glasfaser Originatorintervall w hlen 80 unter Originatornachricht 73 Inhalt 73 Statistik 74 Verbreitung 73 Weg einer 76 79 Orinoco Chipsatz 105 106 Karten auf Ebay 106 Linux Unterst tzung 105 und Cell Splitting 106 OSPF 72 Overlay Dateisystem 139 P P2P Traffic blocken 155 Packet Radio 14 Paketverluste 23 Parallelport 166 PC Engines 96 PCI Express Mini Card 110 PCI Karten 94 PCI WLAN Karten aufr sten 94 PCMCIA Typ H 94 PCMCIA Karten 16 Bit 94 Peer to Peer Modus Hoc Modus Peering
193. legant setzt aber einen erh hten Konfigurationsaufwand voraus Nachteilig ist au erdem dass der gesamte Datenverkehr eines stadtweiten Netzwerks ber einen einzelnen Server abgewickelt wird dieser muss den gesamten anfallenden Datenverkehr entgegennehmen und weiterversen den Dadurch fallen zus tzliche Kosten an wenn der Traffic nicht kostenlos ist oder pauschal abgerechnet wird Zudem bricht der gesamte Internetver kehr aus dem Mesh zusammen wenn der Proxy Gateway ausf llt Au er dem kann der gesamte Datenverkehr vom zum Mesh ins Internet an einer einzigen Stelle berwacht und abgeh rt werden Dieses Problem haben die Entwickler bei B A T M A N durch das automa tische Aushandeln von Tunnels von vornherein ausger umt 68 3 5 Typische Probleme mit OLSR 3 5 2 Typische Probleme beim ersten Einsatz Voraussetzung f r den Kontakt zum Meshnetzwerk ist eine g ltige IP Adres se f r jedes Interface auf dem der Mesh Routingdaemon arbeitet Dazu ge h ren auch die zur Adresse des Netzwerks passende Netzmaske die Broad castadresse und ein g ltiger DNS Server Ein beliebter Fehler ist eine ung l tige Broadcastadresse Stimmt die Broadcastadresse nicht ignorieren die Meshknoten gegenseitig ihre OLSR Pakete diese werden ausnahmslos per Broadcast verschickt In einem Mesh gibt es prinzipiell keinen DHCP Server Ausnahme f r die lokalen Clients eines Meshrouters wenn diese nicht am Routing beteiligt sind Das Eingabef
194. leichzeitig an D senden da die Sendung von C den Empfang von B durch Interferenz st ren w rde WB Reicht B im n chsten Schritt die Daten an C weiter kann A nicht an B senden da B gerade selbst sendet D kann ebenfalls nicht senden weil er damit den Empfang der Daten von B bei C blockieren w rde A Oz Die Datenrate hat sich bei der Ankunft der Daten bei C bereits halbiert Bei der anschlie enden bertragung von C an D h rt B unfreiwillig mit A kann 22 2 1 Ad Hoc vs Infrastruktur nicht an B senden da sich im Empf nger von B die Signale von C und A gegenseitig st ren w rden Wenn die Daten schlie lich bei D eintreffen ist die Bandbreite auf dem Pfad A B C D auf rund ein Drittel gesunken Auf den ersten Hops einer Multihop Route reduziert sich also die Band breite schnell Sie sinkt jedoch mit weiter ansteigender Sprunganzahl Hop count langsamer und f llt nicht ins Bodenlose zumindest in der Theorie Nach f nf Hops stabilisiert sie sich auf niedrigem Niveau Diese Aussage trifft jedoch nur unter idealen Bedingungen zu Die Voraus setzung daf r ist dass das Mesh sich in einer funktechnisch ruhigen Umge bung befindet und die bertragungen nicht von anderer Seite gest rt wer den In dicht bev lkerten Gebieten ist das im 2 4 GHz Bereich mit seinen zahlreichen konkurrierenden Anwendungen jedoch kaum der Fall Es ist eine typische Eigenschaft der Luftschnittstelle dass sich die Bedin
195. leninterface der folgende Befehl ausge f hrt um sich mit dem Server zu verbinden cvs d pserver anonymoussolsrd cvs sourceforge net cvsroot olsrd login Wenn der Server nach einem Passwort fragt gen gt es die Eingabetaste zu dr cken Der nun folgende Befehl startet den Download Genauer Das lokale Verzeichnis wird mit dem Inhalt des Servers synchronisiert cvs z3 d pserver anonymoussolsrd cvs sourceforge net cvsroot olsrd co olsrd current CVS legt nun in dem Verzeichnis in dem der Befehl gestartet wurde ein neues Unterverzeichnis namens olsrd current an Soll sp ter auf einen neueren Stand der Software aktualisiert werden bertr gt CVS nur noch die Ver nderungen wenn es wieder im gleichen Verzeichnis gestartet wird wie zuvor Es ist nicht garantiert dass der aktuelle Stand der Entwicklung aus dem CVS funktioniert Meistens ist das jedoch der Fall Sollte der Inhalt des CVS einmal nicht funktionieren kann man auf die n chste Version warten die innerhalb kurzer Zeit verf gbar sein d rfte Ist auf der lokalen Maschine eine funktionsf hige Umgebung zum Kompi lieren von C Programmen vorhanden ist die Installation relativ einfach da die Software keine besonderen Paketabh ngigkeiten aufweist Ist man auf der Kommandozeile in das Verzeichnis mit den Olsr Quelltexten gewech selt gen gen die beiden Befehle make und make install F r letzteren ben tigt man Administratorrechte F r Olsrd existieren einige intere
196. ll kann man das Ganze getrost vergessen sich den ganzen Aufwand schenken und zur mitgelieferten Stummelantenne grei fen Einziger Vorteil gegen ber dem Stummel Der Rauschpegel wird durch die Richtwirkung abgeschw cht wenn eine Richtantenne verwendet wird Das kann ein gro er Vorteil sein d rfte aber vermutlich die hohen Kosten nicht aufwiegen Empfindlichkeit von WLAN Karten Ein entscheidendes Qualit tsmerkmal einer WLAN Karte oder eines Ac cesspoints ist die Empfindlichkeit des Empf ngers Auch die Empfangs empfindlichkeit wird blicherweise in dBm angegeben Hier sind es nat r 182 7 6 Wireless Long Shots Funkstrecken ber gro e Entfernungen lich negative Werte Je gr er der negative dBm Wert desto empfindlicher ist die WiFi Karte Hier die Werte einer ausgezeichneten Karte Senao NET EL NMP 8601 PLUS mit Atheros Chipsatz Modus Datenrate Empfindlichkeit Tabelle 7 1 802 11b Mbps 96 dBm erapindlichkeit der Karte Senao NET EL VADS en NMP 8601 PLUS 802 118 6 Mbps 92 dBm 54 Mbps 76 dBm Das sind allerdings Spitzenwerte die Empfindlichkeit der meisten WiFi Karten ist bedeutend schlechter Interessant ist an den Werten dass die Karte bei gleicher Signalst rke im 802 11b Modus fast doppelt so schnell ist 11 Megabit bei 92 dBm statt 6 Megabit Der 802 11b Modus ist bei langen Funkstrecken also nicht unbedingt Schnee von gestern Hier die Daten einer Netgear MA401 PCMCIA zum Vergleich Modus Datenr
197. llem durch den verwendeten Frequenzbereich zwischen 4 9 und 5 9 GHz Dieser Bereich des elektromagnetischen Spektrums ist im Gegensatz zu 2 4 GHz nicht von zahllosen Anwendungen berlaufen Die verf gbaren Kan le weichen von Staat zu Staat voneinander ab und der Einsatz von 802 11a ist in weitaus weniger L ndern freigegeben als bei 802 11b g In Europa werden zwei Fre quenzbereiche von 5 150 GHz bis 5 350 GHz und von 5 470 GHz bis 5 725 GHz verwendet Der Betrieb im Freien ist nur im oberen Frequenzband zugelassen Im unteren Freguenzband ist eine maximale effektive Sende leistung von 0 2 Watt erlaubt im oberen Frequenzband d rfen es bis zu 1 Watt sein 802 11a konkurriert im unteren Frequenzband nur mit High Per formance Radio Local Area Network HIPERLAN einem weiteren weniger verbreiteten Standard f r drahtlose Computernetze St rungen von ande ren Anwendungen sind in diesem Frequenzbereich kaum zu erwarten Das obere Frequenzband teilt sich 802 11a mit Radarsystemen Dabei wird selbstverst ndlich dem Radar Priorit t einger umt Ger te f r 802 1 la m s sen mit einer Technologie 802 11h ausgestattet sein die Kollisionen mit Radar verhindert und gegebenenfalls automatisch einen Frequenzwech sel durchf hrt Da ein automatischer Frequenzwechsel im Ad Hoc Modus technisch schwierig zu organisieren und in 802 11a auch nicht vorgesehen ist ist diese Betriebsart im 5 GHz Bereich in Deutschland nicht gestattet Aus diesem Grund kann
198. llte Linksys dem WRT54G nach des sen Umstellung von Linux Hardwarerevisionen 1 0 bis 4 0 auf das pro priet re Betriebssystem VxWorks Hardwarerevisionen 5 0 und h her das Modell WRT54GL mit Linux zur Seite Eine Liste der von der Freifunk Firmware unterst tzten Router zeigt Tabelle 6 1 Dabei sind nicht alle der aufgef hrten Ger te noch im Handel oder werden mit einer geeigneten Hardwarerevision angeboten Ger t Bemerkung Allnet 0277 nicht mehr im Handel Asus WL 500G kaum noch anzutreffen Asus WL 500G Deluxe Mit USB 2 0 leider nicht mehr im Angebot Asus WL 500G Premium Mit USB 2 0 gut ausgestattet Buffalo WHR G54S sehr empfehlenswertes und preiswertes Modell Freifunk Firmware kann nur per TFTP installiert werden 126 6 1 Freifunk kompatible Router Fortsetzung Ger t Bemerkung Linksys WRT54G alle Modelle mit Revisionsnummer 1 0 bis 4 0 neuere WRT54G Modelle h here Ver sionsnummern werden nicht mehr unter st tzt Linksys WRT54GL das empfohlene Ger t Linksys WRT54GS nur ltere Versionen bis Revisionsnummer 3 0 sind interessant Linksys WAP54G Accesspoint ohne Switch nur 2 MByte Flash und 8 MByte RAM Linksys WRT5463G eigentlich ein WRT54G mit UMTS Card in einem Cardbus Steckplatz Motorola WR850G in Deutschland selten im Handel Siemens SE505 nicht mehr im Handel ber Ebay zu be kommen Alle f r den Betrieb mit der Freifunk Firmware geeigneten Router basie ren auf integrierten Chips tzen der
199. ls sind relativ teuer PCMCIA Karten f r Notebooks mit 5 Volt und 16 Bit sind mittlerweile ver altet Sie sind gebraucht oder als Restposten f r wenig Geld zu bekommen De 5 2 Ger te f r den Aufbau eines Meshnetzwerks Sie passen auch in alte Notebooks mit 486er Prozessoren oder besser die sich damit ihr Gnadenbrot als stromsparende WLAN Relais verdienen k n nen Gerade diese lteren Karten verf gen h ufig noch ber einen Anten nenanschluss um die Reichweite zu erh hen Beliebt sind die alten Karten mit den Chips tzen Lucent Orinoco oder Prism2 2 5 3 mit Antennenan schluss f r 802 11b Allerdings sind auch hier die passenden Antennenste cker oder fertig konfektionierten Adapterkabel Pigtails relativ teuer USB Adapter sind interessant wegen der M glichkeit sie an einer g nsti gen Stelle plazieren zu k nnen Ein USB Kabel darf bis zu 5 Meter lang sein ist preiswert und verursacht keine Verluste beim Senden und Empfangen Bei der Reichweite schneiden USB Dongles am schlechtesten ab Sie ver wenden in der Regel stark verkleinerte Behelfsantennen weil beim Design eine geringe Baugr e im Vordergrund steht Wesentlich besser sind USB Adapter mit ausklappbarer Antenne Einige Bastler bringen USB Adapter im Fokuspunkt einer umger steten Satellitensch ssel an damit gewinnen sie eine Antenne mit gro er Reichweite und USB Anschluss Fest eingebaute PCI Karten sind f r die Verbindung zum Mesh aus der Wohnung oder d
200. luss des Stromkreises eintritt der Strom wird ein oder ausgeschaltet die Polarit t wird umgedreht l sen sich das elektrische und magnetische Feld zusammen von dem Leiter ab und breiten sich mit Lichtgeschwindigkeit im Raum aus Die Analogie zu Wasserwellen dr ngt sich an diesem Punkt auf wirft man einen Stein ins Wasser erzeugt dieser auf der Wasseroberfl che eine Wellenbewegung die sich ausbreitet Erzeugt man auf der Wasseroberfl che kontinuierlich Be wegung breiten sich auch kontinuierlich Wellen aus Schaltet man einen Stromkreis ein erzeugt man ebenfalls eine Wellenbewegung unsichtbarer elektromagnetischer Felder Findet in einem Stromkreis eine kontinuierli che Ver nderung statt entsteht eine kontinuierliche Wellenbewegung die sich vom Ort ihrer Entstehung ausbreitet Wechselstrom wechselt im Gegensatz zu Gleichstrom best ndig die Pola rit t Schlie t man an den Stromkreis Wechselstrom an entstehen konti nuierlich elektromagnetische Wellen die sich im Raum mit Lichtgeschwin digkeit ausbreiten Nach diesem grundlegenden Prinzip dem Erzeugen eines Wechselstroms arbeiten alle Sender die elektromagnetische Wellen produzieren 171 7 Elektromagnetische Wellen und Antennen Abbildung 7 1 Feldlinien Abbildung 7 2 Sinuskurve mit Amplitude und Zeit 172 Elektromagnetische Wellen haben je ein elektrisches und ein magnetisches Kraftfeld die beide im Winkel von 90 Grad zueinander stehen und die man du
201. m JTAG Kabel einfach zu l schen wrtS54g erase kernel Beim n chsten Neustart bleibt der Bootloader nun stehen und wartet ge duldig auf ein TFTP Upload F r die initiale Firmwareinstallation nach dem Einsatz der JTAG Kabels sollte zuerst die Originalfirmware von Linksys ver wendet werden Die Firmware Version muss genau zu der vorhandenen Hardwarerevision passen Idealerweise nimmt man exakt die Version mit 6 Mesh Betrieb auf SOHO Routern der der Router ausgeliefert wurde Bei einem praktischen Test gelang das Wiederherstellen des Systems nur mit der deutschen Originalfirmware auf einem in Deutschland gekauften Ger t Eine amerikanische Version der Linksys Firmware mit einer h heren Versionsnummer funktionierte nicht Nachdem die Linksys Firmware erfolgreich installiert ist kann problemlos wieder eine alternative Firmware geflasht werden Bootloader defekt Wenn alle Ethernet LEDs dauerhaft leuchten und dabei die Power LED permanent blinkt ist der Bootloader CFE defekt oder gel scht Per JTAG kann ein neuer Bootloader installiert werden Der CFE ist bei jedem ein zelnen WRT individuell unterschiedlich da er die MAC Adresse des Ether netinterfaces enth lt Au erdem unterscheiden sich die Bootloader bei ver schiedenen Modellreihen und Hardwarerevisionen Im Internet findet man Webseiten die online eine individuell auf das Ger t zugeschnittene Boot loaderdatei erzeugen oder geeigldenete Hilfsprogramme zum kostenlosen
202. m Linux Treiber als Notl sung das Programm Ndiswrapper weiterhelfen NDIS Nerwork Device Interface Specification ist eine von Windows vorgegebene Schnittstellen spezifikation f r Netzwerkkarten Ndiswrapper to wrap bedeutet auf Eng lisch einwickeln arbeitet als Kompatibilit tsschicht die als Vermittler zwi schen dem Linuxkernel und dem Windowstreiber fungiert Damit lassen sich die Funktionen der Netzwerkkarte durch den Windowstreiber unter Linux nutzen Dazu ben tigt man den Treiber f r Windows XP die Firm ware falls bei der Initialisierung der Karte ein Firmwareupload in die Karte erforderlich ist und die dazugeh rende Installationsdatei mit der Endung INF Ndiswrapper besteht aus dem Dienstprogramm ndiswrapper und einem gleichnamigen Kernelmodul Auf der Webseite des Ndiswrapper Projekts ist die Hardware aufgelistet die mit Ndiswrapper erfolgreich getestet wurde Auch die passenden Treiber und Firmwaredateien sind dort zu finden Sollte die betreffende Karte dort noch nicht aufgelistet sein lohnt sich ein Versuch mit den Windowstrei bern von der CD des Anbieters Die erforderlichen Dateien sind norma lerweise in einem Cab Archiv oder einem selbstextrahierenden Zip Archiv verpackt Cab Dateien lassen sich mit dem Befehl cabextract unter Li nux auspacken selbstextrahierende Zip Archive Dateiendung exe k n nen mit dem Befehl unzip ge ffnet werden Gelingt das nicht f hrt man die Installation auf einem Windowssystem dur
203. m Spannungsabfall was wiederum erh hten Stromfluss und da mit erh hten Spannungsabfall zur Folge hat usw Sind die Komponenten das gilt in erster Linie f r das Netzteil nicht aus reichend dimensioniert bricht wegen des erh hten Anlaufstroms die Span nung in der Versorgungsleitung beim Start so weit zusammen dass der 123 5 WLAN Technik Router schon beim Einschalten im Zustand des Brown Out h ngenbleibt Der Anlaufstrom l sst sich mit einem Labornetzger t messen bei dem der Ausgangsstrom eingestellt werden kann Der Maximalstrom wird am La bornetzger t so weit reduziert dass der Router gerade noch startet Beim getesteten WRT54GL muss beim Start eine Spannung von 4 Volt und ein Strom von mindestens 500 Milliampere zur Verf gung stehen Hat man keine M glichkeit derartige Messungen durchzuf hren kann man als h chsten Einschaltstrom die maximale Belastbarkeit des Netzteils w h len Legt man wie im vorigen Abschnitt eine Mindestspannung von 7 Volt an der Stromversorgungsbuchse des Routers bei einer Netzteilspannung von 2 Volt zugrunde kommt man bei einem Strom von einem Ampere zu diesem Ergebnis 5V 1A 5f 5021 0 0445 2 m 112 36 m Also betr gt hier die maximale Leistungsl nge Hin und R ckweg zusam mengerechnet rund 56 Meter Dimensionierung des Netzteils Die zus tzlichen Energieverluste durch die lange Versorgungsleitung m s sen durch das mitgelieferte Netzteil aufgebracht werden Dies schl
204. man bei der Arbeit mit OLSR immer wieder auf diese Konzepte st t soll hier kurz darauf eingegangen werden 3 2 1 Hysteresealgorithmus Der Begriff Hysterese bedeutet so viel wie Beharrungsverm gen Bei OLSR verbirgt sich dahinter ein Mechanismus der entscheidet ob benachbarte Meshknoten f r das Routen von Paketen berhaupt in Betracht gezogen werden Um allzu schwache Verbindungen zu vermeiden werden benach barte Router aus der Routing Tabelle entfernt wenn eine bestimmten An zahl von erwarteten aufeinanderfolgenden Hello Paketen ausbleibt F r die Entscheidung ob ein benachbarter Router verwendet wird wer den ein unterer und ein oberer Schwellwert definiert Empf ngt ein OLSR Router beispielsweise von einem Nachbarn weniger als drei von zehn auf einander folgenden Hello Paketen wird dieser aus der Routingtabelle ge l scht unterer Schwellwert der Hysterese Erst wenn beispielsweise sie ben von zehn aufeinander folgenden Hello Paketen wieder eingetroffen sind oberer Schwellwert der Hysterese wird der Nachbar wieder zur Rou tingtabelle hinzugef gt Wurde ein benachbarter Router aus der Routingta belle gel scht und schafft dieser es nicht mehr als sechs von zehn Hello Nachrichten erfolgreich zu bertragen sorgt die Hysterese daf r dass er nicht mehr in die Routingtabelle aufgenommen wird Da Datenfunkstrecken immer wieder durch St rungen irgendwelcher Art einige Sekunden aussetzen k nnen werden durch den Hyst
205. me die gleichen die Intel Karte verbindet sich mit einer bestehenden Funkzelle nur dann wenn der Mond im drit ten Haus des Aszendenten K fer steht Dieses Verhalten tritt vor allem bei schlechtem Empfang auf Bei dem neuen Chipsatz ipw3945 f r 802 11a b und g ist die Situation hn lich Der ltere Treiber ipw3945 funktioniert nicht so recht h ufig tritt Cell Splitting auf An einem neuen Treiber mit dem 802 11 Stack von Devices cape wird gearbeitet dieser war bei Erscheinen dieses Buches aber noch nicht brauchbar Karten mit diesem Chipsatz gibt es nur nach dem neuen PCI Express Mini Card Standard Intel unterst tzt aktiv die Entwicklung von Linux Treibern Es w re sch n wenn Treiber und Firmware eines Tages auch in einem Mesh im Ad Hoc Modus funktionieren w rden 5 3 9 Ralink Die Chips tze von Ralink f r 802 11b rt2400 und 802 11bg rt2500 funk tionieren unter Linux relativ gut Der Hersteller selbst bietet Linux Treiber als Sourcecode f r alle Chips tze an auch f r 802 11 Draft n den die Chip s tze rt2600 und rt2800 unterst tzen Alternative Treiber gibt es vom Open Source Projekt rt2x00 Es arbeitet zur Zeit an zwei Treiber Generationen f r die Ralink Chips Zum einen k m mern sich die Programmierer um die Weiterentwicklung und Fehlerbereini gung der von Ralink ver ffentlichten Sourcen Legacy Generation Auf der anderen Seite sind sie dabei eine neue Treibergeneration f r den Devicesca pe Stack z
