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Unterschiede

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Vorhergehende Überarbeitung
funktionsweise [2023/06/04 11:32] (aktuell) – Externe Bearbeitung 127.0.0.1
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 +====== Einführung ======
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 +Das Netz ist soweit aufgebaut so dass es möglichst dezentral, anonym aber auch einfach in der Anwendung ist.
 +Dies wird nur durch die technischen Möglichkeiten und Arbeitskraft begrenzt,
 +wir arbeiten aber ständig an der Verbesserung dieser Qualitäten.
 +Ein Router benötigt keine weitere Konfiguration und sollte direkt und unabhängig funktionieren.
 +
 +Im Folgenden wird nun die Funktionsweise des Netzes und der Router skizziert.
 +Dabei kann es sehr technisch werden - sorry.
 +
 +===== Die Funktionsweise des Bielefelder Freifunknetzes =====
 +
 +Es gibt drei Typen von Computern:
 +  * Clients (der Computer eines Nutzers)
 +  * Nodes (ein Router mit Freifunksoftware)
 +  * Gateway (ein Router mit Freifunksoftware und Internetanschluss der freigegeben wird)
 +
 +Wenn ein Nutzer auf seinem Laptop unter den Drahtlosen Netzwerken "bielefeld.freifunk.net" sieht,
 +kann er sich ohne irgendein Passwort verbinden.
 +Der Router mit dem er sich verbindet gibt dem Laptop oder Smartphone eine IP-Adresse und die IP-Adresse des geeignetsten Gateways über den Anfragen, z.B. an facebook.de, an das Internet weitergereicht werden kann.
 +Solche Gateways sind allerdings nur eine Service im Freifunknetz der von uns kostenlos angeboten wird.
 +
 +===== Funktionsweise der Firmware =====
 +
 +Die Firmware ist die Kombination aus einem Betriebssystem, der Software und ihrer Konfiguration, die auf dem Router läuft.
 +
 +Der Kern der Firmwarekonfiguration besteht im Kern aus drei Scripten:
 +
 +  * /etc/init.d/freifunk_init
 +    * wird nur ausgeführt wenn freifunk_setup nicht existiert
 +    * erstellt dummy Anschlüsse (dummy_bat, dummy_lan, dummy_mesh)
 +      * damit wird sichergestellt das bridges (br-lan, br-mesh, bat0) mindestens einen Anschluss enthalten
 +        * das erspart Sonderfälle
 +    * dummy_bat bekommt eine definierte MAC-Adresse und wird batman-adv zugewiesen
 +      * batman-adv verwendet diese MAC wenn der Router als Gateway bekannt gemacht werden soll
 +      * da die IP im Mesh (10.29.x.y) auf der MAC basiert kennt jeder Router die IP wenn sich ein Router damit als Gateway meldet
 +  * /etc/init.d/freifunk_setup
 +    * wir nur einmal aufgerufen und löscht sich dann
 +    * testen und konfigurieren der WLAN-Karte[n]
 +    * generieren der Netzwerkadresse (10.29.x.y)
 +    * konfigurieren des Netzwerkes (/etc/config/network)
 +    * generieren des eigenen Schlüsselpaares für fastd
 +  * /etc/init.d/freifunk_watchdog
 +    * wird bei Systemstart und dann alle 5min aufgerufen
 +    * wird aufgerufen wenn batman-adv ein Gateway meldet
 +    * testet ob auf dem WAN Anschluss das Internet erreichbar ist
 +      * startet fastd oder auch die Splash-Seite (wenn der Router als Gateway läuft)
 +    * setzt das Gateway für den dhcp-Server
 +
 +Davon unabhängig gibt es noch eine Statusseite und eine Weboberfläche die eine Konfiguration ermöglicht.
 +Die Statusseite zeigt die IP-Adresse, den Namen, die Anzahl der Nachbarn und die Anzahl aller bekannten Knoten an und ist über die Eingabe der IP-Adresse des Routers im Browser möglich (oder auch durch Eingabe von "node" oder "freifunk"). Auf der Statusseite befindet sich der Login zur Web-GUI.
 +
 +===== Konfliktberechnung =====
 +
 +Da die IP-Adresse auf Basis der MAC-Adresse gebildet wird - die IP (ipv4) allerdings viel kürzer ist kann es zu einem Konflikt kommen, in welchem zwei Router die selbe IP haben - das führt zu Verbindungsabbrüchen.
 +Dieses Riskio lässt sich durch das [[http://de.wikipedia.org/wiki/Geburtstagsparadoxon|Geburtstags Paradoxon]] beschreiben.
 +
 +Berechnet man die Wahrscheinlichkeit für einen Konflikt bei n Nodes ergibt sich folgende Grafik:
 +
 +{{ :conflict-propability.png?400 |}}
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 +Dabei fällt auf, dass die Wahrscheinlichkeit für einen einzigen Adresskonflikt unterhalb von 200 Nodes bei unter 0.26 liegt. Darunter fällt es weiter rapide ab (100 Nodes: 0.07, 50 Nodes: 0.02). Wir haben beschlossen, dass wir dieses Restriskio eingehen und bis zu einem Umstieg auf IPv6 beibehalten werden.
 +
 +Die IP Adressen für einfache Teilnehmer wird dagegen über DHCP verteilt und wird vom DHCP-Server auf Konfliktfreiheit überprüft vor der Vergabe und wird notfalls geändert. Für die Nodes dagegen muss die IP auf der MAC-Adresse basieren.
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 +Mit dem Umstieg auf IPv6 sollte das alles kein Problem mehr sein und sich weniger aufwändig gestalten.
 +
 +
 +===== Das Netzwerk im Router =====
 +
 +Ein Router mit der Freifunk-Firmware hat intern drei Netzwerk-bridges (bridge=Switch) die mehrere Anschlüsse eines Routers zu einem Netwwerk zusammenknüpfen.
 +Die internen Namen sind br-mesh (10.29.x.y), br-lan (192.168.133.1.x) und bat0 (batman-protokoll).
 +WAN ist der Anschluss über den das Internet erreichbar ist.
 +
 +{{ :netzstruktur2.png?nolink& |}}