Technische Information

Aus Freifunk Dresden - Anwender-Wiki
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Technische Informationen liefern Antworten für den Aufbau eigner Knoten.

Allgemeines

Falls ein Knoten nicht Kriterien erfüllt, kann dieser das Freifunk Netz erheblich stören.
Da das Netz möglichst offen bleiben soll, ist ein Knotenauschluss nicht so leicht möglich. Ansonsten wären wir gezwungen Registrierungsmaßnahmen vorzusehen, so dass kein Knoten unerlaubt teilnehmen kann. Das würde aber den Ausbau des Netzes erheblich behindern.


Knotennummer durch Registrierung eines Knotens anfordern

Im Freifunknetz Dresden muss sich ein Knoten automatisch und regelmäßig am Registrierungsservice melden.
Die Knotennummern sind in Nutzungsbereiche unterteilt:

(siehe ddmesh-ipcalc.sh)

Start End Nutzungsbereich
0 256 VServer fest vergeben
900 999 spezial: temporäre Knotennummer
1000 spezial: Startpunkterkennung für Registration Service
1001 50999 Knotennummer für Offizielle Firmware: Vergeben durch Registration Service
51000 spezial: Startpunkterkennung für Registration Service
51001 59999 Knotennummer für alternative Knoten oder eigengebaute Firmware
60000 65278 Reserviert
65279 broadcast (10.200.255.255)
  • Temporäre Knoten

Die Firmware verwendet temporäre Knoten, die sich die Firmware nach dem erstmaligem Start selber zufällig erzeugt. Damit kann diese am Freifunknetz teilnehmen und eine Registrierung über das Netz selber durch führen.
Diese Knotennummer sollte aber die Zeiten der Registrierungspflicht nicht überschreiten.


  • Erstmalige Knotennummer

Nach der Registrierung erhält der Freifunk Knoten eine freie Knotennummer. Abhängig davon, ob die Registrierung durch die Originalfirmware oder einem alternativen Aufbau erfolgt, wird eine Knotennummer aus unterschiedlichen Bereichen vergeben. Dieses dient zur Verbesserung der Störanfälligkeit. Alternative Knoten (oder selbst erzeugte Firmware aus dem GitHub-Repository) dürfen nur Nummern ab 51000 verwenden.


  • Automatische Neuzuweisung

Knotennummern können jederzeit neu zugewiesen werden. In diesem Fall ist es absolut notwendig, dass die daraus resultierende Neuberechung der IP-Bereiche (Adressen) sofort erfolgt und angewendet wird.
Bei Verschiebungen von Knotenbereichen, kann somit das Netz ohne Nutzereingriff umgeordnet werden. Dies war bereits notwendig.
Daraus ergibt sich die Notwendigkeit der regelmäßigen Regiestrierung eines Freifunk Knotens.


  • Regelmäßige Registrierungsplicht

Jeder Freifunk Knoten, ob Original Firmware oder Alternativknoten muss, sich regelmäßig registrieren.
Die Registrierung sorgt für die Reservierung der Knotennummer aktuell für die nächsten 4 Wochen. Nach dieser Zeit wird diese Knotennummer wieder frei und kann an andere Knoten vergeben werden.
Das Interval für eine Registrierung ist 1h-5h zur vorhergehenden Registration.
Ein Knoten, der somit eine bereits vergebene Knotennummer verwendet, erlangt keinen Zugang zum Netz, da ein IP Konflikt eintreten würde. In diesem Fall muss der Knoten über das eigene Internet (nicht über das Freifunknetz) auf den Registrierungsservice zu greifen.

URL: http://register.freifunk-dresden.de/bot.php?registerkey=

registerkey ist wiefolgt definiert: ([0-9a-f][0-9a-f]:){32}
(Beispiel: 00:11:22:33:44:55:66:77:88:99:aa:bb:cc:dd:ee:ff:00:11:22:33:44:55:66:77:88:99:aa:bb:cc:dd:ee:ff)


Dieser Key MUSS im gesamten Freifunknetz von Dresden eindeutig sein. In der Firmware wird dieser aus dem ssh-fingerprint und der md5sum der Netzwerk Informationen erzeugt.

key1=$(dropbearkey -y -f /etc/dropbear/dropbear_dss_host_key | sed -n '/Fingerprint/{s#.* \([a-f0-9:]\+\)#\1#;p}')

key2=$(ip link | grep ether | md5sum | cut -d' ' -f1 | sed 's#\(..\)#\1:#g')
key="$key2$key1"

Berechnung IP Adressen

Die Berechnung der IP Adressen erfolgt in der Firmware mit nachfolgendem AWK-Script. Damit ist es möglich für eine Knotennummer alle notwendigen IP Adressen zuberechnen. Ebenso ist es möglich via Freifunk IP die Knotennummer zu ermitteln.