206. mert sich die Firm ware beziehungsweise der Treiber der WLAN Karte sofern diese etwas taugen In seltenen F llen kann es sinnvoll sein die Rate auf die niedrigste Einstellung zu setzen Steht der WLAN Modus auf B Modus und G Modus kann es vorkommen dass eine Station ignoriert wird die nur 802 11b beherrscht Der CTS Schutz verhindert das Das kann aber den unerw nschten Effekt erzeugen dass alle Stationen die auch ber den g Modus verf gen nun nur noch im b Modus arbeiten Unter Frame Burst kann man die bertragungsgeschwindigkeit um eini ge Prozent erh hen indem mehrere Datenpakete zwischen zwei Stationen innerhalb kurzer Zeit in einem Schwall Burst aufeinanderfolgender Da tenpakete verschickt werden Normalerweise reservieren sich WLAN Kar ten die bertragungszeit auf dem Funkkanal f r jedes einzelne zu bertra gende Datenfragment getrennt Ist Frame Burst aktiviert wird die bertra gungszeit von einer Station gleich f r mehrere Datenfragmente reserviert In der Grundeinstellung ist diese Option deaktiviert Sie ist f r den Mesh betrieb nicht empfehlenswert da dies potentiell zu einer ungerechten Ver teilung der zur Verf gung stehende Bandbreite f hrt Frame Burst ist eine Funktion die nicht in 802 11 standardisiert ist Stationen die Frame Burst nicht verstehen werden benachteiligt da f r sie das bertragungsmedi um die meiste Zeit belegt ist Bei einem Langstreckenlink Punkt zu Punkt 146
207. mfortables Installationsprogramm f hrt per Maus klick die notwendigen Schritte durch und fordert anschlie end zum ein maligen Neustart auf Nach der Installation befinden sich die Programme im Verzeichnis c Programme olsr org Leider wurde bis zur Druckle gung des Buches diese Version des Olsrd f r Windows nicht mehr weiter entwickelt Das graphische Frontend Olsr Switch gibt sich in der Men leiste f lschlicherweise als Programmversion 0 4 9 aus der Olsr Daemon entspricht aber der Version 0 4 10 Auch diese Version ist leider veraltet und enth lt schon seit l ngerer Zeit bekannte Fehler Auch der Fischaugen Algorithmus ist nicht vorhanden Die Rechenlast ist deutlich h her als bei aktuellen Versionen von Olsrd Da ein PC ber wesentlich mehr Rechenleistung verf gt als ein SoHO Router ist das jedoch keine gravierende Einschr nkung Auf sehr langsa men Windows Rechnern Pentium II oder II sollte jedoch auf den Kom fort des grafischen Frontends nach der Konfiguration verzichtet werden da das Frontend im Betrieb des Olsrd einiges an Rechenleistung frisst Besser ist es den lsrd auf der Kommandozeile zu starten Die gravierendste Schwachstelle der veralteten Programmversion ist aber dass Olsrd abst rzt wenn Routen mit mehr als 31 Hops im Netzwerk vor kommen Dieses Problem tritt nat rlich nur in sehr gro en Meshnetzwer ken auf Im Freifunk Mesh in Berlin f hrt dieser Fehler zum h ufigen Ab st rzen des Programmes
208. mmt es vor dass der Devicenode dev net tun nicht vorhanden ist oder nicht automatisch angelegt wurde In diesem Fall kann der Device knoten von Hand mit Administratorrechten erzeugt werden mknod m 600 dev net tun c 10 200 4 2 1 Erster Start des Daemons B A T M A N wird mit Administratorrechten von der Kommandozeile mit allen erforderlichen Parametern gestartet eine Konfigurationsdatei gibt es nicht Wie bei den meisten Kommandozeilenprogrammen gibt batmand h einen kurzen Hilfetext aus Ausf hrlichere Informationen erh lt man mit der Option H Es k nnen mehrere Interfaces angegeben werden die nat rlich funktions f hig und konfiguriert sein m ssen Im einfachsten Fall gen gt dann der Aufruf batmand Interfacel Interface2 InterfaceN Dabei wird das Default Originatorintervall von einer Originatornachricht pro Sekunde und pro Interface verwendet Der Routing Algorithmus l sst sich ber die Einstellung des Originatorintervalls an unterschiedliche Ein satzzwecke anpassen Wenn in einem Mesh schnelle Reaktionen auf Ver nderungen der Topologie gew nscht sind und daf r etwas mehr Protokolloverhead in Kauf genom men werden kann kann das Originatorintervall relativ klein gesetzt wer den Ein typischer Anwendungsfall sind kleinere Netze mit vielen mobilen Knoten Wenn geringer Protokolloverhead im Vordergrund steht kann der Wert ver gr ert werden Ein sehr gro es Mesh mit vielen hundert Knoten w rde unter einem z
209. mplementierung von Olsr org wurde von Andreas Toennesen im Rahmen seiner Diplomarbeit an der Universit t Oslo erstellt Sie ist Open Source und steht unter der sehr liberalen BSD Lizenz Das OLSR Projekt von Andreas Toennesen hat sich in Zusammenarbeit mit den Freifunkern im Laufe der Jahre weiterentwickelt Die derzeitige OLSR Variante hat zwar ihre Wurzeln in RFC 3626 sie ist aber nicht mehr interoperabel zum Ent wurf der INRIA OLSR Knoten die nach RFC 3626 oder Freifunk OLSR ar beiten ignorieren sich gegenseitig Die von Olsr org erh ltliche Routing software l sst sich aber so konfigurieren dass sowohl ein RFC konformes Verhalten als auch der Betrieb in einem Freifunk Mesh m glich ist Die von den Freifunkern modifizierte Variante von OLSR ist in freien Fun knetzen mit bis zu 600 Knotenpunkten weltweit verbreitet Genaue Studien ber die Verbreitung gibt es nicht es d rfte jedoch die mit Abstand am weitesten verbreitete Variante des OLSR Routingprotokolls sein Im Jahr 2004 wurde die OLSR Implementierung von Andreas Toennesen von den Berliner Freifunkern auf der Konferenz Wizards of OS 3 in ei nem Feldversuch mit Konferenzteilnehmern getestet und danach im Ber liner Freifunknetz eingef hrt Die Performance war jedoch bei den ersten praktischen Tests keineswegs zufriedenstellend und nicht besser als die des zuvor eingesetzten proaktiven Protokolls Mobilemesh Die Routingtabelle in den OLSR Knoten baute sich nur sehr langsam auf
210. n genweise als einreihige oder zweireihige Ausf hrung in Elektronikgesch f ten Sie wird auf die gew nschte L nge gek rzt und kann doppelt ausge f hrt werden falls nur einreihige Pfostenleisten verf gbar sind Zum L ten wird ein L tkolben mit feiner Spitze und etwa 20 Watt Leistung und etwas Elektroniklot kein Fittingslot L tfett oder hnliches verwenden ben tigt Nach dem Programmieren verbleibt die Pfostenleiste auf dem Router sie kostet nur einige Cent Abbildung 6 9 zeigt das Innenleben eines WRT54GL Revision 1 1 Die Spitze des Schraubendrehers zeigt auf den unbest ckten JTAG Anschluss dar ber der ebenfalls unbest ckte Anschluss f r die serielle Schnittstelle der eben falls mit einer Pfostenleiste best ckt werden kann Dazu wird jedoch ein RS232 Pegelwandler ben tigt Der Router sollte nur im ausgeschalteten Zustand an das JTAG Kabel angeschlossen werden Wie immer gilt bei der artigen Basteleien Auf eigene Gefahr und eigenes Risiko 1 N here Ausk nfte zur seriellen Schnittstelle sind im Wiki von http openwrt org zu finden 165 6 Mesh Betrieb auf SOHO Routern Abbildung 6 9 WRT54 Router mit JTAG Anschluss Das JTAG Programm wrt54g F r Windows FreeBSD und Linux gibt es das JTAG Programm wrt54g unter GNU GPL Lizenz Es ist f r die Anwendung am WRT54G GL mit dem beschriebenen passiven JTAG Kabel gedacht und funktioniert zuver l ssig Allerdings ist das Schreiben per JTAG mit dem ein
211. n haltlich gleich linux netstat rn Kernel IP Routentabelle ziel Router Genmask Flags MSS Fenster irtt Iface 105 130 77 80 105 130 30 1 255 255 255 255 UGH 00 0 ethz 205 130 1 67 105 130 30 1 255 255 255 255 UGH 00 0 eth2 I 105 130 30 1 0 0 0 0 255 255 255 255 UH 00 0 eth2 84 4 2 Praxis mit B A T M A N 105 192 99 192 105 130 30 1 255 255 255 255 UGH 02 0 eth2 105 192 99 0 105 130 30 1 255 255 255 192 UG 0 c 0 eth2 105 0 0 0 0 0 0 0 255 0 0 0 U 0c C eth2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 U 0 2 0 tuno linux ip r 105 130 77 80 via 105 130 30 1 dev eth2 105 130 1 67 via 105 130 30 1 dev eth2 105 131 41 1 via 105 130 30 1 dev eth2 2 105 130 30 1 dev eth2 scope link 105 192 99 192 via 105 130 30 1 dev eth2 105 192 99 0 26 via 105 130 30 1 dev eth2 105 0 0 0 8 dev eth2 proto kernel scope link src 105 130 30 38 default dev tun scope link Eine Installation des Kernelmoduls tun ist nur dann unn tig wenn ein B A T M A N Knoten lediglich als Meshrelais arbeitet selbst also keine Ver bindung zu einem Internet Gateway aufbaut und auch kein Internet Gate way anbietet 4 2 4 Visualisierungsserver Visualisierungen von Meshnetzwerken sind beliebt und in der Praxis we gen der schnellen bersicht n tzlich Doch bedingt durch das Konzept des B A T M A N Algorithmus kennen die einzelnen Meshknoten die Gesamt topologie des Meshnetzwerks nicht Deshalb haben sich die Entwickler ei ne L sung ausgedacht die es e
212. n 38 3 2 3 Olsr org Aus den Fehlern lernen 2 2 2 2 39 3 2 4 Funktionsweise des OLSR Daemon 39 3 2 5 Topologieinformationen und Dijkstra Algorithmus 40 3 3 Praxis mit Olsrd Kaas Ernte 44 3 3 1 Installation unter Linux Mac OS X und BSD 44 3 3 2 Installation unter Windows 222222 46 3 3 3 Konfigurationsdatei des Olsrd 2 22 2200 48 5 Inhaltsverzeichnis 3 4 3 5 3 3 4 Erster Start des Daemon 222er ennen 57 Wichtige Plugins f r Olsrd 22 rer een een 61 3 41 DOiDraW 2 2 28 niea ee ae 62 342 DUPWIO ca arena a E EA 63 3 4 3 Namieservice 2 2 an er ae er 65 Typische Probleme mit OLSR cc ec een 00 67 3 5 1 Gateway Switching 2222220 aa 67 3 5 2 Typische Probleme beim ersten Einsatz 69 3 5 3 Probleme mit WiFi aoaaa aaa aaa 69 4 B A T M A N Better Approach To Mobile Ad Hoc Networking 71 4 1 4 2 Funktionsweise des B A T M A N Algorithmus 73 4 1 1 Die Originatornachricht ua a4 02 43 73 4 1 2 Bidirectional Link Check Linkpr fung auf Bidirektio nalitat nun ae u la aa aa are 74 4 1 3 Eine Originatornachricht reist durch das Mesh 76 Praxis mit BATLMAN sans aaa er ers 79 4 2 1 Erster Start des Daemons 2 220 nenn 80 4 2 2 Den Netzwerkstatus im Debugging Modus beobachten 81 4 2 3 Routingklassen und Gatewayklassen 83 4 2 4 Visualisierungsserver 2 2 2 2
213. n Da Kabel im Freien verwittern ist Netzstrom auf einem Mast ein Risikofaktor F r den Betrieb in der Wohnung oder am Fensterbrett ist der B ffel dagegen sehr gut geeignet Wenn man eine PoE L sung f r weniger als 20 Euro Materialkosten bauen kann und will ist das kleine Ger t aber auch f r Au eneins tze interessant Unter http 212 222 128 68 sven ola ipkg _trx findet man die passende Firmware 6 1 3 Asus WL500G Premium Der Asus WL500G Premium ist ein mit zus tzlichen Funktionen ausgestat teter WLAN Router zum Preis von etwa 90 Euro Das Ger t besitzt einen Prozessor mit 266 MHz 8 MByte Flash und 32 MByte RAM Das hervor stechendste Merkmal ist das Vorhandensein von zwei schnellen USB 2 0 Anschl ssen Damit kann man an das Ger t externe Festplatten Speicher sticks zus tzliche WLAN Karten Drucker oder eine Soundkarte anschlie en Der WL500G Premium ist also ein Router mit vielen M glichkeiten der jedoch nur ber einen externen Antennenanschluss verf gt Das Geh use ist f r einen SoHO Router relativ gro Der Router eignet sich f r den Betrieb ber Power over Ethernet nur wenn ein zus tzlicher externer Spannungswandler eingesetzt wird da er mit 5 Volt Eingangsspannung arbeitet Zus tzliche Komponenten die ihre Ener gie ber einen der beiden USB Anschl sse beziehen treiben den Stromver brauch des Routers nat rlich in die H he F r die Montage an einem Mast ist das Ger t eigentlich viel zu scha
214. n Fall l sst man das Plugin die Datei neu anlegen und konfiguriert es entsprechend Der Nachteil ist dass bei jedem Start des Olsrd eine bereits vorhandene Datei etc hosts von dem Plugin berschrieben wird Wurden dort ma nuell eigene Eintr ge angelegt gehen diese beim Einsatz des Plugins ver loren Die Default Einstellung des Plugins ist daher das Anlegen einer Da tei Linux var run hosts_olsr Windows C WINDOWS hosts_olsr Allerdings m ssen die Anwender dann selbst Wege finden diese Eintr ge dem jeweiligen System verf gbar zu machen Linux sucht nur in der Datei etc hosts nach statisch zugeordneten Hostnamen Sind keine wichtigen Eintr ge in etc hosts darf das Plugin nat rlich diese Datei einfach ber schreiben Ebenso werden durch das Nameservice Plugin die zu verwendenden DNS Server unter Linux Unix in die Datei etc resolv conf eingetragen Hier 65 3 Optimized Link State Routing werden die drei n chstgelegenen DNS Server hinzugef gt die im Mesh am besten erreichbar sind Soll der Inhalt von etc hosts und etc resolv conf erhalten bleiben w re beispielsweise ein Shellskript eine L sungsm glichkeit Dieses Skript k nnte beim Start des OLSR Daemon eine Sicherheitskopie der vorhande nen Datei etc hosts anlegen und diese nach dem Beenden von Olsrd wieder herstellen Auf die gesammelten DNS Informationen kann ein lokaler DNS Server wie beispielsweise der minimalistische dnsmasq zugreifen und sie
215. n Produkts zu k mmern 5 4 2 Der IBSSID Hack Wegen der h ufigen Probleme mit dem IBSSID Splitting waren die Commu nity Netzwerker gezwungen sich eine L sung einfallen zu lassen Durch Ver nderungen im Madwifi Treiber f r den Atheros Chipsatz unter Linux und mit etwas Trickserei bei der Ansteuerung des Broadcom Chipsatzes lie sich ein nicht standardkonformes Verhalten erzwingen Die IBSSID wird fest eingestellt und ignoriert alle Versuche von anderen Ad Hoc Sta tionen diesen ber Zeitstempel zu ver ndern Damit andere Karten die fest eingestellte IBSSID bernehmen kann auf Routern mit Broadcom Chips tzen mit der Freifunk Firmware und unter OpenWRT auch der Zeitstempel manipuliert werden Eine Karte behauptet schon seit sehr langer Zeit in Betrieb zu sein Damit sind alle Karten die sich an den IEEE Standard halten gezwungen die festgesetzte IBSSID zu bernehmen Karten die in irgendeiner Weise nicht funktionieren k nnen sich zwar nicht mit dem Netz verbinden aber auch keinen Schaden mehr anrichten wenn sie ihren Zeitstempel ebenfalls erh hen Der Zeitstempel kann nur einen bestimmten Maximalwert annehmen Wird dieser berschritten springt er zur ck auf Null und beginnt wieder von vor ne zu z hlen Damit dies nicht zu Problemen f hrt wird der Wert auf eine Startzeit gesetzt die einige tausend Jahre in der Vergangenheit liegt und sich deshalb kurz nach dem R cksprung des Z hlers befindet Bei schlam pig programmi
216. n Sinn Lediglich die Angabe eines Debuglevels gr er oder gleich 1 ist zur Fehlersuche sinnvoll Das Laufzeitverhalten des Olsr Routingdaemons wird unter allen Betriebs systemen von der Konfigurationsdatei olsrd conf gesteuert diese wird normalerweise im Verzeichnis etc installiert Unter Windows sucht Olsrd im Windows Systemordner nach der Datei c windows olsrd conf oder unter Windows NT c WINNT olsrd conf Leider wird grunds tzlich im mer noch RFC 3626 als Grundeinstellung installiert Im Quelltextverzeich nis des Olsrd findet man im Unterverzeichnis files die Datei olsrd conf default 1qg fisheye die manuell nach etc kopiert und in olsrd conf umbenannt werden muss Alle kritischen Einstellungen welche das Verhalten von OLSR vorgeben sind in dieser Konfigurationsdatei bereits vorgenommen Die Konfigura tionsdatei sollte in allen Routern in einem Mesh bis auf kleinere Anpassun gen und Sonderfunktionen gleich sein Im einfachsten Fall m ssen lediglich die Netzwerkinterfaces eingetragen werden auf denen der Olsr Daemon routen soll Durch die Verwendung einer Standardkonfiguration erschlie t sich jedoch nicht das volle Potenzial des Olsrd So ist zum Verwenden der Plugins etwas Handarbeit notwendig Leider ist dieolsrd conf alles ande re als selbsterkl rend Wenn man sich nicht auf eine fertige Meshl sung wie die Freifunk Firmware verlassen will oder eigene W nsche und Vorstellun gen hat muss man sich in die Untiefen der Konf
217. n auf dem LAN Interface die aus dem Mesh nicht erreichbar sind Diese werden durch NAT durch die Firewall im Router mas kiert Der Zugriff aus dem Ethernetsegment hinter der Firewall dieses Rou ters auf das Mesh und das Internet sind m glich Umgekehrt geht das aber nicht bzw nur wenn eine Verbindung aus dem lokalen LAN auf einen Rechner auf der anderen Seite der Firewall initiiert wird Dadurch sind die Rechner im LAN durch Zugriffe aus dem WLAN gesch tzt Andererseits sind sie auch von au en nicht zu erreichen Die Firewall sperrt wie es f r eine Firewall blich ist Zugriffe von au en Die meisten Anwender werden das zu sch tzen wissen NAT ist eine der Firewall Funktionen Wird ber die Checkbox Firewall ausschalten die Fire wall ausgeschaltet dann deaktiviert das zwar die Filterfunktion aber NAT bleibt eingeschaltet Werden auf der LAN Seite Adressen aus dem gleichen IP Bereich der WLAN Seite also aus dem Mesh verwendet ist die Firewall nicht eingeschaltet DHCP Start IP ist die niedrigste IP Adresse die von dem DHCP Server die ses Routers an die Rechner am Ethernetport vergeben wird Die DHCP Benutzeranzahl ist die maximale Anzahl IP Adressen die vom DHCP Server dieses Routers ausgegeben wird Betr gt dieser Wert beispiels weise 50 so wird der Router bei einer Startadresse von 172 16 134 100 die Adressen 172 16 134 100 bis 172 16 134 149 an die lokalen Rechner vertei len Die G ltigkeitsdauer einer ber
218. n der Kommandozeile gestartet F r Microsoft Windows gibt es zur Bedienung und Konfiguration die grafische Benutzeroberfl che Olsr Switch Bei Routern mit der Freifunk Firmware kann olsrd von der Weboberfl che konfiguriert und beobachtet werden 3 2 4 Funktionsweise des OLSR Daemon Beim Start des OLSR Daemon beginnt dieser ber alle zugeordneten Netz werkkarten in einem definierten Intervall an unmittelbare Nachbarn Hello Nachrichten per Broadcast zu senden Die Nachbarn schicken ihrerseits selbst Hello Nachrichten die vom Olsrd empfangen werden wenn die phy sikalischen Bedingungen es zulassen Dadurch lernt Olsrd welche Nach barn sich in unmittelbarer Funkreichweite befinden Die Nachbarn erfah ren ihrerseits von der Anwesenheit des neuen Nodes In den Hello Nach richten teilen die Absender mit in welchem Intervall sie Hello Nachrichten verschicken Der Freifunk Olsrd f hrt anhand dieser Informationen eine Statistik dar ber wie viele Hello Nachrichten von jedem Nachbarn innerhalb einer be stimmten Zeit erwartet werden k nnen und wie viele tats chlich eingetrof fen sind Olsrd f hrt diese Statistik ber eine definierte Anzahl von Paketen Ein Meshknoten lernt also Ich habe drei Nachbarn A B C Von Nachbar A h tte ich innerhalb der letzten 500 Sekunden 100 Hellos empfangen m s sen aber nur 33 erhalten Von Nachbar B bekam ich 90 Hellos von 100 von 39 3 Optimized Link State Routing Nachbar C 60 Hellos von
219. n haben Wenn B die Originatornachrichten von A wiederholt h rt C die bertragungen ebenfalls So erf hrt C dass sich A hinter B befindet C tr gt B als Gateway zu A in seine Routingtabelle ein Wiederholt B aus der anderen Richtung die Originatornachrichten von C erf hrt A von der Existenz von C A tr gt B als Gateway zu C ein Da beide Funkverbindungen A B und B C daraufhin gepr ft wurden dass sie in beide Richtungen funktionieren gibt es nun eine funktionierende Route A B C und eine funktionierende Route C B A ber den Verlauf der beiden Routen wissen A und C jedoch nichts sie wissen lediglich dass B f r sie das n chste Gateway ist W sste A dass C seine Originatornach richten mit einer TTL von 50 versieht k nnte A sich wegen der TTL von 49 in den Originatornachrichten die er von B empf ngt ausrechnen dass C sich unmittelbar hinter B befindet Eine Festlegung auf eine bestimmte TTL existiert in B A T M A N jedoch nicht Damit kann jeder Knoten ent scheiden wie weit im Sinne von Hops er seine Anwesenheit dem Netz mitteilen m chte 4 1 3 Eine Originatornachricht reist durch das Mesh Die folgenden Grafiken verfolgen das Fluten eines kleinen Meshnetzes mit einer Originatornachricht der Station A Die Qualit t der Funkstrecken ist durch unterschiedlich kr ftige Pfeile angedeutet 76 4 1 Funktionsweise des B A T M A N Algorithmus Im ersten Schritt sendet A eine selbst erzeugte Originatornachricht diese
220. nach dem Einschalten des Routers leuchten bei diesem Ger t alle gr nen Kontroll LEDs an den Netzwerkbuchsen Sobald sie erl schen ist der Server in Betrieb Nun hat man etwa drei Sekunden Zeit um den Trans fer zu initiieren Nach der vollst ndigen bertragung der Firmware Datei schreibt der Bootloader das Image selbst ndig in den Flashspeicher des Routers 2 nttp wiki openurt org 134 6 3 Konfiguration per Webinterface Ebenso einfach wie das TFTP Protokoll sind auch die meisten dazugeh rigen Programme gehalten Oft sind besonders primitive TFTP Clients be reits auf Desktop Rechnern oder Laptops installiert Mit diesen Program men ist das Flashen ein hektisches und fehlertr chtiges Gl cksspiel Die Schwierigkeit besteht darin innerhalb der kurzen Zeit die der TFTP Server des Bootloaders wartet eine Verbindung herzustellen den TFTP Befehl put Dateiname fehlerfrei einzugeben und die Enter Taste zu dr cken Das ist zwar spannend und aufregend klappt aber nur selten auf Anhieb Besser und einfacher l sst sich dieser Prozess bewerkstelligen wenn ein TFTP Client eingesetzt wird der sich skripten l sst Ein besserer TFTP Client bernimmt beim Start die passenden Anweisungen als Kommando zeilenoptionen und f hrt diese Kommandos entsprechend selbst ndig aus Ein passendes Programm ist atftp f r Linux Die Syntax zum Flashen eines Routers lautet atftp p l firmware datei xxx IP Adresse Router Damit ist die Ins
221. nd der Client muss eine neue Session aufbauen H ufiges Um schalten des Gateways macht Anwendungen die ein verbindungsorientier tes Protokoll einsetzen nahezu unbenutzbar Downloads brechen immer wieder ab VoIP Gespr che enden abrupt SSH Verbindungen setzen pl tz lich aus Sitzt man mit OLSR zwischen zwei oder mehreren ann hernd gleich gut er reichbaren Gateways kann das Umschalten mehrmals pro Minute vorkom men Da jeder OLSR Router individuell sich f r die Weiterleitung zu einem anderen Gateway entscheiden kann hat man bei einer Internetverbindung ber mehrere Zwischenhops keine M glichkeit das zu beeinflussen Eine L sung w re dass man den Gatewaybetreiber pers nlich kennenlernt und mit ihm zusammen manuell einen IP Tunnel z B mit OpenVPN aufbaut Aber was soll man tun wenn dieses Gateway gerade nicht funktioniert oder nicht erreichbar ist Einzelne Freifunk Communities haben das Problem gel st indem sie den Internettraffic von jedem Gateway im Mesh zu einem gemeinsamen Proxy Gateway im Internet weiterreichen der in das Routing einbezogen wird Al le Internetanfragen werden ber den Proxy geroutet und nicht vorher durch Network Address Translation maskiert Der Proxy wei daher immer ber welches Gateway er zuletzt von einem OLSR Knoten angesprochen wur del und versendet die Anfragen jeweils an das Gateway hinter dem der OLSR Knoten auf seine Antwort aus dem Internet wartet Diese L sung ist einigerma en e
222. ndem sie Interferenzen verursachen die zu Verlusten bei der Reichweite und der erzielbaren bertragungsgeschwindigkeit f hren G ns tig w re es wenn sich die verschiedenen WLANs auf die Kan le 5 9 und 13 verteilen w rden damit w rden vier Kan le zur Verf gung stehen die sich kaum berlappen In Europa verkaufte Ger te werden nicht selten mit einer Firmware f r die USA ausgeliefert und gestatten nur den Betrieb auf den US Kan len 1 ll Als einziges Land gestattet Japan auch die Nutzung von Kanal 14 der wegen seines Kanalabstands von 12 Megahertz zu Kanal 13 etwas aus dem Rahmen f llt Der Betrieb eines Netzwerks auf Kanal 13 ist naheliegend da wenige Netze auf diesem Kanal arbeiten Die meisten Accesspoints senden auch in Eu ropa bevorzugt auf den Kan len 1 6 und 11 da sich diese Kan le nicht berlappen und keine Probleme bei der Kanalwahl mit amerikanischen Firmwareversionen auftreten Wer der dichten Belegung auf den unteren 11 Kan len ausweichen will sollte beim Kauf darauf achten dass alle 13 Kan le funktionieren 802 11b und 802 11g unterscheiden sich lediglich in der erreichbaren Ge schwindigkeit und der bei der Daten bertragung verwendeten Modulati onsarten 802 11b kann abh ngig von der bertragungsqualit t dem Ver h ltnis des Nutzsignals zum Rauschen Signal to Noise Ratio SNR mit Bruttodatenraten von 11 5 5 2 und 1 Megabit arbeiten 802 11g setzt auf Bruttodatenraten von 54 48 36 24
223. nem drahtlosen Netzwerk hingegen teilen sich alle Netz werkknoten mit dem Funkspektrum ein gemeinsames bertragungsmedi 27 2 Meshrouting um die Bandbreite ist begrenzt Routingprobleme lassen sich nicht durch mehr Bandbreite kompensieren Von einer kabelgebundenen Datenverbindung kann man weiterhin erwar ten dass das was man am einen Ende hineingibt auch auf der anderen Seite herauskommt solange die Hardware nicht besch digt ist Ist eine ka belgebundene bertragungsstrecke defekt f llt sie in der Regel komplett aus Eine Funkstrecke kann zwischen fehlerloser bertragungsqualit t bei hoher Geschwindigkeit oder geringstem Datendurchsatz mit unregelm i gen Aussetzern schwanken Derartige Probleme treten in der Praxis in einer Umgebung mit konkurrierenden Funkanwendungen h ufig auf WiFi arbeitet in Frequenzbereichen die auch von vielen anderen Funkan wendungen genutzt werden St rungen durch Interferenzen sind daher eher die Regel als die Ausnahme Nicht zuletzt erzeugt auch jede Daten bertragung in einem Meshnetzwerk selbst ein St rsignal bei Netzwerkkno ten in der Umgebung und schr nkt damit die Qualit t der anderen Funk verbindungen ein Die St rreichweite einer Funk bertragung ist mindes tens dreimal so hoch wie die Nutzreichweite Ein gro es drahtloses Meshnetzwerk ist vor allem in einer Gro stadt hochgradig dynamischen Ver nderungen unterworfen und chaotisch Wenn ein Knoten ausf llt kann
224. nem h heren Preis angeboten als der in jeder Hinsicht bessere WRT54GL Die Installation der Freifunk Firmware l sst sich ganz einfach ber das Webinterface bewerkstelligen Der Router verf gt ber einen 4 Port Switch und einen Uplink Port f r den Anschluss eines DSL Modems oder die Ver bindung zum bestehenden Ethernet Auf der Funkseite kann der Router mit zwei Antennen und einem eingebauten Diversity Chip aufwarten der beim Empfang von Signalen berpr ft ber welche Antenne eine andere Station am besten zu empfangen ist Dabei beherrscht der WRT54GL auf seinen Antennen so genanntes True Diversity das Ger t kann sich nicht nur beim Empfang sondern auch beim Senden entscheiden ber welche Antenne es eine bestimmte Station am besten erreichen kann Die Sendeleistung l sst sich auf dem Webinterface der Freifunk Firmware zwischen 1 und 84 mW einstellen Die Empfangsleistung dieses Ger tetyps ist sehr gut selbst mit den mitgelieferten Stummelantennen sind zwei Kilo meter bei freier Sicht und freier Fresnel Zone bei niedriger Datenrate pro blemlos m glich siehe Seite 184 im Kapitel 7 6 3 Das Ger t vertr gt einen weiten Eingangsspannungsbereich von rund 8 bis 20 Volt an seiner Klein spannungsbuchse Einfache Power over Ethernetl sungen lassen sich da mit leicht realisieren wie im Kapitel 5 beschrieben Bis vor kurzem war das mitgelieferte ungeregelte Netzteil von der billigen und stromfressenden Sorte Inzwischen wird der
225. netische Wellen und Antennen Der Radius r der Fresnel Zone ist von der Wellenl nge A und der Entfer nung zwischen den Antennen abh ngig und kann nach folgender Formel berechnet werden alle Berechnungsgr en in der Einheit Meter r 0 5 Axd Da die Wellenl nge ein wichtiger Faktor f r den Radius der Fresnel Zone ist liegt es nahe die h chstm gliche Frequenz zu w hlen um die Fresnel Zone so klein wie m glich zu halten 802 11a ist daf r am besten geeignet 7 6 4 Erdkr mmung Ein Langstreckenlink ist vor allem wegen der Erdkr mmung schwer zu rea lisieren Berechnet man eine Funkstrecke stellt man fest dass man bald an der Erdkr mmung scheitert da die Erde unweigerlich in die Fresnel Zone hineinragt Der Weltrekord ber 382 Kilometer war nur m glich weil in den Anden zwei geeignete Standorte mit jeweils etwa 4000 Metern H he gefunden werden konnten zwischen denen die m chtige Fresnel Zone ausreichend Platz fand Gl cklicherweise kommt die Physik den Weitfunkern durch die Brechung der Radiowellen etwas entgegen Jeder kennt sicherlich den Effekt dass ein L ffel in einem Wasserglas wegen der Brechung des Lichts beim bergang in das Wasser gekr mmt erscheint Auch bei Radiowellen tritt Brechung beim bergang zwischen Medien unterschiedlicher Dichte auf Abbildung 7 9 Wirkung der Erdkr mmung Da sich die Erde kr mmt erreichen die elektromagnetischen Wellen bei ih rer Ausbreitung h here Luftschic
226. ng 6 4 Noch eine Meldung der man nicht glauben darf Man muss etwa f nf Minuten warten bis der Programmierprozess abge schlossen ist Ist das Flashen beendet kann man die Begr ungsseite der Freifunk Firmware unter der URL http 192 168 1 1 aufrufen Erst jetzt darf der Router von der Stromversorgung getrennt werden Abbildung 6 5 Das neue Freifunk ee A Eur l Interface 133 6 Mesh Betrieb auf SOHO Routern 6 2 2 Firmware Installation per TFTP Nur bei wenigen Ger ten l sst sich die Freifunk Firmware ber das Web interface installieren Bei den meisten Routermodellen ist man auf die In stallation ber TFTP angewiesen TFTP steht f r Trivial File Transfer Protocol und ist ein sehr einfach gehalte nes Dateitransferprotokoll das bei vielen Embedded Systemen verwendet wird um ber den Bootloader vergleichbar mit dem BIOS von PCs durch eine Netzwerkverbindung Dateien in die Ger te zu bertragen Wie das be kannte FTP Protokoll ben tigt TFTP dazu einen Client und einen Server Ob sich im Router ein TFTP Client oder ein Server befindet h ngt von der Implementierung des Bootloaders ab Bei den zur Freifunk Firmware kom patiblen Routern kommt blicherweise der Bootloader CFE zum Einsatz der einen TFTP Server enth lt Um ein Firmware Image per TFTP zu instal lieren muss also ein TFTP Client auf dem Arbeitsplatzrechner vorhanden sein Ein Passwort ben tigt man f r TFTP nicht Prinzip
227. ngen 5 2 1 SoHO Router oder PC Empfehlenswert f r die meisten Anwendungsf lle ist die Anschaffung eines preisg nstigen WLAN Routers aus dem SoHO Bereich f r Heimanwender der sich mit einer alternativen Firmware zu einem Mesh Router umr sten l sst Ein geeigneter WLAN Router mit eingebautem Ethernetswitch der sich durch eine alternative Firmware zu einem Meshknoten umr sten l sst kostet heute etwa 40 bis 80 Euro Die Reichweite der WLAN Karte in einem Router mit externer Antenne ist fast immer besser als die einer eingebau ten WLAN Karte im PC und man kann den Router dort aufstellen wo der Empfang des Netzwerks am besten ist auf dem Dach am Fenster oder auf dem Balkon Ein wetterfestes Geh use f r einen kleinen WLAN Router rei t keine gro en L cher in das Budget Eine im Router vorhandene Firewall bietet zus tzlichen Schutz f r die Com puter der Netznutzer die sich per Ethernetkabel mit dem Mesh Router ver binden k nnen Der SOHO Router ben tigt nur wenig Strom und kann rund um die Uhr selbst ndig arbeiten um die Netzabdeckung f r andere Netz teilnehmer zu verbessern Ein Meshnetzwerk basiert auf dem Prinzip ge genseitiger Hilfe die Router helfen sich gegenseitig beim Transport von Daten Wenn die Anwender ihre Nodes an exponierten Standorten aufstel len und diese permanent in Betrieb lassen nehmen sie nicht nur als Kon sumenten am Netzwerk teil sondern geben auch wieder etwas durch die Bereitstellung von In
228. ngen sehr gering Seit Beginn des 20 Jahrhunderts sind elektromagnetische Wellen allt glich Radio und Fernsehsender existieren seit vielen Jahrzehnten und strahlen enorme Leistungen auf unterschiedlichen Frequenzb ndern in dicht besie delten Gebieten ab Angestellte von Polizei und Feuerwehr setzen seit Jahr zehnten t glich Handfunkger te mit einer Sendeleistung von bis zu f nf Watt ein bei denen der menschliche K rper als Teil der Antenne dient Die leistungsst rksten Langwellensender der Welt haben eine Strahlungsleis tung von bis zu 2 Megawatt ein Fernsehsender bringt es auf 10000 oder 100 000 Watt Kaum jemand f rchtet sich jedoch vor Funkger testrahlen Fernsehstrahlen Radiostrahlen oder den Aussendungen die aus dem Mikrowellenherd entweichen Mikrowellenherde verwenden das gleiche Frequenzband wie 802 11b und g da es sich um ein ISM Band handelt nicht etwa weil 2 4 GHz die Re sonanzfrequenz von Wasser w re wie vielfach f lschlicherweise angenom men wird Ein Mikrowellenherd sendet intern mit einer Leistung bis zu 1000 Watt und darf auch bis zu 1 Watt nach au en emittieren Ein alter Mikrowellenherd mit defekter Abschirmung leckt sicherlich noch einiges mehr Menschen die sich vor Mobiltelefonen DECT Basisstationen und WLAN Ger ten f rchten verweisen darauf dass die seit langem in Betrieb befind lichen Sendeanlagen f r Radio und Fernsehen im Gegensatz zu den mo dernen Anwendungen nic
229. nne mit der Hand ab wodurch das Mobiltelefon die Sendeleis tung auf das Maximum hochregelt Die Strahlungsdichte eines elektromagnetischen Senders nimmt mit dem Quadrat zur Entfernung ab Ein WiFi Router der auf dem Fensterbrett oder auf dem Hausdach vor sich hin funkt erzeugt dort wo Menschen sich die meiste Zeit aufhalten nur ein sehr schwaches elektromagnetisches Feld Wer sich davor f rchtet k nnte ebenso gut annehmen dass man von einer Taschenlampe die von einem Laternenmast herunterscheint einen Son nenbrand bekommt Es ist auch nicht so dass die WLAN Wellen ungehin dert in den K rper eindringen w rden Ein gro er Teil wird von der Ober fl che des menschlichen K rpers reflektiert Bei einer im Notebook eingesteckten oder eingebauten WLAN Karte ist man bei stundenlanger Arbeit mit dem Ger t nat rlich sehr nahe an der Sendeantenne und deshalb einer h heren elektromagnetischen Feldst r ke ausgesetzt Wer sicherheitshalber den Einfluss der elektromagnetischen Wellen so klein wie m glich halten m chte sollte sich mit dem Notebook ber ein Netzwerkkabel mit dem entfernt stehenden Router verbinden oder einen USB WLAN Adapter an einem USB Verl ngerungskabel verwenden 190 Die Community Der Name Freifunk hat sich im deutschsprachigen Raum als Oberbegriff f r offene und freie Community Netzwerke eingeb rgert Grundlage der Freifunk Idee ist das Pico Peering Agreement Unter Peering versteht man ein Abkommen unt
230. nnte Firma Cisco stellte eigene Chipsets f r 802 11b mit der Bezeichnung 34X 35X 4500 4800 her die nur in wenigen WLAN Karten auf dem Markt verwendet wurden Cisco hat diese Karten unter dem Namen Aironet verkauft Au erdem befinden sich Cisco Chips in Netzwerkkarten die als OEM Produkte unter anderem von Xircom und Dell gelabelt wurden Die Treiber im Linuxkernel sind im Infrastrukturmodus ber jeden Zweifel erhaben Im Ad Hoc Modus funktioniert die Karte scheinbar gut allerdings st rt sie das Netzwerk Es l sst sich beobachten dass andere WLAN Karten ihre Verbindung zur Ad Hoc Zelle verlieren und es zu Cell Splitting kommt sobald eine Cisco Karte aktiviert wird 5 3 8 Intel Der alte Intel Chipsatz f r 802 11b ipw2100 arbeitet in einem Mesh zuver l ssig Das gilt leider nicht f r den Chipsatz ipw2200 f r 802 11bg Die Karte verliert fr her oder sp ter den Kontakt zur Funkzelle und ist nicht mehr in der Lage ihn wiederherzustellen Gleichzeitig schreibt der IPW Treiber un ter Linux immer wieder die Meldung Firmware error restarting in var log syslog Die Ursache der Probleme liegt eindeutig in der Kar tenfirmware Ist der erste Firmware Fehler aufgetreten hilft nur noch ein Kaltstart der Karte Bei einer Mini PCI Karte bedeutet das den Rechner herunterfahren ausschalten und neu starten gepaart mit der Hoffnung dass es nach dem n chsten Neustart besser klappt 109 5 WLAN Technik Unter Windows sind die Sympto
231. nstimmigkeiten ber den Pfad auf dem die Datenpake te weitergereicht werden sollen Die Folge sind Kreisrouten Datenpakete irren herum bis ihre Lebensdauer abgelaufen ist 38 3 2 Die OLSR Implementierung von Olsr org und Freifunk 3 2 3 Olsr org Aus den Fehlern lernen Das Wechselspiel scheinbar guter Ideen sorgt in der Praxis also f r Chaos im Netzwerk Paradoxerweise arbeitet ein einfaches Linkstate Protokoll ohne Optimierungen besser als RFC 3626 Bis heute h lt die INRIA aber in ihren weiteren IETF Entw rfen zu OLSR an diesen Konzepten fest Doch kaum jemand wird heute au erhalb der wissenschaftlichen Forschung OLSR nach RFC 3626 einsetzen auch wenn das mit der Routingsoftware olsrd von Olsr org weiterhin m glich ist Eigentlich sollte man den modifizierten Routingdaemon nicht mehr als OLSR bezeichnen da er die wichtigsten Alleinstellungsmerkmale des Pro tokolls Hysterese und Multipoint Relais nicht verwendet Trotzdem wird sich die Bezeichnung auch weiterhin halten und unter Anwendern f r Ver wirrung sorgen Der OLSR Daemon olsrd von Olsr org ist lauff hig unter Linux FreeBSD NetBSD OpenBSD Mac OS X Windows 98 SE Windows ME Windows NT Windows 2000 und Windows XP Nicht unterst tzt werden Symbian und Windows CE beziehungsweise Windows Mobile Es ist ein Dienstprogramm das blicherweise im Hintergrund l uft und nur in der Liste der laufenden Prozesse in Erscheinung tritt blicherwei se wird olsrd vo
232. ntritt yes no Hna4 HNA IPv4 Routen Host Network Announcement ber eine HNA Nachricht kann ein OLSR Knoten mitteilen dass er ein Gateway zu anderen Subnetzwerken oder Hosts ist Auf diese Weise kann man z B Ger te ohne OLSR VoIP Telefone PDAs in das Meshnetz ein binden ohne NAT zu verwenden In den Ger ten ohne Olsrd wird dann dieser OLSR Router der den HNA ank ndigt als Gateway an gegeben entweder von Hand oder ber DHCP Dabei sollten die Administratoren der Meshknoten sich unbedingt dar ber verst ndigen wer welche Subnetzwerkadressen benutzt be ziehungsweise ank ndigt Das Olsr Plugin Httpinfo listet alle HNA Ank ndigungen im Mesh unter der URL http localhost 8080 nodes auf Ein pr fender Blick in die bereits existierenden HNAs kann nicht schaden um Kollisionen zu vermeiden bevor ein neues HNA eingerichtet wird Ein beliebtes Problem ist dass ein Meshrou ter das gleiche Subnetzwerk per HNA ank ndigt das auch von einem anderen Olsr Router im Mesh auf seinem Ethernetport verwendet wird Vor allem die bekannten Klasse C Netzwerke 192 168 0 0 und 192 168 1 0 sollte man unbedingt vermeiden Das kann nicht gut ge hen Stattdessen unbedingt Subnetzadressen lokal verwenden beziehungs weise ank ndigen die nicht von den OLSR Routern von Lieschen M ller und Otto Normalverbraucher benutzt werden Verwenden Lies chen und Otto am Ethernetport ihrer OLSR Router die Subnetzadres se 192 168 1 0 24 kann Lieschen
233. nur Funkama teure und CB Funker privat Datenfunkstrecken mit Packet Radio aufbau en Die Nutzbarkeit von Packet Radio ist jedoch sehr beschr nkt Es ist sehr langsam vergleichbar mit Modems aus den 1980er Jahren und Daten d rfen im Amateurfunk nur zum Zwecke des Hobbys und nur unverschl s selt bertragen werden Die lizenzfreie Daten bertragung mit WLAN war in der BRD zuerst nur innerhalb privater Grundst cke nicht jedoch ber Grundst cksgrenzen hinweg gestattet Der Sinn derartiger Beschr nkungen ist nat rlich zwei felhaft da elektromagnetische Wellen kaum an Grundst cksgrenzen Halt machen Die ersten Funkstrecken der deutschen Community Netzwerker der Initiative Freifunk bewegten sich deshalb in einer rechtlichen Grauzo ne um es vorsichtig auszudr cken Nach und nach wurden die gesetzlichen Bestimmungen gelockert In ei nem n chsten Schritt wurden grundst cks bergreifende Datenverbindun gen gestattet blieben aber meldepflichtig Dann wurde auch die Melde pflicht aufgehoben Seit einigen Jahren kann man die Frage ob ein Com munity Netzwerk in Deutschland legal ist eindeutig bejahen 1 Einleitung Meshrouting vergr ert die Reichweite Mit verantwortlich f r den Boom der Community Netzwerke ist neben dem drastischen Preisverfall bei WLAN Ger ten das dynamische Meshrouting das aktiv von der B rgernetzinitiative Freifunk weiterentwickelt wurde denn die Reichweite der in B rgernetzen verwendeten WiFi Ge