#!/bin/sh
#
#     0 - 99      vserver
#  1000           spezial:start point for registrator
#  1001 - 50999   Knotennummer für Firmware: vergeben durch registrator
# 51000 - 59999   Knotennummer für eigen Aufgebaute Knoten
# 60000 - 65278   Reserviert
# 65279           broadcast (10.200.255.255)
##############################################
export NODE_MIN=1001
export NODE_MAX=59999

export ARG1="$1"
export ARG2="$2"

if [ "$ARG1" = "" ]
then
        echo ""
        echo "ddmesh-ipcalc.sh (awk) Stephan Enderlein (c) 2015 V4"
        echo ""
        echo "Calculates all the addresses for the ddmesh freifunk node"
        echo "usage: ddmesh-ipcalc.sh [-t] [-n node] | [ipv4 ip]"
        echo "-t        run ipcalc test"
        echo "-n node   0- calulate ip"
        echo "<ipv4 ip>      caluclate node"
        echo ""
        exit 1
fi

if [ "$ARG1" = "-t" ]; then
        eval $($0 -n 0)
        n=0
        echo "Testing nodes $n-$_ddmesh_max"
        _ddmesh_max=10
        while [ $n -le $_ddmesh_max ]
        do
                eval $($0 -n $n)
                r=$($0 $_ddmesh_ip)
                echo "$n - $_ddmesh_ip - $r" 
                if [ $n -ne $r ]; then
                        echo "ERROR"
                        exit 1
                fi
                n=$(($n + 1))
        done
        exit 0
fi

awk -v arg1="$ARG1" -v arg2="$ARG2" '


 function lookup_ip(ip)
 {
        #parameter check
        if(!match(ip,/^10\.20[0-1]\.[0-9]+\.[0-9]+$/))
        { print "invalid ip"; exit 1 }

        split(ip,a,".") 
        node=a[3]*255 + a[4] - 1

        if(node > ENVIRON["NODE_MAX"])
        { print "Invalid IP"; exit 1 }

        print node
 }
 
 function lookup_node(node)
 {
        #parameter check
        if(!match(node,/^[0-9]+$/) || node > ENVIRON["NODE_MAX"] )
        { print "invalid node"; exit 1 }

        domain  = "freifunk-dresden.de"

        _primary_major          = 200
        _nonprimary_major       = 201
        _middle                 = int(node / 255) % 256
        _minor                  = (node % 255) + 1 
        _meshnet                = "10"

        nodeip          = _meshnet "." _primary_major "." _middle "." _minor 
        nonprimary_ip   = _meshnet "." _nonprimary_major "." _middle "." _minor
        meshpre         = 16
        meshnetmask     = "255.255.0.0"
        meshbroadcast   = "10.255.255.255"

        mesh6pre        = "48"
        mesh6net        = "fd11:11ae:7466::"
        # client range
        
        mesh6nodenet    = "fd11:11ae:7466:" sprintf("%x", node) "::"
        mesh6ip         = mesh6nodenet "1" 
        mesh6nodepre    = "64"

        print "export _ddmesh_min=\""ENVIRON["NODE_MIN"]"\""
        print "export _ddmesh_max=\""ENVIRON["NODE_MAX"]"\""
        print "export _ddmesh_node=\""node"\""
        print "export _ddmesh_domain=\""domain"\""
        print "export _ddmesh_hostname=\"r"node"\""
        print "export _ddmesh_ip=\""nodeip"\""
        print "export _ddmesh_nonprimary_ip=\""nonprimary_ip"\""
        print "export _ddmesh_netpre=\""meshpre"\""
        print "export _ddmesh_netmask=\""meshnetmask"\""
        print "export _ddmesh_broadcast=\""meshbroadcast"\""
        print "export _ddmesh_mesh6net=\""mesh6net"\""
        if(!match(ip,/^10\.20[0-1]\.[0-9]+\.[0-9]+$/))
        { print "invalid ip"; exit 1 }

        split(ip,a,".") 
        node=a[3]*255 + a[4] - 1

        if(node > ENVIRON["NODE_MAX"])
        { print "Invalid IP"; exit 1 }

        print node
 }
 
 function lookup_node(node)
 {
        #parameter check
        if(!match(node,/^[0-9]+$/) || node > ENVIRON["NODE_MAX"] )
        { print "invalid node"; exit 1 }

        domain  = "freifunk-dresden.de"