234. nur dieses erneut bertragen werden Die Fragmentierungs schwelle gibt an ab welcher Gr e eines Datenpakets dieses in einzelne Fragmente aufgeteilt wird Eingestellt werden kann ein Wert zwischen 256 und 2346 Byte Da ein IP Paket meistens eine Gr e von 1500 Byte hat muss ein entsprechend kleinerer Wert gew hlt werden damit die Fragmen tierung einsetzt RTS Schwelle ist die Schwelle f r die Paketgr e ab der das Verfahren Re quest to Send Clear to Send RTS CTS beim Senden angewendet wird Es funktioniert im Mesh nicht zufriedenstellend und sollte deaktiviert sein siehe Abschnitt 2 1 3 Der MTU Wert Maximum Transfer Unit gibt die maximale Gr e eines IP Pakets vor Die MTU Gr e ist von der Art der Netzwerkhardware ab h ngig Bei Ethernet und WLAN betr gt die maximale Paketgr e 1500 Byte plus 18 Byte zur Komplettierung des Ethernet Frame Bei der MTU Eingabe muss man die 18 zus tzlichen Byte des Ethernet Frame jedoch nicht be r cksichtigen ber Multihop Routen mit mehreren Hops kann es vorteil haft sein die MTU zu verkleinern siehe auch den Abschnitt zur MTU auf Seite 25 im Abschnitt 2 1 2 147 6 Mesh Betrieb auf SOHO Routern 6 3 7 LAN In dieser Sektion des Verwaltungsmen s wird das Verhalten der Ethernet Schnittstelle konfiguriert Bei Asus WL 500 Premium Buffalo WHR G54S und dem Linksys WRT54GL ist die Ethernet Schnittstelle als Switch mit vier nebeneinander liegenden Ethernetports ausgef hr
235. nux Firmware nicht ver ffentlicht und damit gegen die GNU General Public License GPL versto en Als die amerikanische Free Software Foundation FSF Linksys dazu auffor derte nicht l nger gegen die GPL zu versto en lenkte der Hersteller ein und ver ffentlichte die Quelltexte In der Folge entstanden viele alternative Firmware Images Sveasoft FreeWRT DDWRT auf der Basis der Linksys Sourcen die oft nur geringf gig von der Originalfirmware abweichen Da mit hat die FSF offensichtlich die Firma Linksys zu ihrem Gl ck gezwungen Popul rer d rfte mittlerweile kein anderer Wireless Router sein Ein billiges aber ausgereiftes Consumer Ger t wurde zu einer vielseitigen Hardware plattform f r hochinteressante drahtlose Netzwerkl sungen und zu einer Konkurrenz zu weitaus teureren Produkten aus dem WISP Bereich Wire less Internet Service Provider In der Originalfirmware des WRT54G und anderer Routermodelle enth lt der Flashspeicher ein komprimiertes Dateisystem vom Typ cramfs Com pressed RAM Filesystem welches nur gelesen werden kann Beim Start wird sein Inhalt ins RAM des Routers entpackt Von Anwendern auf den Router kopierte Programme sind nach dem n chsten Neustart verschwunden da sie im RAM abgelegt werden Anwender k nnen das System nicht ver n dern ohne ein neues Firmware Image zu installieren lediglich die Konfi 159 6 Mesh Betrieb auf SOHO Routern gurationseinstellungen k nnen in das 64 kByte gr
236. nverkehr messen der ber das WLAN Interface zum Internet geroutet wird In den Feldern Filter eingehend und Filter ausgehend werden jene IP Bereiche eingetragen die nicht vom Ac counting erfasst werden sollen Die privaten LAN Adressbereiche wie 192 168 0 0 tauchen hier schon auf Daran muss also nichts ge ndert werden au er es kommt ein noch nicht angegebener Adressbereich zum Einsatz 5 Details zu dem verwendeten Verfahren sind unter der URL http ipp2p org zu finden 155 6 Mesh Betrieb auf SOHO Routern Verf gbare Internetbandbreite l sst sich zwischen dem Mesh und den lo kalen Benutzern aufteilen Dazu gibt man im Pull Down Men Bandbreite die Gesamtbandbreite des Internetanschlusses an und legt unter Freigeben den prozentualen Anteil fest der dem Mesh zur Verf gung stehen soll 6 5 Konfiguration auf der Kommandozeile Um die meisten der im Anschluss beschriebenen Einstellungen vornehmen zu k nnen muss man sich ber SSH mit dem Kommandozeilen Interface des Routers verbinden Auch wenn das Webinterface der Freifunk Firmware viele Einstellm glichkeiten hat macht es lediglich eine Untermenge der Konfigurationsm glichkeiten zug nglich Nur auf der Kommandozeile ist es beispielsweise m glich mit einem Texteditor selbst Hand an die Konfi gurationsdateien des Systems zu legen selbst Skripte zu erstellen etc Als Editor steht nur vi in der Freifunk Firmware zur Verf gung den Neulinge ohne Anleitung kaum b ndi
237. o e NVRAM geschrieben werden Die meisten alternativen Firmware Images f gen dem cramfs Dateisystem lediglich die eine oder andere Software hinzu und lassen manches aus der Originalfirmware aus Platzgr nden weg Dar ber hinaus ver ndern die Pro grammierer das Design des Webinterface nach ihrem eigenen Geschmack Branding und erweitern es um Men s die zur Steuerung der hinzuge f gten Software erforderlich sind OpenWRT geht dagegen sehr viel weiter und legt nur ein Grundsystem in ausschlie lich lesbarer Form im Flash ab Daneben l sst es im Flashspei cher Platz f r ein Dateisystem das wie auf einem PC Lese und Schreib zugriffe gestattet In diesem Bereich k nnen Anwender eigenen W nschen entsprechend Softwarepakete installieren OpenWRT bietet das bereits er w hnte Paketmanagementsystem iPKG an das auch OpenZaurus Familiar Linux und OpenEmbedded verwenden Dabei handelt es sich im Prinzip eine abgespeckte Variante des Debian Paketmanagementsystems Die ltere OpenWRT Version White Russian unterst tzt ausschlie lich Ge r te mit Broadcom Chips tzen Da die Freifunk Firmware auf White Rus sian basiert sind nur einige Router mit Broadcom Hardware daf r geeig net Der Broadcom Chipsatz ist aber nicht nur in Routern anzutreffen son dern z B auch in Webcams oder Festplatten mit WLAN Anschluss Wer sich mit OpenWRT besch ftigt und gerne bastelt kann auch diese Ger te f r den Einsatz in einem Mesh vo
238. o co nunnen 85 4 2 5 Firewalleinstellungen anpassen 22220 86 4 2 6 Webinterface f r BAT MA N 2222222000 86 5 WLAN Technik 87 5 1 Die WiFi Standards 802 11 von a bis Draft n 88 5 1 2 JEEE 802 11D 8 2 220253 2er a E a E E 88 55 2 TEEE 802 118 i 2 2 2er EA ae 90 5 1 3 IEEE 802 lln 9 2202 2 a8 8 A are te Bo 92 5 1 4 Bruttodatenrate und Nettodatenrate 2 222 92 5 2 Ger te f r den Aufbau eines Meshnetzwerks 93 5 2 1 SoHO Router oder PC 2 2 nme 93 5 2 2 WLAN Karten f r PCs und Routerboards 94 5 2 3 SOHO WIAN Router 2 2 244 ne sen an 95 5 2 4 Professionelle WLAN Router 22222222 96 Inhaltsverzeichnis 5 25 WLAN Router im Selbstbau 222220 96 5 2 6 HF Steckverbinder a0 2008 Bar ee 97 5 2 7 Koaxialkkabel 4 23 5 3 22 4er ea 98 5 2 8 IGEHAUSE an et ra 99 5 2 9 Typische Hardware Probleme im Ad Hoc Modus 101 5 3 SCHIPS tZEe sn are er ee er ar ne 104 5 3 1 Prism f r 802 11b u ur 08 20H 6 23 a er 104 5 3 2 Lucent Orinoco 2 4 ae 105 5 3 3 Prism54 Hard und Soft MAC 2 2 2 22 106 93 4 ZAIHEIOS naeh a 106 53 5 ADB san Ren rain 108 53 6 gt Broaden enep en we ea en 108 53 7 CISCO 35 3 u 28 N ee ae ae en 109 5 3 8 Intel aa 2 aa Bea Sera West 109 5 39 Ralik sa us en re ann 110 33 10 Realtek 4 460 era a re a 111 5 3 11 Texas Instruments 2 2 22 Coon 111 5 312 Zyd S ne a ee ei Dr ae 111 5 4 Typische Hardware Probleme im Ad H
239. oc Modus 112 5 4 1 Cell Splitting suaa aaa 112 5 4 2 Der IBSSID Hack 2 2 2 222 20 er 115 5 5 Power over Ethernet 222 c essen ern nn 116 5 5 1 Einfaches PoE im Selbstbau 2 222200 116 5 5 2 Einfache PoE L sungen selbst entwickeln und berech NEN ur Se ee N re ee A 118 5 5 3 Spannungsverluste auf der Leitung berechnen 122 6 Mesh Betrieb auf SOHO Routern 125 6 1 Freifunk kompatible Router 2 222 nen 126 6 1 1 Linksys WRT54GL und WRT54G 2 22 2222 200 128 6 1 2 Buffalo WHR G54S 22 22 con een nenn 129 6 1 3 Asus WL500G Premium 2222er 130 6 2 Installation der Freifunk Firmware 2 222220 130 6 2 1 Firmware Installation auf Linksys WRT54GL 131 e Inhaltsverzeichnis 6 3 6 4 6 2 2 Firmware Installation per TFIP 2 2 134 Konfiguration per Webinterface 2222 scosse 135 6 3 1 Sicher anmelden ber SSH 22222020 136 6 3 2 Konfigurationsschritte 22222 e2ceenen 137 6 3 3 Kennwort und Kontaktinfos 22rer2 137 6 3 4 System 2 2 Ya a ea A en a 138 635 OLSR oo oi ee N ae E A 139 6 3 6 Drahtlos n iaa ar ae arg 143 6 37 EAN o i aed ei ra gr Er 148 63 8 WAN ce aanbe aa an a a E Sara A a E 150 6 3 9 Publizieren 8 4 2 8 Zst aa 151 6 3 10 Softwarel 3 Yan a aaa ana 151 6 3 11 Software za 34222 a a rt nude 152 6 3 12 Fiimw re a aaas b 2 2 a aa nr 152 6 3 13 Neustart somai 82 22er ea Deren 152 Gateway Konfiguration 22 en ra 1
240. oc Station arbeiten Die Treiber f r Chips von Texas Instruments sind bislang ungeeignet f r den Einsatz im Mesh Details dazu im Abschnitt 5 3 ab Seite 104 5 WLAN Technik 5 2 4 Professionelle WLAN Router F r einige hundert Euro sind professionelle Router aus dem WISP Bereich erh ltlich Bekannte Hersteller sind Mikrotik Soekris Engineering und PC Engines Diese Firmen verkaufen Routerplatinen mit mehreren Steckpl t zen f r Mini PCI Karten und das notwendige Zubeh r zum Aufbau eines Routers f r den Innen oder Au enbereich Die Mainboards kosten etwa 100 bis 200 Euro dazu kommen dann noch Kosten f r WLAN Karten An tennenkabel Antennen Netzteil und Geh use Professionelle Router sind meistens f r den Betrieb ber Power over Ethernet vorbereitet und haben mehr Rechenleistung als ein kleines SOHO Ger t Die Problematik der un terschiedlich gut funktionierenden Chips tze und Treiber tritt hier jedoch genauso auf wie bei Arbeitsplatzrechnern und Notebooks Zu den Routerplatinen werden blicherweise Karten mit Atheros Chips an geboten Kaum eine der angebotenen L sungen hat gen gend Rechenleis tung um die bertragungsrate von zwei Atheroskarten auszulasten Stan dardm ig kommen angepasste Linuxdistributionen oder BSD Versionen wie beispielsweise OpenBSD auf diesen Ger ten zum Einsatz 5 2 5 WLAN Router im Selbstbau Wenn man bereit ist Geld f r qualitativ hochwertige Antennenkabel und Stecker auszugeben
241. oder der Firmware jederzeit ndern Praktisch hat sich in den letzten Jahren nur sehr wenig getan Bei Chips tzen die kaum noch im Handel sind kann man auf eine Besserung am ehesten dann hoffen wenn die Probleme nicht an der Firmware liegen und sich engagierte Open Source Entwickler der Sache annehmen 5 3 1 Prism f r 802 11b Die Prism Chips tze 2 2 5 und 3 der Firma Intersil f r 802 11b waren vor wenigen Jahren die beliebtesten auf dem Markt Vor allem von der taiwanesischen Firma Senao gab es lange Zeit exzellente Mini PCI und PCMCIA Karten mit sehr hoher Reichweite Die Senao Karten geh rten auch zur Standardausstattung des Mesh Routers Mesh Cube sp ter umbenannt in Accesscube der Firma 4G Systems Bekannt wurden die Prism Karten wegen des Host AP Treibers f r Linux Prism Karten arbeiten mit diesem Treiber im Accesspoint Station Bridge Ad Hoc Ad Hoc Demo und Monitor Mode Die Entwickler des Host AP Treibers lieferten auch gut funk tionierende Utilities zum Flashen der Firmware Prism Utils Leider ist die Firmware in diesen Karten nicht robust genug gegen Cell Splitting siehe Seite 112 Gerade j ngere Versionen der Firmware haben damit Probleme In WLAN Karten im Compact Flash Format mit 11 MBit findet man diesen Chipsatz noch gelegentlich im Handel Prism2 2 5 3 ist 104 5 3 Chips tze bis heute eine ausgezeichnete Wahl f r lange Funkstrecken im 2 4 GHz Band Der Linuxkernel unterst tzt diese Kar
242. odernen Kabel sind sehr teuer und m s sen sachgerecht behandelt werden Auf keinen Fall d rfen sie scharf ge knickt oder in irgendeiner Weise gequetscht werden Wenn der Innenleiter an einer Stelle der Koaxialleitung nicht mehr zentrisch innerhalb des Quer schnitts sitzt kann man das Leitungsst ck verschrotten Zu den Koaxialka beln gibt es Datenbl tter man sollte unbedingt bei der Handhabung und beim Verlegen den angegebenen minimalen Biegeradius ber cksichtigen Die sch nste Installation ist nach kurzer Zeit unbrauchbar wenn Wasser in Koaxialleitungen und Steckverbinder eindringt und sich durch die Kapil larwirkung innen ausbreitet Die Schwachstellen f r eindringende Feuch tigkeit sind besch digte u ere Isolationsschichten und die berg nge zu Steckverbindern Gecrimpte Stecker sind unbrauchbar wenn der Aufstel lungsort den Witterungseinfl ssen ausgesetzt ist da sie niemals wirklich dicht genug sind um die Kapillarwirkung auszuschlie en Deshalb sollten im Au enbereich unbedingt solide geschraubte Stecker verwendet werden die innen eine Dichtung haben Zus tzlich sollte man die Verbindungen mit selbstvulkanisierendem Spezi alklebeband aus dem Elektronik Fachhandel umwickeln Wenn es um die zu sch tzenden Stellen gewickelt wird muss es unbedingt um einen vor gegebenen Betrag gestreckt werden der in der Gebrauchsanleitung nach zulesen ist Diese Bandage wird zu einem enganliegenden Gummischlauch hnlich einem Sc
243. okolle HSLS Hazy Sighted Link State Routing aus der Gruppe der hybriden Protokolle und das reaktive Srcr spielen vor allem in den USA eine Rolle DSR AODV DART DYMO und ZRP sind dagegen bislang irrelevant HSLS ist theoretisch wegen seines hybriden Protokollaufbaus f r den Ein satz in extrem gro en Meshnetzwerken geeignet Dieses Protokoll wird von CuWIN Champaign Urbana Community Wireless Network einer US ame rikanischen Community Netzwerk Initiative implementiert und weiterent wickelt in Europa ist HSLS nicht verbreitet Die gr ten HSLS Meshes sind mit 25 Knoten Stand Oktober 2006 laut Chefentwickler David Young ver 32 2 2 Routingprotokolle f r drahtlose Netzwerke gleichsweise klein Bislang gibt es f r HSLS nur die Softwareimplementie rung von CuWIN die ausschlie lich unter NetBSD arbeitet CuWIN setzt bei der Hardware auf PCs die von einer Live CD mit dem NetBSD basierten CuWIN System booten Dies d rfte eine Ursache f r die geringe Verbrei tung sein da die in Community Netzwerken verwendeten SoHO Access points blicherweise Linux verwenden F r das SreRR Protokoll gibt es bisher keine Implementierung in einer per formanten Programmiersprache wie C oder C Das MIT Roofnet ver wendet die Software Click Modular Router die einen Softwareinterpreter f r Routinganweisungen darstellt Routingabl ufe werden in der Hochspra che des Click Modular Router als Programmmodule formuliert und diesem beim St
244. olierten kleineren OLSR Netzen aber auch als Backbone innerhalb eines stadtweiten Netzes Auf dem Tunnel Interface kann Olsrd sehr langsam und bandbreitenschonend konfiguriert werden 3 3 4 Erster Start des Daemon Ist die Konfigurationsdatei fertig editiert gen gt auf der Kommandozeile die Ausf hrung des Befehls olsrd mit Administratorrechten Optional 57 3 Optimized Link State Routing zumal beim ersten Start nach umfangreichen Arbeiten an der Konfiguration kann der Daemon unter Angabe eines Debuglevels gestartet werden olsrd d 1 Der OLSR Daemon ist bereits bei Debuglevel 1 sehr gespr chig und liefert eine Flut von Informationen wenn die Routensuche funktioniert H here Debuglevel sind nur f r Softwareentwickler interessant die tats chlich In formationen ber die internen Abl ufe des Daemon gewinnen wollen um Programmierfehler zu finden Die Ausgaben des Olsrd rauschen au er bei sehr kleinen Meshnetzen schon bei Debuglevel 1 im Terminalfenster durch und erzeugen eine hohe Systemlast Funktioniert das Routing nicht oder ist ein Fehler in der Konfigurationsda tei aufgetreten Syntaxfehler in der Konfigurationsdatei nicht vorhandenes oder nicht konfiguriertes Netzwerkinterface erzeugt der Daemon dagegen bei einem schweren Fehler wenige Ausgaben die man problemlos beob achten kann Schl gt dagegen lediglich das Laden eines Plugins fehl oder funktioniert von mehreren Interfaces eines nicht l uft die Au
245. open source Drahtlose Ad hoc Netze I Corinna Elektra Aichele R v Aichele Mesh open source PRESS Corinna Elektra Aichele Mesh Drahtlose Ad hoc Netze Alle in diesem Buch enthaltenen Programme Darstellungen und Informationen wurden nach bestem Wissen erstellt Dennoch sind Fehler nicht ganz auszuschlie en Aus diesem Grunde sind die in dem vorliegenden Buch enthaltenen Informationen mit keiner Verpflichtung oder Garantie irgendeiner Art verbunden Autor en Herausgeber bersetzer und Verlag bernehmen infolgedessen keine Verantwor tung und werden keine daraus folgende Haftung bernehmen die auf irgendeine Art aus der Benutzung dieser Informationen oder Teilen davon entsteht auch nicht f r die Verletzung von Patentrechten die daraus resultieren k nnen Ebenso wenig bernehmen Autor en und Verlag die Gew hr daf r dass die beschriebenen Verfahren usw frei von Schutzrechten Dritter sind Die in diesem Werk wiedergegebenen Gebrauchsnamen Handelsnamen Warenbezeichnungen usw werden ohne Gew hrleistung der freien Verwendbarkeit benutzt und k nnen auch ohne besondere Kennzeichnung eingetragene Marken oder Warenzeichen sein und als solche den gesetzlichen Bestim mungen unterliegen Dieses Werk ist urheberrechtlich gesch tzt Alle Rechte auch die der bersetzung des Nachdrucks und der Vervielf ltigung des Buches oder Teilen daraus vorbehalten Kein Teil des Werkes darf ohne schri
246. ops sollte die oben beschriebene Frag mentierung auf der MAC Ebene bei allen Karten eingeschaltet sein Haben die Betreiber von Meshknoten diese Einstellung nicht vorgenommen ist das Verkleinern von IP Paketen also eine kleinere MTU eine Notl sung um die negativen Effekte von TCP abzuschw chen Der positive Effekt ist hier jedoch bei weitem geringer als bei Verwendung der Fragmentierung auf MAC Ebene Das Verkleinern der MTU kostet verglichen mit der Frag mentierung einen gr eren Teil der erzielbaren Datengeschwindigkeit Ist aber eine Route sehr wenig belastbar ist es sinnvoll zus tzlich zur Frag mentierung auch die MTU zu verkleinern 2 Meshrouting 2 1 3 Exposed Nodes Hidden Nodes Es wurde in den Grafiken zu den Multihop Transfers stillschweigend da von ausgegangen dass sich die Knoten A B C D einander nicht dauernd chaotisch dazwischenfunken Das ist jedoch nicht selbstverst ndlich Hier kann A nur B sehen und C nur B Aus der Sicht von A ist C ein ver steckter Knoten Hidden Node und ebenso ist A f r C unsichtbar B ist der exponierte Knoten Exposed Node dazwischen der alle beide Knoten sieht Daraus ergibt sich das Problem dass B Schwierigkeiten hat Pakete zu empfangen wenn A und C gleichzeitig senden B muss koordinieren wel cher von den beiden versteckten Knoten gerade senden darf so dass sich die bertragungen von A und C nicht gegenseitig blockieren Da Meshnetz werke auf dem Weiterreichen von Da
247. oten ausge schaltet bleiben Bei gr eren Meshes sollte man sie unbedingt verwenden Hat leider leicht negative Auswirkungen auf die Qualit t und Reaktionsge schwindigkeit des Routing 6 3 6 Drahtlos In dieser Sektion wird das Verhalten der WLAN Karte eingestellt Die ersten sieben Punkte sind schnell erkl rt Im Pull Down Men WLAN Protokoll kann die IP Adresskonfiguration der WLAN Karte eingestellt werden F r den Einsatz in einem Meshnetzwerk kommt nur die Einstellung Statisch f r die Eingabe einer statischen IP Adresse und der zugeh rigen Netzmaske in den darunter liegenden Ein gabefeldern in Frage Die WLAN IP Adresse ist die Adresse der WLAN Karte Diese erh lt man durch die Koordination mit den anderen Teilnehmern des Meshnetzwerks 143 6 Mesh Betrieb auf SOHO Routern beispielsweise 104 134 156 178 Dazu kommt die zur Netzwerkadresse des Netzwerks passende WLAN Netzmaske z B 255 0 0 0 f r ein Netzwerk der Klasse A mit bis zu 16 7 Millionen Teilnehmern Die Einstellung WLAN Default Route darf nur verwendet werden wenn die ses Ger t nicht als Meshrouter eingesetzt wird Ansonsten f hrt das Setzen einer WLAN Default Route fr her oder sp ter zu Routing Loops Bei einem Router f r ein Meshnetzwerk unbedingt leer lassen Die Auswahlm glichkeit WLAN Modus gibt es da man den Router prinzipi ell auch mit der Freifunk Firmware als Accesspoint oder Accesspoint Client einsetzen kann F r einen Meshrouter ist
248. owohl senden als auch empfangen Antennen die nur senden oder empfangen k nnen gibt es prinzipiell nicht ausgenommen Antennen mit eingebauten elektronischen Verst rkerschaltungen Dann liegt es aber an der Elektronik und nicht an der Antenne Die elektrische Energie die durch das Einfangen von elektromagneti schen Wellen in einer Antenne ankommt ist beim Empfangen nat rlich viel geringer als beim Senden Mit elektronischen Verst rkerschaltungen las sen sich jedoch auch schwache elektromagnetische Felder ber gro e Ent fernungen nachweisen und auswerten solange das Signal eine bestimmte Mindestst rke hat und nicht von St r oder Rauschsignalen zugedeckt wird Einer der bedeutendsten Pioniere der Hochfrequenztechnik war der Physi ker Heinrich Rudolf Hertz der die Grundform der meisten Antennen ent deckt hat den Hertzschen Halbwellendipol oder kurz Dipol Hertz ent deckte dass ein Leiter bei halber Wellenl nge in Resonanz ger t Der Dipol ist das einfachste Resonanzgebilde er bildet das Grundelement der meisten Antennen und wird bei Messungen als Referenzantenne zum Vergleich des Antennengewinns herangezogen blicherweise ist der Halbwellenleiter in seiner geometrischen Mitte aufgetrennt An den so entstehenden beiden Anschlusspolen daher stammt die Bezeichnung Dipol kann die Speiselei tung von Sender Empf nger angeschlossen werden Lambda 1 In den meisten WLAN Karten oder Stummelantennen von Accesspoin
249. pologie als Full Mesh Vollmesh bezeich net Befinden sich zum Beispiel mehrere Notebooks mit WLAN in einem Sit zungssaal ist die Reichweite der WLAN Karten blicherweise ausreichend f r ein Vollmesh Sind die Ger te ber einen gr eren Bereich verteilt z B Universit tscampus k nnen Ad Hoc Stationen jeweils nur mit den Netz werkknoten kommunizieren die sich gerade innerhalb der Funkreichweite befinden 2 1 Ad Hoc vs Infrastruktur Der Ad Hoc Modus hat Vorteile gegen ber dem Infrastrukturmodus und nat rlich auch Nachteile Ein direkter Vorteil liegt auf der Hand Da Ad Hoc Netze nicht auf eine Basisstation angewiesen sind fallen beim Betrieb die Kosten f r den Accesspoint weg sofern keine Relaisstation an einem exponierten Standort zur Reichweitenverbesserung erforderlich ist Dezentrale Ad Hoc Netze sind prinzipiell robuster als zentralisierte Netz werke im Infrastrukturbetrieb F llt die Basisstation in einem Infrastruk turnetz aus bricht die Kommunikation unter ihren Clients Zusammen in 20 2 1 Ad Hoc vs Infrastruktur einem Ad Hoc Netz ist der Ausfall eines einzelnen Netzwerkknotens nicht unbedingt st rend Der direkte Datentransfer zwischen Ad Hoc Stationen ist au erdem erheb lich schneller als unter Clients im Infrastrukturmodus Der Transport von Daten zwischen zwei Endger ten in einem Hotspot setzt mindestens zwei bertragungsvorg nge voraus von Ger t A zum Accesspoint vom Access point z
250. ps nach Osten drei Hops nach S den und dann wieder drei Hops nach Westen reist Meistens sind insgesamt nur zwei oder drei Knoten an einer Kreisroute beteiligt Ent scheidend f r einen reibungslosen Transport der Nutzlast ist dass benach barte Knoten sich untereinander ber ihr Bild der Netztopologie einig sind Solange auf einer Route die Richtung stimmt und sich die benachbarten Router ber den lokalen Verlauf einig sind bewegt sich das IP Paket auf sein Ziel zu Dabei n hert es sich Nodes die umso besser ber die Netzto pologie Bescheid wissen je n her sie dem Zielpunkt liegen Wenn man ein Postpaket in ein Dorf in Indien schickt muss man nicht wis sen welchen Weg der indische Paketbote mit seinem Fahrrad einschl gt oder welche Farbe sein Fahrrad hat Der Paketbote vor Ort kennt den Weg viel besser als der Absender im fernen Europa Wir m ssen nur wissen wo das n chstgelegene Postamt liegt das Sendungen nach Asien annimmt Ebenso verh lt es sich im Meshnetz Ein Node muss nur wissen welchem Nachbarn er zweckm igerweise das IP Paket zum Weitertransport anver traut Die Entscheidung was dieser Nachbarknoten mit dem IP Paket an stellt trifft dieser selbstst ndig und unabh ngig von der Sicht der anderen Knoten Topologieinformationen von weit entfernten Knoten sind m glicherweise schon sehr alt da auf dem Weg durch das Meshnetz viele TC Nachrichten verlorengehen Aktuellere Informationen die eine falsche Sicht be
251. r eren Meshnetzwerken Selbst wenn nur jeder zweite oder dritte Knotenpunkt an der Weiterleitung von Topologienachrichten beteiligt ist kann das Wachstum der TC Pakete bei steigender Knotenanzahl mit Multipoint Relais kaum wirkungsvoll be grenzt werden Auch zu dieser Problematik ist den Freifunkern etwas einge fallen der Fisheye Algorithmus Das Prinzip ist ganz einfach Die TTL auch TC Messages enthalten eine TTL wird bei den meisten TC Broadcasts auf sehr kleine Werte zwischen 1 und 3 gesetzt Auf diese Weise wird erreicht dass diese TC Nachrichten nur ein bis drei Hops weit durch das Mesh rei sen bis die TTL abgelaufen ist und die Nachricht verworfen wird Nur selten wird eine TC Message mit einer gro en TTL auf die Reise ge schickt die sich ber das gesamte Netzwerk ausbreiten kann wenn sie nicht unterwegs verloren geht Topologienachrichten mit kleinen TTL Wer ten werden sehr oft geschickt sogar fter als Hello Nachrichten Dadurch wird erreicht dass nderungen der ETX Werte durch gerade eintreffende oder verlorengegangene Hellos mit einer gewissen Redundanz den lokalen Nachbarn mitgeteilt werden Auf diese Weise k nnen Routing Loops weit gehend verhindert werden 3 2 Die OLSR Implementierung von Olsr org und Freifunk Kreisrouten treten nur zwischen Netzwerkknoten auf die nur wenige Hops voneinander entfernt liegen Es ist unwahrscheinlich dass auf einer Kreis route ein IP Paket erst drei Hops nach Norden drei Ho
252. r te ist an sich gering Um ber gr ere Entfernungen miteinander kommunizieren zu k nnen m ssen Daten so lange von Netzwerkknoten zu Netzwerkknoten weiterge reicht werden bis sie am Ziel ankommen Die Netzwerkteilnehmer m ssen dazu ein Maschennetz bilden engl Mesh bei dem jeder Knoten mindes tens einen Nachbarn hat der f r ihn das Weiterreichen von Daten ber nehmen kann Voraussetzung f r den Betrieb eines Meshnetzwerks ist Soft ware die automatisch den g nstigsten Weg f r das Weiterleiten der Infor mationen zum Ziel anpasst wenn neue Netzwerkknoten hinzukommen sich bewegen oder ausfallen Bei einem Community Netzwerk verl uft der Aufbau blicherweise anders als in kommerziellen Netzwerken wo eine Firma in eine zentralisierte In frastruktur investiert mit der sich die Endger te der Kunden verbinden In einem Community Netzwerk das auf Mesh Technologie setzt bilden die Ger te der Netzwerkbenutzer selbst einen Teil der Infrastruktur Das Netz basiert darauf dass sich die Teilnehmer gegenseitig beim Datentransport helfen Die Hierarchie Anbieter Konsument oder Infrastruktur Endger t ist in dynamisch vermaschten Meshnetzwerken beseitigt Aus dem Forschungslabor aufs Hausdach Die Forschung an der drahtlosen Mesh Technologie wird seit Beginn der 1970er Jahre im akademischen und milit rischen Rahmen betrieben Funk tionierende frei verf gbare technische L sungen f r Meshnetzwerke gibt es aber erst s
253. r Ethernetkabel angeschlossenen Computer per DHCP eine IP Adresse zu wenn der PC entsprechend eingerichtet ist Ansonsten kann man auch der Netzwerkkarte manuell eine IP Adresse zwischen 192 168 1 2 und 192 168 1 254 statisch zuweisen Eine eventuell vorhandene WLAN Karte im PC sollte f r die Firmwareinstallation sicherheitshalber deaktiviert werden damit man nicht aus Versehen den Router per WLAN zu flashen versucht auch hier gibt der Router per DHCP Adressen aus Jetzt kann man mit einem Webbrowser die URL http 192 168 1 1 ff nen War die Netzwerkkonfiguration erfolgreich befindet man sich nun im Webinterface des Routers Sollte die Verbindung partout nicht klappen hilft l F hrt man das Flashen in einem Schwellen oder Entwicklungsland aus tut man also gut daran das betreffende Ger t direkt aus einer geladenen Batterie mit der passenden Spannung zu speisen da man nie wei wann das n chste Mal der Strom ausf llt 131 6 Mesh Betrieb auf SOHO Routern Abbildung 6 1 Original Webinterface des Linksys Routers Abbildung 6 2 Firmware aktualisieren Abbildung 6 3 Der Fortschritts balken ist irref hrend vielleicht die Bedienungsanleitung auf der mitgelieferten CD ROM um die Standard IP der WRTs zu berpr fen Der Router fragt nun nach einem Benutzernamen und Passwort Hier muss lediglich das Default Passwort admin eingegeben werden der Benutzername wird leer gelassen u Za n a m nh en Zr
254. r das andere Ende des Netzwerks korrigieren k nnen kommen nur selten oder versp tet an Das macht aber nichts da ein Node nicht vorgeben muss wel chen genauen Weg ein Paket am anderen Ende des Netzwerkes zu nehmen hat Wegen der hohen Dynamik des Netzwerks k nnte der Router das auch gar nicht Es gen gt also wenn ein Knoten nur eine unscharfe Sicht von der Topo logie des Netzes in der Entfernung hat Er muss ber die Topologie in der Entfernung nur wissen wer in welcher Richtung vorhanden ist aber nicht wo genau Daher kann sich OLSR das permanente Durchrechnen des kom pletten Graphen wegen jeder einzelnen TC Message aus der Ferne sparen Deshalb gen gt es wenn nur selten TC Messages aus der Ferne auftauchen ber lokale Ver nderungen sollte ein Meshknoten umso genauer Bescheid wissen Der Fisheye Mechanismus enth lt daher zwei Komponenten Zum einen werden TC Nachrichten bei ihrer Ausbreitung durch die kleinen TTL Werte berwiegend auf einen lokalen Rahmen beschr nkt Zum anderen l sen nur TC Nachrichten von Nodes in der N he eine Neuberechnung des Gra phen aus Im aktuellen Olsrd wird nur jede 13 TC Message mit einer TTL f r die weite Welt versehen Bei einem Emissionsintervall von f nf Se kunden wird nur alle 65 Sekunden das ganze Netz von einem Node geflu a 3 Optimized Link State Routing tet Damit schrumpfen Netzwerklast und Rechenlast ganz erheblich ohne die Stabilit t des Netzwerks zu gef hrden
255. r die Bezeichnung der Steckverbindernorm von Ether netanschl ssen Eine Bemerkung vorweg Mit den Grundeinstellungen liegt man in den meisten F llen richtig Nur f r Benutzer die fortgeschrittene Netzwerkkonfigurationen einrichten m chten d rften die folgenden Erkl rungen interessant sein Virtual LAN Unter Linux lassen sich alle f nf Ethernetbuchsen eines WRT Buffalo etc logisch trennen oder zusammenschalten auch als br cken bzw bridgen bezeichnet als w ren es Anschlussbuchsen an unterschiedlichen Ether netswitches die zu getrennten Ethernetsegmenten geh ren Diese Technik wird als VLAN Virtual LAN bezeichnet und ist bei professionellen Ether netswitches zu finden Gro e LAN Netzwerke wie beispielsweise in Univer sit ten oder Unternehmen machen oft von VLANs Gebrauch In den Grundeinstellungen legt die Freifunk Firmware zwei VLAN Schnitt stellen vlanO und vlani an Wer m chte kann ber die Kommandozei le auch noch weitere VLAN Interfaces anlegen Der f r den Anschluss ei ner Internetverbindung vorgesehene WAN Port oder Internet Port wird von der Freifunk Firmware als einzige RJ45 Buchse zu VLAN Interface 0 vlanO zugeordnet Die Ethernetports 1 bis 4 sind dem VLAN Interface vlani zugeordnet also gebr ckt Sie verhalten sich daher so wie es von den meisten Anwendern erwartet wird wie ein Switch mit vier Ports Es k nnen aber auch weitere Ethernet Ports aus dem VLAN Segment 1 ab getrennt und zum virt
256. r die wesentlich elegantere Bootopti on Failsafe Der WRT hat eine DMZ LED an der Geh usefront die einige Sekunden nach dem Einschalten zu leuchten beginnt Wenn man in diesem Moment die Reset Taste f r ein paar Sekunden dr ckt gelangt man in den Failsafe Modus Nun startet der Router mit der IP Adresse 192 168 1 1 und man kann sich ohne Angabe von Benutzername und Passwort per Webinterface oder per Telnet verbinden um das Konfigurationsproblem zu beheben oder das Passwort zu ndern Bei Ger ten ohne DMZ LED kann der richtige Moment zum Dr cken der Reset Taste anhand eines Broadcast Pakets identifiziert werden das der Router an die Zieladresse 192 168 1 255 Port 4919 ber die Ethernetports verschickt Dazu ben tigt man ein Programm wie tcpdump mit dem man den Netzwerktraffic auf der Ethernetschnittstelle beobachten kann ber gibt man tcpdump die Option A wird der Inhalt der Pakete in ASCII Text angezeigt tcpdump i ethernetinterface_des_pc A Ist der Moment zum Dr cken der Reset Taste gekommen erscheint in der tcpdump Ausgabe ein Paket mit dem Inhalt Press reset now to enter failsafe Hat man die Reset Taste rechtzeitig und ausreichend lange ge dr ckt quittiert der Router den Vorgang mit der Meldung Entering Fail safe Der Bootloader CFE Wenn der Router berhaupt nicht mehr funktioniert und au er dem schnel len Blinken einer einzelnen LED kein Leben mehr in der Bude ist helfen ein paar grunds tzl
257. rbereiten Mittlerweile unterst tzt OpenWRT einen gro en Teil der auf dem Markt be findlichen und h chst unterschiedlichen Routermodelle Die neuere Open WRT Version Kamikaze arbeitet auch mit Chips tzen anderer Herstel ler allerdings k nnen abh ngig vom Chipsatz Probleme mit dem Ad Hoc Modus auftreten Wer neue Hardware anschaffen will sollte auf der Web seite des Projekts einen Blick in die Tabelle mit den unterst tzten Modellen werfen und ihren Status berpr fen Dort sind zwar sehr viele Router modelle aufgelistet oft aber mit dem Verweis WiP Work in Progress Wer durch Tests und Fehlerberichte aktiv an der Entwicklung einer Plattform mitarbeiten will ist sicherlich willkommen Ger te mit Chips von Texas Instruments eignen sich wegen der hinl ng lich beschriebenen Problematik mit dem Ad Hoc Modus siehe Seite 111 nicht f r ein Mesh Bei Atheros Systemen sieht es sehr viel besser aus wenn es auch immer noch etwas an der Stabilit t der Treiber f r die drahtlose Schnittstelle mangelt Doch gerade hier sind die OpenWRT Entwickler vor allem Felix Fietkau recht umtriebig dabei die Fehler des Madwifi Treibers zu beseitigen Die Vorgehensweise beim Installieren eines Firmware Images unterschei det sich bei den meisten Ger ten nicht grundlegend von der beim Flashen 10 nhttp wiki openurt org Table fHardware 160 6 7 Wenn etwas schiefgeht Probleme mit der Router Firmware der Freifunk Firmware Da
258. rbrenner unter den Problemen im Ad Hoc Modus ist das soge nannte Cell oder IBSS Splitting Zur Kennung einer Funkzelle geh rt eine Identifizierungsnummer ID diese wird bei der bertragung von Bakensi gnalen oder Beacons mitgesendet Anhand der Bakensignale sind die Kar ten in der Lage vorhandene Netze zu erkennen In Infrastrukturnetzen wird die Identifizierungsnummer der Funkzelle als Basic Service Set Identifier BSSID bezeichnet und entspricht der MAC Adresse der WLAN Karte des Accesspoints Auf Grund der klaren Hierarchie in einer Infrastrukturzelle ist das Verfahren zur Bestimmung der Zellennummer einfach Sie wird vom Accesspoint vorgegeben In Ad Hoc Netzen hei t die Identifizierungsnummer der Funkzelle IBSSID Independent Basic Service Set Identifier Da es in einer Ad Hoc Zelle keine Hierarchie gibt m ssen die Ad Hoc Stationen selbst aushandeln wer die Zellennummer bestimmt Das Verfahren zur Bestimmung der Cell ID ist wegen der fehlenden Hierarchie etwas komplizierter Protokoll 802 11 sieht vor das Problem durch das Versenden von Zeitstempeln zu l sen Aktiviert man eine WLAN Karte im Ad Hoc Modus sollte sie sich umh ren ob bereits andere Karten mit demselben Netzwerknamen der ESSID Extended Service Set ID auf dem vorgesehenen Kanal eine Funkzelle gebil det haben und Bakensignale senden L sst sich noch keine Funkzelle mit einer bestehenden ISBSSID ausmachen und nur dann sollte die Karte eine neue Funkzelle
259. rch Feldlinien darstellen kann Abbildung 7 1 Beide Felder sind bipolar Das elektrische Feld ist positiv und negativ polarisiert beim magnetischen Feld spricht man hingegen vom Nord und S dpol elektrisches Feld magnetisches Feld Elektromagnetische Wellen sind eine Form von Energie die sich von ihrem Entstehungsort aus im Raum mit Lichtgeschwindigkeit ausbreitet Elektro magnetische Energie ben tigt lediglich Raum um sich auszubreiten ein bertragungsmedium ist nicht erforderlich Als die elektromagnetischen Wellen am Ende des 19 Jahrhunderts entdeckt wurden glaubte man an fangs noch dass ein bisher unentdecktes bertragungsmedium daf r er forderlich sei das man ther taufte Dies stellte sich als Irrtum heraus trotzdem hat sich der Begriff ther als nicht ganz ernst gemeinte Bezeich nung f r das Medium Funk erhalten Im All das berwiegend nur leerer Raum ist k nnen sich elektromagnetische Wellen ber enorme Entfernun gen ausbreiten Die Radioastronomie nutzt diese Eigenschaft aus Charakteristisch f r elektromagnetische Wellen sind ihre Amplitudenh he Wellenl nge und ihre Frequenz Die Skizze in Abbildung 7 2 betrachtet nur eine Komponente der elektromagnetischen Wellen das elektrische Feld Amplitude Volt Zeit 7 3 Das Prinzip von Antennen Die Grafik zeigt eine Welle die zweieinhalb Zyklen innerhalb des dargestell ten Zeitabschnitts absolviert Wellen unterscheiden sich in ih
260. rden kann Kenntnisse ber Zwischenstationen sind f r den Absender irrelevant Dieser hat blicherweise auch keine M g lichkeit den Weg seiner IP Pakete zu beeinflussen Wichtig ist lediglich dass auch der jeweils n chste Router wieder das rich tige Gateway zum Ziel kennt Solange diese Kette nicht unterbrochen wird oder das IP Paket im Kreis herumschwirrt bis die Time To Live abgelau fen ist erreichen die Daten ihr Ziel Bei einem verbindungslosen Protokoll wie UDP welches Daten nur in eine Richtung schickt ohne eine Best tigung Acknowledgement von der Empf ngerseite zu erwarten reicht es aus wenn eine Route nur in einer Richtung funktionsf hig ist Protokolle wie TCP dagegen erwarten eine Antwort von der Gegenseite deshalb muss das Weiterreichen der IP Pakete auch in der Gegenrichtung funktionieren Es muss also nicht nur eine Route in eine Richtung sondern auch eine Route in der Gegenrichtung existieren was Anf nger oft vergessen wenn sie von Hand Routingtabellen editieren blicherweise nehmen IP Pakete f r den Hin und R ckweg die gleiche Route das ist aber nicht unbedingt notwendig OLSR oder Link State Routing im Allgemeinen wendet ein aufwendi ges Verfahren an um diese Vorgaben umzusetzen Die einzige Entschei dung die ein Link State Router beim Versenden oder Weiterleiten von Da ten treffen kann betrifft ebenfalls lediglich die Auswahl des n chsten Rou ters der ber eine direkte Verbindung per
261. re Aktivit ten zu koordinieren Etablierte Freifunk Communities halten zumeist auch Ein f hrungskurse ab und helfen Einsteigern gerne mit Rat und technischer Unterst tzung Die Communities haben ein selbstverst ndliches Interesse am Wachstum und Ausbau ihres Netzes da sich damit die Abdeckung und Qualit t der Versorgung erh ht Jeder zus tzliche Knotenpunkt verbessert die drahtlose Infrastruktur auch wenn er nur auf einer Fensterbank steht wo er das Freifunksignal ber den D chern empf ngt und in eine Stra en schlucht weiterreicht Nicht jede Person die Freifunk benutzen will braucht einen eigenen WLAN Router Innerhalb eines Hauses kann das Netz auch per Ethernetkabel ver breitet werden Idealerweise befestigt man den Router m glichst hoch ber dem Dach und speist ihn mit ungef hrlicher Gleichspannung ber das Netzwerkkabel siehe Abschnitt 5 5 ab Seite 116 welches auch den Netz zugang f r das Haus bereitstellt Viele Freifunker begeistert auch die zwischenmenschliche Komponente der sogenannte Layer 8 im Freifunker Jargon F r die einen ist Freifunk al so ein spannendes Hobby f r die anderen ein Weg die Versorgung mit der dringend ben tigten Internet Infrastruktur selbst in die Hand zu nehmen 193 24 GHz Band 88 Belegung 88 Freigabe 14 802 11 Linux Stack 102 802 11 Draft n 88 802 11 Pre n 88 802 1la 90 92 erlaubte Sendeleist 90 91 Frequenzbereich 90 Kan le 91 92 und Radar 90 802 11b 88 90 8