        _primary_major          = 200
        _nonprimary_major       = 201
        _middle                 = int(node / 255) % 256
        _minor                  = (node % 255) + 1 
        _meshnet                = "10"

        nodeip          = _meshnet "." _primary_major "." _middle "." _minor 
        nonprimary_ip   = _meshnet "." _nonprimary_major "." _middle "." _minor
        meshpre         = 16
        meshnetmask     = "255.255.0.0"
        meshbroadcast   = "10.255.255.255"

        mesh6pre        = "48"
        mesh6net        = "fd11:11ae:7466::"
        # client range
        
        mesh6nodenet    = "fd11:11ae:7466:" sprintf("%x", node) "::"
        mesh6ip         = mesh6nodenet "1" 
        mesh6nodepre    = "64"

        print "export _ddmesh_min=\""ENVIRON["NODE_MIN"]"\""
        print "export _ddmesh_max=\""ENVIRON["NODE_MAX"]"\""
        print "export _ddmesh_node=\""node"\""
        print "export _ddmesh_domain=\""domain"\""
        print "export _ddmesh_hostname=\"r"node"\""
        print "export _ddmesh_ip=\""nodeip"\""
        print "export _ddmesh_nonprimary_ip=\""nonprimary_ip"\""
        print "export _ddmesh_netpre=\""meshpre"\""
        print "export _ddmesh_netmask=\""meshnetmask"\""
        print "export _ddmesh_broadcast=\""meshbroadcast"\""
        print "export _ddmesh_mesh6net=\""mesh6net"\""
        print "export _ddmesh_mesh6pre=\""mesh6pre"\""
        print "export _ddmesh_mesh6nodenet=\""mesh6nodenet"\""
        print "export _ddmesh_mesh6ip=\""mesh6ip"\""
        print "export _ddmesh_mesh6nodepre=\""mesh6nodepre"\""
 }

 BEGIN {
        if(arg1=="-n")
                lookup_node(arg2)
        else
                lookup_ip(arg1)
        exit 0;
 }
'


Sysinfo

Der aktuelle Zustand eines Routers kann über die folgende URL abgefragt werden.

http://<router-ip>/sysinfo-json.cgi

Diese json Datenstruktur wird unter anderem vom Freifunkserver (freifunk-dresden.de) abgefragt, um die Hotspot-Liste und Kartendaten zu generieren.

Diese API kann ebenso verwendet werden, um eigene Anwendungen zu entwickeln. Zur Unterscheidung verschiedener Versionen dieser Datenstruktur dient das Versions-Feld.

Detailierte Informationen sind in sysinfo-json zu finden.

Übertragungsgeschwindigkeiten

Backbone (fastd)

fastd ist ein VPN Dienst, welcher für die Backbone-Verbindung zwischen Router-Server, Server-Server oder Router-Router verwendet wird. Die folgenden Werte Router (von Fastd-Projekt entnommen) wurden auf Routern mit Openwrt ermittelt, wobei ausschließlich fastd lief, um die maximale Geschwindigkeit zu ermitteln. Da die Freifunk-Firmware weitere Komponenten (Firewall,Routing,...) beinhaltet, sind diese Werte niedriger. Bei einer schmalen Internetanbindung wird die Geschwindigkeit weiter beschränkt.

  • Router (nur als fastd Dienst)
TL-WR841N/ND v9 TL-WR1043ND v1 TL-WDR3600 v1 TL-WR1043ND v2 Netcup-Server
35.5 Mbits/sec 42.1 Mbits/sec 50.3 Mbits/sec 62.0 Mbits/sec 14.2 Mbits/sec
  • Freifunk Server-Server fastd - Verbindungen (Werte in Klammern sind direkte Verbindungen zwischen Servern)
Rx Tx
VPN7(OVH) / VPN1(MyLoc) 45 (98) Mbits/sec 93 (96) Mbits/sec
VPN7(OVH) / VPN5(Netcup-Server) 18 (65) Mbits/sec 20 (66) Mbits/sec
VPN5(Netcup-Server) / VPN1(MyLoc) 21 (65) Mbits/sec 22 (66) Mbits/sec
VPN1/VPN1 (Linux Container) 531 Mbits/sec 528 Mbits/sec