262. rer Schwing frequenz also der Anzahl von Zyklen die eine Wellenfront innerhalb einer definierten Zeit durchl uft Die Einheit f r die Frequenz tr gt den Namen Hertz und gibt an wie viele Schwingungen Zyklen eine elektromagneti sche Welle in einer Sekunde durchl uft Durchl uft eine Schwingung einen Zyklus pro Sekunde ist die Frequenz ein Hertz abgek rzt Hz Die Wellenl nge gibt an wie weit sich eine elektromagnetische Wellenfront im Raum ausbreitet bis sie eine einzelne Schwingung abgeschlossen hat Da sich elektromagnetische Wellen mit Lichtgeschwindigkeit im Raum aus breiten legen sie in einer Sekunde 300 000 Kilometer zur ck um ganz ge nau zu sein 299 792 458 Kilometer Also muss die Wellenl nge bei einer Schwingung pro Sekunde 1 Hz 300 000 Kilometer betragen Als Symbol f r die Wellenl nge wird das Zeichen Lambda A verwendet A 2 das f r die Gestaltung von Antennen und Verst rkern eine wichtige Rolle spielt bedeutet also halbe Wellenl nge WiFi nach IEEE 802 11 b und g verwendet einen wesentlich h heren Fre quenzbereich n mlich zwischen 2 405 und 2 480 GHz also Frequenzen zwischen 2 405 und 2 480 Milliarden Schwingungen pro Sekunde Entsprechend betr gt die mittlere Wellenl nge auch nicht mehr 300 000 Ki lometer wie bei der einleitenden 1 Hertz Schwingung sondern lediglich noch ERET SEEN 300000000 m s 2440000000 also gerade mal 12 5 Zentimeter Der IEEE Standard 802 1la verwend
263. rm glicht Topologieinformationen ber die Gesamttopologie des B A T M A N Mesh zu ermitteln Das Fluten des ge samten Netzwerks mit Topologieinformationen zum Zwecke der Visuali sierung und das Erstellen einer Topologiedatenbank in jedem einzelnen Meshknoten wie bei einem Link State Protokoll w rde das Gesamtkonzept von B A T M A N jedoch ad absurdum f hren und den proaktiven Overhead wieder durch die Hintert r hereinbringen Statt die Topologieinformationen ber das Mesh zu fluten und in jedem Knoten zu sammeln kann ein leistungsf higer Visualisierungsserver bei je dem routenden Daemon egal ob Gateway Client oder Gateway mit der Option s angegeben werden Die einzelnen Knoten schicken ihre Informa tionen an den Visualisierungsserver Der Server sammelt die Topologiein formationen und gibt sie in einem zu Graphviz kompatiblen Format aus so dass die f r Olsrd zur Verf gung stehenden Visualisierungsi sungen auch mit B A T M A N funktionieren Das folgende Beispiel ruft batmand als Gateway Client von Gateway 105 131 41 5 mit der Routingklasse 2 aus sorgt daf r dass die erreichbaren Ori 4 B A T M A N Better Approach To Mobile Ad Hoc Networking ginatoren und Router per Debuggingausgabe sichtbar werden und w hlt 105 192 192 230 als Visualisierungsserver aus batmand d 1 p 105 131 41 5 r 2 s 105 192 192 230 athO Es muss kein Gateway angegeben werden wenn dieses nicht explizit fest gelegt werden
264. robleme im Ad Hoc Modus von WiFi im Vergleich zu einem Accesspoint im Infrastrukturmodus Die Syntax lautet 10 134 111 200 29 255 255 255 248B HNA4 Der Router teilt dem Mesh ber Host Network Announcement mit dass er ein Gateway zu dem den announecierten Netzwerk Netzwerken ist Die Ad ministratoren der unterschiedlichen Mesh Knoten m ssen sich unbedingt absprechen wer welche Subnetzwerkadressen benutzt und bekannt gibt Annoncieren mehrere Meshrouter dieselben Netzwerke f hrt das zu Kolli sionen da dieselben Adressen mehrfach verwendet werden Vor allem die bekannten Klasse C Netzwerke 192 168 0 0 und 192 168 1 0 die praktisch immer und berall verwendet werden sollte man unbedingt vermeiden und lieber etwas ganz Ungew hnliches und Exotisches nehmen Auch Routen zu einem einzelnen Knoten sind m glich Mehrere Eintr ge k nnen durch ein Semikolon getrennt werden siehe hierzu auch den Ab schnitt 6 5 2 Zwar kann auch eine Route ins Internet 0 0 0 0 0 ber HNA4 angek ndigt werden da dies aber zu den bereits beschriebenen Schwarzen 140 6 3 Konfiguration per Webinterface L chern f hren kann sei davon abgeraten Stattdessen sollte f r Internet Gateways das dynamische Gateway Plugin von OLSR verwendet werden Beispiel f r eine Hostroute und eine Route zu einem Klasse C Netzwerk 10 172 119 234 32 172 31 191 0 24 Broadcast IPV4 Normalerweise wird bei OLSR Broadcasts die konfigurierte Broadcastadres se
265. rt da gegen schon Da die Wellenl ngen von WiFi nur einige Zentimeter betragen gibt es viele Objekte an denen einer oder mehrere von folgenden Effekten auftreten Abschattungen Ein f r die Wellenfront undurchdringliches oder stark d mpfendes Objekt blockiert die Ausbreitung so dass dahinter kein Empfang m g lich ist Reflektionen Die Wellenfront wird gespiegelt Streuung Eine Wellenfront wird beim Auftreffen auf ein Objekt in mehrere schw chere Wellenfronten aufgeteilt Beugung Beim Auftreffen auf die Kante eines Objekts ndert sich die Ausbrei tungsrichtung der Weltenfront Trockene nicht leitende Materialien st ren die Ausbreitung von elektroma gnetischen Wellen kaum z B eine Rigipswand Dagegen sind gut leiten de Materialien praktisch undurchdringlich und reflektieren die Wellenfront etwa eine dicke feuchte Mauer B ume sind f r WLAN Wellen nahezu un durchdringlich vor allem wenn sie im vollen Saft sind Das soll nicht hei en dass man nicht auf kurze Entfernungen durch einen einzelnen Baum oder eine Reihe Alleeb ume funken kann die Signale werden allerdings stark ged mpft 7 4 Antennengewinn Viele Anwender haben den unbedarften Glauben dass eine gewinnbrin gende Antenne elektromagnetische Energie auf magische Weise vermeh ren kann was nat rlich nicht der Fall ist Antennengewinn kommt nicht pauschal durch eine Verst rkung von Signalen zustande sondern lediglich durch B ndelung der vorhan
266. rt sind WiFi Ger te nach den Standards des Institute of Electrical and Electronics Engineers IEEE 802 11b 802 11g und 802 11a Der IEEE Standard 802 1ln MIMO Multiple Input Multiple Output ist zwar noch nicht fertiggestellt aber es sind bereits Produkte im Handel die sich als 802 11 Draft n oder Pre n bezeichnen 5 1 1 IEEE 802 11b g Die zwei am weitesten verbreiteten Standards IEEE 802 11b und 802 11g funken in Deutschland sterreich und der Schweiz auf 13 Kan len im so genannten ISM Frequenzband bei 2 4 Gigahertz ISM steht f r Industry Science Medical und bezeichnet verschiedene Bereiche des elektroma gnetischen Frequenzspektrums in dem unterschiedliche Anwendungen li zenzfrei arbeiten d rfen Der ISM Frequenzbereich wird dabei nicht nur f r Kommunikationstechnologie genutzt sondern auch f r Anwendungen bei denen beispielsweise mit sehr hohen Sendeleistungen Hitze erzeugt wird Unter anderem arbeiten Mikrowellen fen in Privathaushalten im gleichen Frequenzbereich und senden mit einigen hundert Watt innerhalb des Ge h uses Dabei tritt immer auch ein Teil der Sendeenergie nach au en Im Vergleich dazu ist die maximale effektive Sendeleistung von 802 11b g in Europa mit 0 1 Watt sehr gering Die aus dem Geh use entweichende St r strahlung eines Mikrowellenherds kann vor allem bei lteren oder defekten Ger ten leicht ein Vielfaches der Sendeenergie eines Funknetzes betragen weshalb von Mikrowellenherden verur
267. s OLSR Knotens verwendet PlParam dns server IP Adresse des DNS Servers t tt t Das Intervall in dem DNS Informationen an andere OLSR Knoten verschickt werden in Sekunden In der Grundeinstellung werden 66 3 5 Typische Probleme mit OLSR 120 Sekunden verwendet PlParam interval Anzahl Sekunden Wie lange sind ber das Plugin empfangene DNS Informationen g ltig in Sekunden Grundeinstellung 36C0 Sekunden 1 Stunde PlParam timeout 3600 Unter Windows kann das Plugin dem Betriebssystem keine empfangenen DNS Servereintr ge hinzuf gen Abgesehen davon funktioniert es wie un ter Linux Hosteintr ge landen in den Grundeinstellungen in hosts_olsr im Windows Systemordner C WINDOWS oder C WINNT M chte man die gefundenen Hosteintr ge direkt verwenden kann das Plugin sie in die Da tei C Windows System Ordner system32 drivers etc hosts schrei ben Manche Ad Blocker Programme verwenden diese Datei jedoch um Zugriffe auf unerw nschte Webseiten zu blockieren indem sie deren Adres sen ber die Hosts Datei umleiten Der Einsatz des Plugins wird die Arbeits weise dieser Programme behindern LoadPlugin olsrd_nameservice dll PlParam name Name dieser Maschine PlParam hosts file c WINNT system32 drivers etc hosts Die weiteren Plugin Parameter entsprechen dem Einrichtungsbeispiel f r Linux 3 5 Typische Probleme mit OLSR 3 5 1 Gateway Switching Olsrd schaltet unter Umst nden
268. s PC ist also f r eine Atheros Karte ein geeigneterer Einsatzort als ein Embedded System Abbildung 5 2 Atheros OEM Karten mit Cardbus Interface hinten die alte davor die neue Geh useform Auch professionelle Router mit schnellerer CPU haben mit diesen Karten arge Probleme zumal dort meistens zwei oder mehr im System stecken Praktisch erreichen auch sie kaum die angegebene Performance Auf der Habenseite stehen die gro e Funktionsvielfalt des Madwifi Treibers und ei ne sehr gute Empfangsleistung Mini PCI Karten mit diesem Chipsatz gibt es mit Sendeleistungen bis zu 0 4 Watt f r 802 11a damit haben diese Kar ten eine extrem gro e Reichweite f r Langstreckenverbindungen Mit den Utilities des Madwifi Treibers l sst sich das Timing von 802 11 so justie ren dass auch Verbindungen ber sehr gro e Entfernungen m glich sind Hintergr nde zum Timing in Abschnitt 7 6 5 ab Seite 187 5 3 5 Atmel Atmel Chips f r WLAN mit der Bezeichnung at76cXX f r 802 11b sind nicht mehr im Handel Das ist schade da die Treibersituation sehr gut ist Die Unterst tzung f r USB WLAN Karten ist f r den Linuxkernel 2 4 ausge zeichnet und funktioniert im Ad Hoc Modus stabil Die USB Treiber wer den nicht mehr gewartet deshalb wird es mit neueren Kernelversionen im mer schwieriger USB Ger te von Atmel zum Laufen zu bekommen PCMCIA und PCI Karten werden dagegen auch vom aktuellen Linuxker nel 2 6 unterst tzt Auch di
269. sachte St rungen in WLANs h ufig sind Der 2 4 GHz Frequenzbereich wird wegen der vielen sich gegenseitig st renden Anwendungen mitunter abwertend als Schrottband bezeichnet In einem kleinen Abschnitt des elektromagnetischen Spektrums von nur 60 Megahertz Breite dr ngeln und behindern sich viele konkurrierende An wendungen wie beispielsweise RFID Leseger te Bluetooth drahtlose Head sets Funkm use Funktastaturen Videosender und auch der Amateurfunk Besonders h ufig werden WLANs von analogen Video bertragungssyste men gest rt die ein Dauersignal senden Kanal Frequenz verwendet in 01 2 412 GHz EU Japan USA 02 2 417 GHz EU Japan USA 03 2 422 GHz EU Japan USA 04 2 427 GHz EU Japan USA 05 2 432 GHz EU Japan USA ss 5 1 Die Wifi Standards 802 11 von a bis Draft n Fortsetzung Kanal Frequenz verwendet in 06 2 437 GHz EU Japan USA 07 2 442 GHz EU Japan USA 08 2 447 GHz EU Japan USA 09 2 452 GHz EU Japan USA 10 2 457 GHz EU Japan USA 11 2 462 GHz EU Japan USA 12 2 467 GHz EU Japan 13 2 472 GHz EU Japan 14 2 484 GHz Japan Das Kanalraster also der Abstand zwischen zwei Kanalmittelpunkten be tr gt in Amerika und Europa 5 MHz die tats chlich verwendete Band breite bei der Daten bertragung jedoch 11 MHz insgesamt also 22 MHz Durch die hohe Bandbreite berlappen sich viele Kan le Benach barte WLAN Funkzellen auf nahe zusammenliegenden Kan len st ren sich gegenseitig i
270. sgabe viel zu schnell durch den Bildschirm um noch lesbar zu sein In diesem Fall kann man die Ausgabe des Daemon in eine Datei schreiben oder sie ber eine Pipe einem Pager wie less bergeben olsrd d 1 2 gt amp 1 cat gt tmp olsrd log oder eben olsrd d 1 2 gt amp 1 less Au er zur Fehlersuche sind die Debuglevel des Olsrd deshalb kaum geeig net um Auskunft ber den Zustand des Meshroutings zu erhalten M chte man Informationen ber den Zustand des Mesh beobachten ist es emp fehlenswert das Httpinfo Plugin des Olsrd anzuwenden das im Abschnitt 3 4 2 beschrieben wird Wurde der OLSR Daemon mit Debuglevel 1 in einem kleinen Mesh gestar tet sollte die Ausgabe wenn alles funktioniert wie folgt aussehen Topolo gieliste gek rzt 21 57 54 15 oa Hemmer een nen LINKS IP address hyst LO lost total NLO ETX 204 139 30 1 0 000 0 600 40 100 0 310 5 38 104 139 30 29 0 090 0 920 8 100 0 910 1 19 21 57 54 15 7 7 5 5 NEIGHBORS 58 3 3 Praxis mit Olsrd IP address LQ NLQ SYM MPR MPRS will 104 130 30 29 0 920 0 910 YES YES NO J 104 130 30 1 0 600 0 310 YES YES NO 3 21 57 54 02156644 er 0o0 TWO HOP NEIGHBORS IP addr 2 hop IP addr l hop TLO 104 130 1 243 104 130 30 1 0 070 104 130 11 67 104 130 30 1 0 021 104 192 192 199 104 130 30 1 0 000 104 130 30 29 104 130 30 1 0 149 104 130 30 1 104 130 30 29 0 675 21 57 54 15
271. sich das Protokoll nicht darauf verlassen dass diese Ver nderung zeitnah oder zuverl ssig mitgeteilt wird Ein Routing protokoll f r Meshnetzwerke muss daher robust gegen ber fehlenden oder unzuverl ssigen Informationen sein schnell auf Ver nderungen reagieren und mit einem Minimum an selbsterzeugtem Datenverkehr auskommen Die Forschungen an Routingprotokollen f r Meshnetzwerke laufen seit dem Beginn der 1970er Jahre Die englischsprachige Wikipedia listet ber 70 ver schiedene Protokollentw rfe auf Viele davon existieren nur auf dem Pa pier oder werden bislang nur in Simulationen eingesetzt Routingprotokolle f r Meshnetzwerke werden in folgende Gruppen eingeteilt a proaktive Protokolle a reaktive Protokolle a hybride Protokolle proaktiv reaktiv s hierarchische Protokolle u geografische Protokolle a energieorientierte Protokolle e Multicast Protokolle a geografische Multicast Protokolle 2 http en wikipedia org List_of_ad hoc_routing_protocols 28 2 2 Routingprotokolle f r drahtlose Netzwerke 2 2 1 Protokolltypen Proaktive Protokolle ermitteln permanent alle Routen zwischen allen Nodes in einem Funknetz mit einem mathematischen Algorithmus der den k r zesten oder g nstigsten Pfad zwischen einem Start und einem Zielpunkt berechnet Jeder Knoten berechnet Routen zu allen anderen Knoten im Netzwerk unabh ngig davon ob diese gerade ben tigt werden oder nicht Sie erzeugen deshalb prinzipbedingt s
272. sich die Reichweite jedoch auf mehrere Kilometer steigern ohne dass die bertragungsgeschwindigkeit drastisch leidet auch ohne dabei legale Grenzwerte zu berschreiten Fallende Hardwarepreise senken Einstiegsh rde Eine gute Abdeckung mit dem freien Funknetz ben tigt eine gro e Anzahl von Netzwerkknoten also ein eng verkn pftes Maschennetz Durch den Preisverfall bei WiFi Ger ten und den Fortschritt in der drahtlosen Rou tingtechnologie ist die Zugangsschwelle f r Menschen gesunken die an einem B rgernetz teilnehmen wollen Der von Moore beobachtete Effekt dass sich die Leistungsf higkeit von Informationstechnologie bei gleichzei tigem Preisverfall best ndig steigert hat erwartungsgem auch im Bereich drahtloser Router und Netzwerkkarten keine Ausnahme gemacht Im Jahr 2000 kostete ein einfacher Accesspoint von Lucent umgerechnet rund 400 Euro und eine WLAN Karte f r Notebooks vom selben Herstel ler 160 Euro Heute kostet ein WLAN Router wie der beliebte WRT54GL von Linksys mit eingebautem Ethernetswitch etwa 60 Euro und preiswerte WLAN Karten f r Notebooks oder Desktop Rechner sind f r weniger als 20 Euro zu haben Einige WiFi Router sind nicht nur g nstig sondern auch sehr flexibel denn es existieren f r diese Ger te aus dem sogenannten SoHO Bereich Small or Home Office hochentwickelte alternative Betriebssysteme auf der Basis von freier Software die von Open Source Entwicklern und B rgernetzakti vis
273. soll d rfte ebenfalls kaum Fragen aufwerfen solange man nicht gegen die jeweiligen Regulierungsbe dingungen versto en m chte Es gibt L nder in denen beispielsweise der Betrieb von WLAN auf den Funkkan len 1 14 erlaubt ist in Deutschland sind es 1 13 W hlt man das betreffende Land erlaubt das Webinterface nur die landes blichen Einstellungen 6 3 5 OLSR In diesem Men wird das Verhalten des Olsrd konfiguriert Es ist naturge m etwas umfangreicher und besonders erkl rungsbed rftig Olsr Filter Hier kann man die IP Adressen von benachbarten Meshknoten eingeben deren IP Pakete ignoriert werden Das ist dann n tzlich wenn es besser ist diese Knoten nicht ber eine direkten drahtlosen Funklink zu erreichen sondern ber Kabel Hat man beispielsweise zwei OLSR Router mit einem Kabel verbunden sehen sich beide jeweils ber ihre Ethernetschnittstelle und ber ihre WLAN Karten Es w re ziemlich ung nstig wenn beide an fangen sich Daten ber ihre Antennen weiterzuleiten statt die viel schnel lere Kabelverbindung zu verwenden In diesem Fall wird bei beiden Routern jeweils die OLSR Adresse des WLAN Interface des Nachbarn gefiltert DMZ Umleitung Normalerweise k nnen Rechner die an einem LAN Port des Routers ange schlossen sind nicht drahtlos vom Mesh aus erreicht werden da sie durch die Router Firewall vor Zugriffen aus dem Mesh gesch tzt sind ber einen Eintrag in diesem Eingabefeld kann man den Zugriff
274. ssante Erweiterungen Plugins auf die man nicht verzichten sollte Die Quelltexte daf r sind zwar im Paket dabei aber die Plugins m ssen getrennt kompiliert und installiert werden Da zu in das Unterverzeichnis lib im Sourceverzeichnis olsrd current mit dem Befehl cd lib wechseln dann die Befehle make und make install noch einmal ausf hren p 45 3 Optimized Link State Routing Installation auf Ma OS X Auf der Downloadseite von Olsr org befindet sich ein Link zu vorkompilier ten Olsr Installationspaketen f r Mac OS X die von Maximilian Thumfart zusammengestellt werden Es werden sowohl Intel Macs und PPC Macs unterst tzt Die Mac Version des Olsrd ist in der Regel auf einem aktuel len Stand Gr ere Ver nderungen im Routingdaemon flie en innerhalb kurzer Zeit auch in die Mac Version ein Nat rlich k nnen ambitionierte Mac Anwender auch selbst kompilieren Die Installationspakete von Maximilian Thumfart enthalten eine zu Frei funk kompatible Konfigurationsdatei f r den OLSR Daemon Nach der In stallation kann der Olsrd in einem Terminalfenster ber den Befehl sudo olsrd gestartet werden 3 3 2 Installation unter Windows Eigentlich ist Olsrd ein reines Kommandozeilenprogramm Jedoch existiert mit dem Olsr Switch exklusiv f r Windows ein grafisches Frontend das Be dienung und Konfiguration mit der Maus erm glicht Auf Olsr org befindet sich die Datei olsr 0 4 10 setup exeunter der Ru brik Downloads Ein ko
275. sser gutes Isolierband Ethernetkabel passender L nge einen kleinen L tkolben Elektronikl tzinn ein Multimeter um die Polarit t der Gleichspannung zu berpr fen und idealerweise eine Crimpzange Zun chst schneidet man das Kabel das vom Steckernetzteil zum Router f hrt in der Mitte durch Beide Leitungsenden werden getrennt und beide Leiter abisoliert Wenn man keine Crimpzange zur Verf gung hat oder das fehlertr chtige Crimpen von Ethernetsteckern vermeiden will kann man das mitgelieferte kurze Ethernetkabel ebenfalls in der Mitte abschneiden und verarbeiten ee o ins Abbildung 5 3 Gr n 2 7 2 Schaltplan f r Orange d ae a I I a PoE Kabel zr B Am Ende des langen Ethernetkabels das zum Router hin verlegt wird ver bindet man die Leiter Gr n und Gr n Wei und Orange und Orange Wei mit den Leitern mit der jeweils gleichen Farbkombination am abgeschnit tenen Ende des kurzen mit dem WRT54GL mitgelieferten Ethernetkabels Abbildung 5 3 Auch der unisolierte Leiter in beiden Ethernetkabeln die Abschirmung wird zwischen beiden Enden verbunden Die Leiter mit den Farbkombinationen Blau Blau Wei Braun und Braun Wei im kurzen Ethernetkabelst ck werden nirgendwo angeschlossen sondern isoliert Aus dem langen Kabel werden die Leiter Braun und Braun Wei sowie Blau und Blau Wei herausgef hrt Blau und Blau Wei werden mit dem Plusleiter des Stromversorgungskabel des Routers verbunden Plus
276. st 154 V versteckter Knoten siehe Hid den Node Virtual LAN siehe VLAN Visualisierung von Meshnetz werken 85 Visualisierungsserver 85 B A T M A N 86 VLAN 150 151 Vollmesh siehe Full Mesh vulkanisierendes Klebeband 99 VxWorks 126 128 W Wellenl nge 173 White Russian 125 160 Whitelist 154 Wizards of OS 3 36 WL500G siehe Asus WL500G Premium WLAN Weltrekord 109 WMAN 192 WRT54G Unterschied zu WRT54GL 128 wrt54g 166 wrt54g JTAG Programm 168 WRT54GL 128 129 DMZ LED 162 Eingangsspannung 128 Ethnernet Schnittstellen 131 Firmware Image 129 Firmware Installation 133 Firmware Versionen 168 166 131 Kurzschlie en 164 Preis 16 reparieren 164 Sendeleistung 128 TFTP Server 163 WRT54GS 126 WRTG54GL Kernel l schen 167 NVRAM l schen 167 Passwort 132 Standard IP 131 Z ZD1211 ZD1211B 111 zdl211rw Treiber 12 Zone Routing Protocol ZRP ZRP 30 Zydas Chips tze 111 112 siehe 200 Mesh Drahtlose Ad hoc Netze ahtlosen Ad hoc Netzen bilden die Ger te selbst einen Teil der uktur Solche Mesh Netzwerke ben tigen keinen zentralen igangspunkt sondern organisieren sich selbst Sie sind nicht etwa akademische Spielerei sondern Realit t und jeder kann daran teil nehmen Community Netze decken in Gro st dten wie Berlin ganze Stadtviertel ab oder erm glichen in abgeschiedenen Regionen vielen Menschen Zugang zum Internet Mesh Netze brauchen keine anspruchsvolle Technik preiswert
277. stroute analog zu den HNA Announcements von OLSR ist m glich batmand a 10 145 145 0 24 eth1l wlanO Selbstverst ndlich kann man beide Optionen kombinieren und auch meh rere Host Network Announcements gleichzeitig vornehmen batmand g a 10 11 12 13 32 10 22 33 0 22 ethl wlano Gateway Clients Wird ein B A T M A N Daemon gestartet sucht er nicht automatisch eine Route zum Internet Will man auf Clientseite angeben dass er ins Internet routen soll kann man mit der Option p ein bevorzugtes Gateway angeben Zus tzlich muss mit r eine Routingklasse angegeben werden Falls das be vorzugte Gateway nicht erreichbar ist wird sich der B A T M A N Daemon ein alternatives Gateway nach den vorgegebenen Kriterien der Routingklas se aussuchen Drei Routingklassen werden angeboten Klasse 1 ist auf maximale Bandbreite zum Internet optimiert Um das zu erreichen sucht sich der B A T M A N Daemon den besten Kompromiss ne 4 B A T M A N Better Approach To Mobile Ad Hoc Networking aus der vom Gateway angegebenen Gatewayklasse und der Verbindungs qualit t ber das Mesh zum Internet Gateway Bei Klasse 1 gibt er einem schnelleren Gateway den Vorzug auch wenn dann die Verbindung weniger zuverl ssig sein sollte batmand r 1 athO Klasse 2 ist auf maximale Verbindungsqualit t zum Internet Gateway aus gerichtet Der Routing Daemon wird das am besten erreichbare Gateway w hlen auch wenn dieses nur langsamen Internetzugang
278. t Diese Sektion ist nicht zust ndig f r die Konfiguration des abgesetzten einzelnen LAN Ports der mit WAN oder Internet gekennzeichnet ist Adressen Netzmasken und Routen Unter LAN Protokoll kann man die Autokonfiguration der LAN Schnittstelle per DHCP einstellen DHCP Server abfragen Viele Anwender aktivieren f lschlicherweise diese Funktion Gibt es keinen DHCP Server im Netzwerk ist der Router dann nicht mehr ber die LAN Schnittstelle erreichbar da er keine IP Adresse zugewiesen bekommt F r die allermeisten Anwendungs f lle muss hier Statisch stehen Auf keinen Fall darf man den Router Asus WL500G Premium so konfigu rieren dass er seine LAN Adresse ber DHCP erh lt Dessen Bootloader verwendet die hier konfigurierte IP Adresse Ist die Einstellung DHCP ist keine IP Adresse gesetzt und der Bootloader nicht mehr ber Ethernet an sprechbar LAN IP ist das Eingabefenster f r die manuelle Einstellung der LAN IP Bei Ger ten mit 4 Port Switch ist diese IP Adresse die gemeinsame Adresse al ler vier Ethernetports Die meisten Anwender haben hier eine der klassi schen oder eher ber chtigten Adressen aus einem Netzwerk der Klas se C stehen also 192 168 0 1 oder 192 168 1 1 Wenn man den IP Bereich am LAN Port des Routers ber das Mesh via HNA bekannt machen m ch te d rfen die gleichen Netzwerkadressen keinesfalls an anderer Stelle ver wendet werden da sonst IP Kollisionen im Netzwerk bestehen Es lohn
279. t sich hier etwas kreativer zu sein Wie w re es beispielsweise mit einem kleinen Subnetz aus dem Bereich 172 16 31 xxx xxx Die passende Netz maske tr gt man unter LAN Netzmaske ein F r die Berechnung von g lti gen Netzwerkadressen und Netzmasken gibt es einfache Programme und Online Kalkulatoren wie das Linux Programm ipcalc Wer nicht ganz genau wei was er tut l sst das nachfolgende Feld LAN Default Route leer F r den Uplink via Ethernet zu einem DSL Modem oder Ethernet Segment mit Internetanschluss sollte stattdessen der WAN Port oder Internet Port verwendet werden Unter Statische Routen k nnen Routingeintr ge mit der Syntax Netzwerk adresse Netzwerkmaske Gateway IP Metrik Interface hinzugef gt werden Der Name f r das Interface der vier Ethernetports ist vlan1 die Metrik ist normalerweise 0 Es k nnen selbstverst ndlich auch Hostrou 148 6 3 Konfiguration per Webinterface ten zur IP Adresse einer einzelnen Maschine angegeben werden Mehrere Routingeintr ge werden durch Leerzeichen getrennt Hier ein Beispiel f r eine Hostroute zum Rechner 10 23 23 23 und eine Route zum Netzwerkseg ment 10 34 0 0 10 23 23 23 255 255 255 255 172 16 134 100 0 vlanl 10 34 0 0 255 255 0 0 172 16 134 100 0 vlanl NAT Firewall und spezielle DHCP Optionen Die Network Address Translation NAT ist im Standardfall eingeschaltet und kann mit NAT ausschalten deaktiviert werden Die meisten Anwender verwenden lokale Adresse
280. t und versuchen Datenverkehr ber die nur in eine Richtung funktionierende Verbindung zu routen Deshalb f gt B seiner Wiederholung der Originatornachricht von A ein sogenanntes Unidirectional Flag hinzu B wiederholt nun die Originator nachricht von A nachdem er die TTL um I reduziert hat Zus tzlich f gt B seinem Antwortpaket noch die Information Is Direct Link als Flag hin zu damit A sicher sein kann dass B auf ein Paket antwortet dass er direkt von A empfangen hat Wenn A die Wiederholung seiner eigenen Nachricht durch B empf ngt wei er dass es B gibt und dass B eine direkte Verbindung zu ihm hat Anhand des gesetzten Flags Is Direct Link im Originatorpaket erkennt A dass B seine Originatornachricht direkt von ihm selbst empfangen hat A wei nun durch den Empfang seiner eigenen Originatornachricht sicher dass er einen direkten Nachbarn mit der Adresse B hat der seine eigenen Originatornachrichten auf direktem Weg empf ngt und wieder auf direk tem Weg antworten kann Damit ist aus der Sicht von A die direkte bidirek tionale Verbindung zu B nachgewiesen H tte B das Originatorpaket von A nicht empfangen h tte B es schlie lich nicht wiederholt H tte B die Nachricht von A ber einen Umweg ber einen anderen B A T M A N Knoten empfangen w re das Is Direct Flag nicht gesetzt W re die Originatornachricht auf dem R ckweg verlorenge gangen w sste A nichts davon dass B seine Pakete empf ngt A tr gt al so
281. t bzw vor dem Delogarithmieren Invers und l og Taste durch 10 dividiert 170 7 2 Das Ph nomen der elektromagnetischen Wellen Um die Sendeleistung einer WiFi Karte mit 330 mW in dBm umzurechnen gen gt es auf dem Taschenrechner 330 einzutippen und die Log Taste zu dr cken Als Resultat erh lt man 2 518 Bel die 330 mW entsprechen also 25 18 dBm Ein weiteres Beispiel Angenommen der Gewinn einer Antennensch ssel von 2 Metern Durchmesser soll 32 dB sein Um welches Verh ltnis verst rkt sich das Signal Die L sung 3 2 eintippen Invers Taste dr cken Log Taste dr cken Das Resultat ist 1584 9 7 2 Das Ph nomen der elektromagnetischen Wellen Ein elektrisches Kabel das von Gleichstrom durchflossen wird erzeugt ein magnetisches Kraftfeld quer zum Leiter Gleichzeitig befindet sich ein elek trisches Spannungsfeld l ngs zum Kabel das den Strom durch den Leiter treibt Das magnetische Feld kann leicht nachgewiesen werden wenn man eine Kompassnadel in die N he eines stromdurchflossenen Leiters bringt Die Kompassnadel wird von dem magnetischen Kraftfeld des elektrischen Stroms abgelenkt Flie t der Strom gleichm ig bildet sich um das stromdurchflossene An schlusskabel ein ruhendes magnetisches Feld wie bei einem Dauermagne ten Dreht man die Polung der Spannungsquelle um ndert der Strom die Flussrichtung Dadurch ndert auch das magnetische Feld seine Polarit t Jedes Mal wenn eine Ver nderung im Stromf
282. t dessen Erreichbarkeit die Benutzbarkeit von Internetdiensten steht und f llt Listen von DNS Servern findet man im Netz Ein paar davon sollte man sich notieren bevor man mit der Kon figuration beginnt und die DNS Aufl sung vielleicht nicht funktioniert Ist der DNS Server nicht erreichbar k nnen Anwender keine Webseiten mehr abrufen obwohl Internetzugang besteht da die Namensaufl sung nicht mehr funktioniert Ist dieser Router ein Gateway das beispielsweise an einem DSL Modem h ngt sollte man den DNS Server des Internet Ser vice Providers angeben falls dieser etwas taugt und nicht dauernd ausf llt t Beispielsweise unter http dns stanar de 138 6 3 Konfiguration per Webinterface Die beiden n chsten Felder zu aktivieren ist dagegen f r unbedarfte An wender nicht empfehlenswert OpenWRT hat ein neues Overlay Dateisys tem namens Mini Foo implementiert das sich bislang noch im Experimen tierstadium befindet Der einzige Grund es einzusetzen w re etwas Platzer sparnis im Flash Speicher den man sich aber mit vermutlich reduzierter Datensicherheit erkauft Auch der n chste Punkt Netzwerk Startmeldungen der den Router bei ei nem Neustart dazu veranlasst Benachrichtigung ber den Neustart an das Netzwerk zu verschicken ist nur f r jene interessant die diese Funktion unbedingt haben wollen Die Wahl der Zeitzone bedarf wohl kaum einer Erl uterung Die Auswahl des Landes in dem der Router betrieben werden
283. tallation per TFTP nicht mehr schwierig Die IP Adresse des Routers wird der Betriebsanleitung entnommen Beim Buffalo WHR G54S ist sie in der Grundeinstellung 192 168 11 1 Die Ethernetkarte des Arbeitsplatzrechners wird mit einem der vier Ethernetanschl sse des Rou ters durch ein Patchkabel verbunden Manuell wird die Ethernetkarte des PC f r eine passende statische IP Adresse konfiguriert z B 192 168 11 2 Anschlie end tippt man den passenden Kommandozeilenaufruf im Termi nal ein dr ckt aber noch nicht die Eingabetaste Der Router wird an die Stromversorgung angeschlossen Sobald die Ethernet LEDs ausgehen hat man drei Sekunden Zeit um bequem die Eingabetaste zu dr cken Nun startet der TFTP Client den Upload der Firmwaredatei in den Router die ser Transfer ist nach wenigen Sekunden beendet Anschlie end startet der CFE den eigentlichen Programmierprozess der nicht unterbrochen werden darf Nach etwa f nf Minuten ist der Installationsprozess abgeschlossen Unter der URL des Routers sollte in einem Browser die Weboberfl che der Freifunk Firmware erscheinen F r Windows Anwender gibt es das Freeware Programm tftpd32 auf der Homepage von Philippe Jounin 6 3 Konfiguration per Webinterface Der bevorzugte Weg die frisch installierte Firmware zu konfigurieren ist das Webinterface Der Hauptzweck der Freifunk Firmware ist es die Ein richtung eines Meshrouters f r die Anwender m glichst einfach und kom 3 nttp tftpd32
284. ten TOPOLOGY listet die LO NLOQ Werte von allen direkten Funklinks zwischen allen Knoten im gesamten Mesh auf Diese Liste wird deshalb schnell sehr lang wenn das Mesh mehr als nur ein paar Knoten hat Der Olsrd tr gt nun f r s mtliche Meshknoten im Netzwerk zu denen sich eine Route berechnen l sst eine Hostroute in die Routingtabelle des Be triebssystems ein Dabei erscheint jeweils einer der direkten Nachbarn als Gateway zu dem entfernten Knoten Unter Linux kann die Routingtabelle beispielsweise mit dem Befehl route n ausgegeben und berpr ft wer den der folgende hier auszugsweise wiedergegebene Ausgabe erzeugt s9 3 Optimized Link State Routing IBM R50 tmp route n Kernel IP routing table Destination Gateway Genmask Flags Metric Ref Use Iface 104 19 19 18 104 130 30 29 255 255 255 255 UGH 15 0 0 atho 104 129 0 35 104 130 30 29 255 255 255 255 UGH 8 0 0 atho 104 19 19 19 104 130 30 29 255 255 255 255 UGH 14 0 0 athO 104 131 83 2 104 130 30 29 255 255 255 255 UGH 5 0 0 ath0 104 129 1 1 104 130 30 29 255 255 255 255 UGH 6 0 0 atho 104 129 0 1 104 130 30 29 255 255 255 255 UGH 6 0 0 atho 104 130 30 1 104 130 30 29 255 255 255 255 UGH 2 0 0 athO 104 130 30 29 0 0 0 0 255 255 255 255 UH 1 0 0 atho 192 168 212 0 0 0 0 0 255 255 255 0 U 0 0 0 ethl 104 0 0 0 0 0 0 0 255 0 0 0 U 0 o 0 atho 0 0 0 0 104 130 30 29 0 0 0 0 UG 5 0 0 athd In der Spalte Destination sind die erreichbaren Ziele aufgelistet Host routen sind er
285. ten ber Zwischenstationen basieren ist das Problem mit den versteckten Knoten der Normalfall Ganz lassen sich Kollisionen in dieser Situation nicht vermeiden sie lassen sich jedoch prinzipiell stark vermindern Bevor Knoten A anf ngt gro e Datenmengen zu senden fragt er mit einer kurzen bertragung per Broad cast ob er senden darf dem Request to Send RTS In dem RTS Datenpaket ist angegeben wie lange Knoten A das bertragungsmedium f r sich re servieren m chte Wenn B der Meinung ist dass A senden darf funkt er Clear to Send CTS C h rt das RTS von A nicht wohl aber dass B einer versteckten Station das OK zum Senden gegeben hat und h lt sich f r die angeforderte Zeitspanne zur ck M chte C senden fragt er ebenfalls vorher per RTS Broadcast Auch der RTS CTS Mechanismus ist eine Funktion von WLAN Karten die in einem Mesh eigentlich verwendet werden sollte Die Implementierung von RTS CTS in IEEE 802 1labg wurde aber nicht f r den Einsatz in Mesh netzwerken entwickelt und ist daf r ungeeignet Sie schadet viel mehr als sie n tzt In einem Mesh blockieren sich die Knoten mit den RTS CTS Signalen h ufig irrt mlicherweise gegenseitig Es kommt zu Situationen in denen gar kein Knoten sendet weil alle Knoten f lschlicherweise an nehmen dass das Medium f r einen nicht existierenden Knoten reserviert wurde Es existiert ein L sungsvorschlag f r dieses Problem der aber in l Saikat Ray Jeffrey B Carruthers
286. ten allerdings nicht die USB Varian te dieses Chipsatzes USB Karten mit Prism2 3 arbeiten mit dem WLAN NG Treiber Dieser wird schon seit Jahren nicht mehr weiterentwickelt und arbeitet nicht mit den Wireless Tools unter Linux zusammen Zudem ist die Bedienung von WLAN NG umst ndlich 5 3 2 Lucent Orinoco Der Orinoco Chipsatz f r 802 11b ist sehr alt und mittlerweile Geschichte WLAN Karten mit diesem Chipset es existieren zwei PCMCIA Geh use varianten erkennt man praktischerweise fast immer an der Geh useform Abbildung 5 1 Sie verf gen ber einen Antennenanschluss gepaart mit einer hervorragenden Empfindlichkeit Abbildung 5 1 Typische Geh use form der Orinoco Karte Obwohl die Sendeleistung typischerweise nur 35 Milliwatt betr gt ist die Reichweite enorm der Hersteller gibt 600 Meter bei 1 MBit im Freien an Einige alte Weltrekorde f r Langstreckenverbindungen wurden mit diesem Kartentyp erzielt und zwar ohne das Sendesignal mit einem Verst rker an zuheben Die Treiberunterst tzung f r praktisch jedes Betriebssystem ist exzellent sogar f r ein steinaltes WindowsCE 2 0 findet man im Internet einen Treiber Die Orinoco Karten waren die ersten WLAN Karten f r die es einen sehr guten Linux Treiber gab Dieser stammt von Jean Tourrilhes der auch die Wireless Tools f r Linux entwickelt hat Die Karte beherrscht Ad Hoc Ad Hoc Demo Monitor Infrastruktur Client und mit angepasster Firmwa re auch den A
287. ten Intervall das ganze Meshnetz ge flutet wird Bei Olsrd hei t ein Datenpaket mit Topologieinformationen TC Message Topology Control Message Anders als die Hello Nachrichten die nur lokal bertragen werden werden Topologienachrichten von allen an deren Knoten im Netz sofort weitergereicht Jeder Knoten merkt sich den Inhalt der herumschwirrenden Topologienachrichten und tr gt sie zu einer eigenen gro en Datenbank einer Landkarte des Meshnetzes zusam men Auf diese Graphen wird dann der Link State Algorithmus von Dijk stra angewendet Freifunk Olsrd sucht anders als viele andere Link State Protokolle nicht nach der geringsten Anzahl von Hops sondern nach dem g nstigsten kleinsten ETX Gesamtwert f r jede Route Topologienachrichten und Protokolloverhead Eine berschlagsrechnung zeigt dass ein klassisches Link State Verfahren f r ein drahtloses Computernetzwerk wegen der CPU Last und der vom Protokoll erzeugten Datenmenge mit wachsender Knotenanzahl schnell an seine Grenzen st t Wenn jeder Knoten alle f nf Sekunden eine neue To pologienachricht losschickt und damit eine ganze Lawine von Datentrans fers im gesamten Netz ausl st wird das schon bei 200 Knoten problema tisch da die Anzahl der Nachrichten quadratisch von der Knotenzahl ab h ngt TC Nachrichten s Knoten TC Intervall Statistisch wird so alle 25 Millisekunden ein anderer Netzteilnehmer eine neue Topologienachricht auf die Reise schicken un
288. ten Reset durch das Unterbrechen der Stromversorgung Prism2 Prism2 5 Prism3 An einen sinnvollen Betrieb eines Meshnetzwerks ist unter solchen Umst nden nicht zu denken Treten die gleichen Probleme mit einer WLAN Karte auch bei einem Wech sel des Betriebssystems auf ist das ein Indiz f r eine fehlerhafte Firmware Ein Update des WLAN Treibers ist in diesem Fall nur dann erfolgverspre chend wenn dabei auch eine neue Firmware mit installiert wird Die Firmware ist bei lteren WLAN Karten in einem Flash ROM installiert Lucent Orinoco von Proxim Prism2 2 5 3 von Intersil wird beim Initia lisieren der Karte in diese geladen Atmel At76c50X Ralink r 73 Ralink rt2570 oder auf der CPU des PCs in dem die Karte installiert ist ausge f hrt Hardware Abstraction Layer HAL von Atheros Bei lteren Karten muss die neue Firmware also in das Flash ROM der WLAN Karte geschrie ben werden Schl gt dieser Vorgang fehl ist die Karte anschlie end m gli cherweise irreparabel defekt Leider ist nicht immer die neueste Firmwareversion auch die beste Da hilft nur geduldiges Probieren ein beliebtes Spiel mit lteren Prism und Orinoco Karten Am Ende stellt man vielleicht doch fest dass es einfach 114 5 4 Typische Hardware Probleme im Ad Hoc Modus keine Firmware Version gibt die unter allen Umst nden stabil l uft F r Hersteller ist es uninteressant sich um Fehler in der Firmware eines schon lange Zeit nicht mehr produzierte
289. ten entwickelt werden WiFi Router dieser Art werden f r kleinere B ros entwickelt oder um das drahtlose Surfen zu Hause auf dem Sofa oder im Garten zu erm glichen Durch freie Software l sst sich das Einsatzspektrum enorm erweitern Da mit werden diese g nstigen Ger te zunehmend zur Konkurrenz von Pro dukten die f r Wireless Internet Service Provider zugeschnitten sind Der Streckenrekord ber eine Distanz von 382 Kilometern wurde mit zwei SoHO Die Begriffe WiFi Wireless Fidelity und Wireless LAN sind austauschbar auch wenn WiFi streng genommen nur eine Form eines drahtlosen LANs ist In diesem Buch wer den beide Begriffe synonym verwendet 16 1 Einleitung Routern f r 60 US Dollar erreicht die mit der freien Linux Firmware Open WRT ausgestattet waren Chancen f r Entwicklungsl nder In den Entwicklungs und Schwellenl ndern verfolgt man die Evolution der Meshtechnologie mit WLAN mit gro em Interesse Die Autorin dieses Bu ches hat auf der Basis dieser Technologie am Aufbau von Kommunikati onsinfrastruktur in Bangladesh und Indien mitgewirkt In diesen L ndern existieren abgesehen von GSM oft keine Kommunikationssysteme die der Bev lkerung zur Verf gung stehen Da in Bangladesh die Bev lkerung berwiegend aus Analphabeten besteht ist zuerst der Aufbau von Telefonsystemen mit Voice over IP vordringlich ber eine Funkstrecke mit 6 Megabit Kapazit t lassen sich bereits viele Telefongespr che gl
290. ter 89 Kazaa 155 Koaxialkabel 98 Dielektrikum 98 Impedanz 98 Verlegung 99 Kreisrouten 42 43 L Layer 8 155 193 Leipziger Freifunknetz 192 libpthread 157 Link Budget 180 182 Link Qualit t 40 Link State Algorithmus 29 35 Link State Routing 72 Grenzen 41 Linkquality ETX Algorithmus 37 Linksys und GPL 159 Linksys WRT54GL WRTS4GL Linksys Firmware Versionsprobleme 168 Linux Treiber 102 freie und propriet re 102 Location Based Services 30 LQ 40 Lucent Orinoco siehe Orinoco Chips tze siehe M MAC Blacklist 154 mac80211 102 Madwifi 106 107 Many to Many Topologie 20 Maximum Transfer Unit siehe MTU Mcast Forward 143 Meraki 14 31 33 Meshlinux 97 Meshrouter 21 als Accesspoint 140 Mikrotik 96 Mikrowellen fen 88 Mikrowellenger te 189 MIMO Karte 92 197 Index tats chliche Reichweite 92 Mini Foo 139 Minimum Hop Count Nachteile 37 MiniPCl 94 MIT Roofnet 31 33 Mobilemesh 192 MTU 25 MTU Wert 147 Multi Path Propagation 184 Multicast Protokolle siehe Rou tingprotokolle Multihop Links 22 Multihop Route Bandbreitenreduzierung 23 Paketverluste 23 Multipoint Relais 38 und Hysterese 38 Multipoint to Multipoint siehe Many to Many Topologie N N Buchse 98 Nachbar Link Qualit t 40 Nameservice 142 Nameservice Olsrd Plugin 65 NAT 67 149 157 159 ausschalten 158 Ports ffnen 157 Ndiswrapper 103 104 Neighbor Link Quality NLQ NetBSD 33 Netgear MA401 183 Nettodatenrate 92 Network Address Trans
291. ter des Hohlsteckers und gleichzeitig mit der Pr fspitze des schwarzen Kabels den Au enleiter Schl gt bei einem analogen Multimeter der Zeiger nun in die richtige Rich tung aus wurde alles richtig angeschlossen Ein digitales Multimeter muss die Spannung ohne Minus Vorzeichen angezeigen Ansonsten wurde die Spannung verpolt Auf keinen Fall darf man in diesem Fall den Hohlste cker in den Router stecken dieser kann unmittelbar irreparablen Schaden nehmen Nach erfolgreicher Pr fung kann man den Router in Betrieb nehmen und testen ob die Verbindung zwischen PC und Router ber das Netzwerkkabel klappt Wenn auch diese Pr fung erfolgreich abgeschlossen wurde sollte man die L tstellen gut verpacken und gegen Zugbelastung sichern Fertig ist das praktisch kostenlose PoE 5 5 2 Einfache PoE L sungen selbst entwickeln und berechnen Prinzipiell funktioniert die im letzten Absatz beschriebene PoE L sung mit allen Routern die einen weiten Eingangsspannungsbereich haben und bei denen das Netzteil ausreichend dimensioniert ist Es funktioniert nicht mit Routern die mit einer niedrigen Eingangsspannung an ihrer Stromversor gungsbuchse arbeiten 5 Volt oder 3 3 Volt wie z B beim Buffalo WHR G54S In diesem Fall darf man die angegebenen Werte kaum ber oder unterschreiten Unterschreitet die Eingangsspannung des Routers den Min 118 5 5 Power over Ethernet destwert weil das Kabel zu lang ist wird das Ger t berhaupt nicht
292. ts be finden sich Dipole Die Dipole in den Stummelantennen der Accesspoints sind meistens sogenannte Sleeve Dipole von engl rmel bei denen die Speiseleitung durch einen Schenkel der Antenne ein R hrchen wie durch einen rmel zum Speisepunkt in der Antennenmitte gef hrt wird Trotzdem hatte Nikola Tesla der Pionier der Wechselstromtechnik die Idee man k nne die Welt drahtlos mit Energie versorgen Elektromagnetische Wellen k nnen aber nur geringe Energiemengen auf vergleichsweise kurze Entfernungen drahtlos bertragen Bei RFID Eiiketten und Transpondern macht man sich diesen Effekt zunutze 174 7 3 Das Prinzip von Antennen Dipolantennen sind Rundstrahler die bevorzugt kreisrund zur Seite ab strahlen und weniger stark zu den Enden hin Man kann sich das Strah lungsdiagramm in der Form eines amerikanischen Donut vorstellen Abbildung 7 4 Strahlungsdiagramm eines Dipols Weil Dipole die Energie eher zur Seite abstrahlen beziehungsweise von der Seite besser aufnehmen resultiert daraus ein kleiner Antennengewinn ge gen ber einer nur theoretisch existierenden Antenne die kreisrund in alle Richtungen abstrahlt 7 3 1 Polarisation von Antennen Steht die Stummelantenne eines Accesspoints senkrecht zur Erdoberfl che steht auch das von der Antenne beim Senden abgestrahlte elektrische Feld senkrecht oder vertikal Man sagt daher dass die Antenne vertikal polari siert ist und bezieht sich dabei auf die el
293. u Ger t B Zwei Netzwerkknoten Nodes k nnen bei der Verwen dung von 802 11g im Ad Hoc Modus Daten mit einer Geschwindigkeit von maximal 3 2 Megabyte pro Sekunde direkt bertragen Benutzen beide Ge r te den Infrastrukturmodus reduziert sich die bertragungsgeschwindig keit im g nstigsten Fall auf 1 6 Megabyte pro Sekunde Diese Geschwindigkeit wird im Infrastrukturmodus nur erreicht wenn bei de Notebooks eine hervorragende bertragungsqualit t hin zum Access point haben und keine anderen Ger te diesen gerade benutzen Verwen den mehrere Endger te den Accesspoint gleichzeitig teilt sich die nutzbare Bandbreite unter allen Teilnehmern auf Noch drastischer ist der Geschwin digkeitseinbruch wenn beide Endger te zwar nahe zusammen stehen aber vom Accesspoint entfernt sind so dass die bertragung zum Accesspoint ohnehin mit stark reduzierter Datenrate l uft In diesem Fall schnurrt die nutzbare Bandbreite weiter zusammen Nat rlich bietet ein fest installierter Accesspoint auch Vorteile Zweckm Bigerweise wird man einen m glichst hohen und freien Standort w hlen und ihn mit einer Antenne ausstatten welche die Reichweite steigert Da mit vergr ert sich die Reichweite gegen ber Netzwerkknoten die sich in Bodenn he zwischen Objekten wie M beln Trennw nden und Menschen befinden welche die Funk bertragung erheblich behindern Befindet sich Notebook A au erhalb der bertragungsreichweite von Notebook B ist im Ad
294. u kleinen Originatorintervall leiden hier fordert die gro e Originatoranzahl Abstriche bei der Reaktionsgeschwindigkeit 80 4 2 Praxis mit B A T M A N Ist ein k rzeres oder l ngeres Originatorintervall erforderlich kann das mit der Option o angegeben werden die Eingabe erfolgt in Millisekunden batmand o 2000 Interfacel Interface2 InterfaceN 4 2 2 Den Netzwerkstatus im Debugging Modus beobachten Der B A T M A N Daemon kann auch im Debugging Modus mit der Option d und einem Debuglevel von 0 bis 4 gestartet werden um den Status des Netzwerks zu beobachten batmand d Debuglevel Interface Ohne die Debugging Option oder mit der Angabe des Debuglevels 0 geht batmand beim Start sofort in den Hintergrund und routet auf den angege benen Interfaces K i TaT Abbildung 4 9 Ausgabe im Debuglevel 1 Wird das Programm in einem Debuglevel gr er als Null aufgerufen bleibt der Daemon im Vordergrund und gibt auf dem Terminal die somit angefor derten Informationen aus F r Anwender sind nur die Debuglevel 1 und 2 interessant Debuglevel 1 zeigt eine Liste aller erreichbaren Originatoren im Mesh an au erdem die Nachbarn ber die zu den Originatoren geroutet werden kann und die Anzahl der jeweils empfangenen Originatornachrich ten Existieren Routen ber mehrere Nachbarn zu einem Originator werden diese in der Liste der Potential Routers angezeigt Abbildung 4 9 Abbildung 4 10 Ausgabe von Debuglevei 2 K m
295. u schreiben die Bestandteil des Linuxkernels werden wird Die von Ralink ver ffentlichten Treiberquelltexte kompilieren nicht mit ak tuellen Versionen des Linuxkernels Die Treiber der Legacy Generation las sen sich dagegen problemlos kompilieren und funktionieren bei Infrastruk tur Clients Wie immer erscheint den Programmierern der Ad Hoc Modus weniger wichtig Hoffentlich erreichen die Treiber am Ende auch daf r eine brauchbare Reife Am ehesten d rfte dieser Zustand erreicht werden wenn die Portierung f r mac80211 abgeschlossen ist In preiswerten USB Dongles wird aktuell recht h ufig der Chipsatz rt2570 f r USB Dongles erh ltlich unter anderem von Hama f r rund 20 Euro verbaut Im praktischen Test mit dem alten Open Source Treiber und ei nem Hama USB Dongle mit rt2570 traten noch Schwierigkeiten bei der Auswahl der bertragungsrate im Ad Hoc Modus auf Eine Cardbus Karte mit dem Ralink Chipsatz rt2600 Sitecom Typ WL 150 Version I mit MIMO l sst sich unter Linux bereits mit dem Legacy Treiber des rt2x00 Projekts betreiben Der Ad Hoc Modus funktionierte bei ersten Tests bereits ein bisschen die Karte assoziierte sich auch Ping funktionier 110 5 3 Chips tze te Unter Windows 2000 arbeitet die Karte im Ad Hoc Modus ohne Proble me 5 3 10 Realtek Der letzte von Realtek als Open Source angebotene Linux Treiber f r den Chipsatz RTL8180L 802 11b stammt vom April 2005 Das Kompilieren des Treibers gegen ein
296. uchbar ist oder die gesamte Topologie betrach ten da OLSR diese Informationen in der lokalen Datenbank speichert Soll te eine normalerweise stabil funktionierende Route pl tzlich nicht mehr funktionieren kann anhand der Topologieinformationen nachgepr ft wer den ob alle Funkstrecken auf der Route richtig funktionieren Au erdem werden s mliche HNA Announcements dargestellt 3 4 3 Nameservice Dieses Plugin verteilt DNS Informationen ber OLSR OLSR Knoten k n nen damit ihren Namen und die Namen anderer Rechner mitteilen zu de nen Routen ber eigene HNA Nachrichten annonciert werden Also bei spielsweise DNS Eintr ge f r Rechner am LAN Port eines OLSR Routers die statische Adressen haben und aus dem Mesh ber eigene HNA Ank n digungen erreichbar sind Auch ein echter DNS Server der Internetadres sen aufl st kann anderen OLSR Knoten mitgeteilt werden Allerdings hat das Plugin noch ein paar Haken und sen ist also noch nicht so richtig komfortabel und ausgegoren In jedem Linux Unix System gibt es die Datei etc hosts diese enth lt eine Tabelle in der Hostnamen statisch zu IP Adressen zugeordnet werden k nnen Das Nameservice Plugin erzeugt eine hosts Datei und f gt DNS Eintr ge aus dem OLSR Mesh hinzu Damit die vom Nameservice erzeugte Datei vom Betriebssystem genutzt wird muss sie unter Linux oder BSD unter etc hosts stehen oder mit einem symbolischen Link an diese Stelle verlinkt werden Im einfachste
297. uellen LAN Segment vlanO hinzugef gt gebr ckt werden Sie verhalten sich dann mit dem Internet Port zusammen wie Ports 150 6 3 Konfiguration per Webinterface an einem einfachen kleinen Switch Die Eintragung 0 5 ist die Grundein stellung Sie besagt dass zum VLAN Interface 0 vlanO nur der Anschluss 5 der Internet Anschluss geh rt Eine Eintragung von 0 4 5 ordnet den Ethernet Port 4 und den WAN Port dem VLAN Interface vlanO zu Zugriffsreehte Die Checkbox SSH erlauben gestattet den Zugriff aus dem Internet oder WAN auf das Kommandozeileninterface des Routers per Secure Shell SSH HTTP erlauben erm glicht den Zugriff aus dem Internet oder WAN auf das Webinterface des Routers und bei aktiviertem Ping erlauben antwortet der Router auf ICMP Anfragen Ping aus dem Internet 6 3 9 Publizieren Die Freifunk Firmware bietet die M glichkeit selbst gestaltete Webseiten mit dem Webserver des Routers zu ver ffentlichen Das Webinterface des Routers liefert unter der Rubrik Publizieren eine Anleitung daf r 6 3 10 Software Unter dieser Rubrik k nnen zus tzliche Programme im Router installiert werden Die Installationsdateien m ssen auf dem lokalen Arbeitsplatzrech ner gespeichert sein Sie werden ber den Webbrowser in den Router gela den und anschlie end installiert Diese Vorgehensweise ist nicht das bevor zugte Installationsverfahren da eventuelle Abh ngigkeiten der zu installie renden Softwarepakete auf diese
298. unbegrenzt viele simul tane Verbindungen zu anderen Peers aufbauen und s mtliche verf gba re Internetbandbreite aufbrauchen Viele Anwender von P2P wissen nicht dass man die Transferraten und die Anzahl der simultanen Verbindungen beschr nken kann Die P2P Filterfunktion erzeugt aber auf der CPU des Gateways eine ho he Rechenlast da sie den Inhalt der Datenpakete analysieren muss um zu berpr fen ob P2P Protokollinformationen enthalten sind Die Sperre kann nur bekannte Protokolle blockieren und diese auch nur dann wenn der Inhalt der IP Pakete nicht komprimiert und oder verschl sselt ist Prinzipiell ist die Kontrolle von P2P Traffic ein Katz und Maus Spiel bei dem die Programmierer der P2P Protokolle durch immer neue Raffines sen gewinnen Filesharing ist nicht per se illegal oder b se Viele Linux Distributionen setzen inzwischen auf das P2P Protokoll Bittorrent um CD Images oder DVD Images zum Download anbieten zu k nnen Bittorrent ist ein hochinteressantes Verfahren um Anwendern gro e Datenmengen preiswert zur Verf gung zu stellen Traffic Kontrolle und Traffic Shaping Die Accounting Funktion zeichnet auf wieviel Datenverkehr von jeder IP Adresse im Mesh ber dieses Gateway ins Internet gesendet oder von dort empfangen wurde Die gewonnenen Daten werden jedoch nicht permanent gespeichert und sind bei einem Router Neustart verloren Sie k nnen aber manuell gesichert werden Das Accounting sollte nur den Date
299. uste wenn eine linksdrehende zirkular polarisier 175 7 Elektromagnetische Wellen und Antennen te Antenne mit einer rechtsdrehenden Antenne kommunizieren soll Diese sind f r einander praktisch blind Daher verwendet man aus Konvention berwiegend rechtsdrehende zirkulare Polarisation bei Antennen Bei der Aufstellung von Antennen an exponierten Standorten kann die be wusste Auswahl der Polarisationsebene deutliche Vorteile bringen wenn man n mlich eine Polarisationsebene w hlt die eben nicht von den meis ten konkurrierenden Anwendungen benutzt wird Die meisten Anwender richten die Stummelantennen ihrer Accesspoints wahrscheinlich senkrecht aus Es kann daher vorteilhaft sein Antennen horizontal polarisiert aufzu stellen um St rungen von Antennen mit vertikaler Polarisation zu unter dr cken 7 3 2 Freifeldd mpfung und Absorptionsverluste Wenn sich elektromagnetische Wellen von einem Ausgangspunkt im Raum ausbreiten nimmt mit gr er werdendem Abstand von der Quelle die Ener gie ab Der Grund daf r Die Fl che ber die sich die elektromagnetische Energie verteilt wird gr er Angenommen der Ausgangspunkt einer elektromagnetischen Wellenfront ist ein sehr kleines kugelf rmiges Objekt welches in alle Richtungen gleich m ig strahlt Bei einem Meter Abstand hat sich die Energie der Wellenfront bereits ber eine kugelf rmige Fl che mit einem Durchmesser von zwei Metern verteilt Nach der Formel f r
300. von ihrem PC nicht mehr auf ihren Router zugreifen wenn Otto eine HNA zu seinem Subnetz 192 168 1 0 24 ank ndigt obwohl sie direkt per Kabel mit ihrem Router ver bunden ist Lieschens OLSR Router tr gt wegen Ottos HNA einen be nachbarten OLSR Router als Gateway zu Ottos kollidierendem Sub 52 3 3 Praxis mit Olsrd netz ein Jetzt kann Lieschen von ihrem PC ber LAN nicht mehr ih ren Router erreichen da dieser seine IP Pakete f r Lieschens PC ber das Mesh an Ottos Router schickt F r das Ank ndigen eines Internet Gateways 0 0 0 0 0 sollte im mer das dynamische Gateway Plugin verwendet werden Sonst hat das Mesh bei einem Ausfall des Internetanschlusses immer wieder schwarze L cher in dem Pakete zum Internet verschwinden Schl gt man diese Warnung in den Wind stehen bald viele rgerliche Netz teilnehmer vor der T r und beschweren sich Mehrere Eintr ge sind m glich einer Netzadresse folgt immer eine Netzmaske Der erste Eintrag im Listing routet zu einem Klasse C Netz der zweite zu einem einzelnen Node Hna6 HNA IPv6 Routen AllowNolnt Soll der Olsrd auch dann weiterlaufen wenn keine Netzwerkkarte zur Verf gung steht yes oder no Das kann f r PCMCIA USB Ger te oder andere Hotplug f hige Hardware hilfreich sein TosValue TOS Type of Service f r den IP Header der Protokollpakete Der Standardwert ist 16 Willingness Die fest eingestellte Bereitschaft f r andere Knoten Pakete weiter
301. ware verbirgt sich hinter der Ein gabemaske Entfernung Meter Hier kann das Timing von 802 11 f r Lang streckenverbindungen eingestellt werden siehe Abschnitt 7 6 5 Theore tisch erlauben die vorgegebenen Zeitfenster im bertragungsprotokoll von 802 11 nur Datenverbindungen bis zu einer Entfernung von 1 2 Kilometer praktisch sind es bei den meisten Ger ten auch ohne Modifkationen am Timing ein paar Kilometer ber dieses Eingabefeld kann das Timing f r Funkstrecken von beliebiger L nge angepasst werden Diese Funktion ist nur f r Langstreckenverbindungen interessant F r den Betrieb in einem Mesh sollte dieses Feld leer bleiben Funkmodus und bertragungsraten Im Punkt Funkmodus kann gew hlt werden ob die WLAN Karte nur mit anderen WLAN Karten nach 802 11g funkt Nur G Modus oder ob sie sich abw rtskompatibel zu 802 11b verh lt B Modus und G Modus Auch der Betrieb nur mit den Datenraten von 802 11b ist m glich Nur B Modus Bei manchen Ger ten gibt es dar ber hinaus auch einen propriet ren Mo dus mit h heren Datenraten als sie in den Standards 802 11b und 802 11g vorgesehen sind 802 11g ist nur bei Funkstrecken mit hohem Signalpegel eine berlegung wert und sonst eher hinderlich da 802 11b bei schlechten Signalverh ltnis sen schneller arbeitet Die bevorzugte Einstellung in einem Mesh ist der zu 802 11b abw rtskompatible g Modus 145 6 Mesh Betrieb auf SOHO Routern Manche Betreiber von Hotspots verw
302. zt werden k nnen Nicht f r alle prinzipiell geeigneten und preiswerten WLAN Ger te die mit einer Linux Firmware ausgestattet sind und in einem Mesh verwendet wer 127 6 Mesh Betrieb auf SoHO Routern den k nnen gibt es ein schl sselfertiges Firmware Image von Freifunk Dazu ist das Angebot einfach zu gro und ver ndert sich zu schnell Hier kann die Linux Distribution OpenWRT weiterhelfen auf deren Grundlage die Freifunk Firmware aufgebaut ist 6 1 1 Linksys WRT54GL und WRT546G Der WRT54GL ist zum Preis von rund 65 Euro das zur Zeit beliebteste Ger t f r Community Netzwerke und im Augenblick der Freifunk Router schlechthin Von den lteren Hardwarerevisionen des WRT54G unterschei det sich der GL lediglich in einem weiter gesteigerten Integrationsgrad des verbauten Chipsatzes und dem Zusatzbuchstaben L f r Linux auf dem Ge h use Bis zur Hardwarerevision 4 0 verwendete Linksys im Modell WRT54G Linux als Betriebssystem danach wurde ein propriet res Betriebssystem der Firma VxWorks und ein anderer Bootloader verwendet Gleichzeitig hal bierte Linksys die Gr e des Flashspeichers von 4 MByte auf 2 MByte Auch das RAM schrumpfte dabei von 16 MByte auf 8 MByte Nach einiger Zeit waren engagierte Bastler in der Lage auch in diesem Ger t Linux zu installieren doch die aktuellen Revisionen des WRTS54G sind wegen der mageren Ausstattung die M he kaum wert Zudem wird die Sparversion des WRT54G im Handel mitunter zu ei

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