Glossar

Freifunk Begriffe

Geräte:

Freifunk-Knoten

Ein Knoten ist ein Gerät im Freifunk-Netz welches die Endanwender mit Internet versorgt. Meist geschieht dies via WLAN.
Wir sprechen dann von einem Freifunk-Router oder einem AccessPoint.

Freifunk-Router

Freifunk-Router TL-WD841n

Ein Freifunk-Router ist ein Router, auf dem die Freifunk-Firmware von Freifunk-Franken aufgespielt ist (er wurde mit der Freifunk-Firmware "geflasht"), sowie fertig konfiguriert (Gerätename, Koordinaten, Beschreibung, Adresse des Knoten-Aufstellers, etc.), angeschlossen und in Betrieb ist.
Er kann nun über WLAN (Mesh oder Richtfunk) oder den Internet-Router des Knoten-Aufstellers mit dem Freifunk-Netz kommunizieren. Es sind nur bestimmte Geräte geeignet.

Access-Point

Ein Access-Point ist ein beliebiges Gerät, welches WLAN anbietet.
Im Freifunk-Netz ist es möglich, Knoten ohne Freifunk-Firmware aufzustellen.
Dies hat besonders im Outdoor-Bereich und bei stark genutzten Standorten Vorteile, benötigt aber einen aufwändigeren Aufbau und richtet sich an erfahrene Freifunker.

Internet-Router

Der Internet-Router hängt direkt am Internetanschluss (DSL/Kabel/etc.) des Knoten-Aufstellers und ist meist bereits vorhanden.
Der Freifunk-Router kann mit dem Internet-Router verbunden werden um einen Tunnel ins Freifunk-Netz aufzubauen.

Knoten-Aufsteller

Knoten-Aufsteller sind all die, welche einen Freifunk-Knoten betreiben.

Netz:

Freifunk-Netz

Das Freifunk-Netz ist die Summe aller Geräte in ganz Deutschland (und außerhalb) die in sich mit Freifunk verbunden haben.
Es besteht aus einem Bereich IP-Adressen. Einzelne regionale Gruppen benutzen Teile daraus und verbinden sich untereinander mit Hilfe von Tunneln.

Freifunk-Franken-Netz

Das Freifunk-Franken-Netz ist ein Unterbereich des großen Freifunk-Netzes.
Auch unser Netz ist wieder in mehrere kleine Teile segmentiert.

Hood

Eine Hood ist ein Layer-2 Netz im Freifunk-Franken-Netz.

Technik:

Der nachfolgende Teil des Glossars wird derzeit überarbeitet!

Mesh / vermeshen

Mesh (Netz) ist das Freifunk-Netz.
Als 'vermeschen' (vernetzen) bezeichnet man das Verknüpfen der Knoten zu einnem Netz. Dies geschieht über WLAN (kurze Strecken), Richtfunk-Verbindungen (10 km und je nach Hardware noch mehr), oder Kabel. (Wikipedia: Vermaschtes Netz)

Peering

Als Peering bezeichnet man das Verbinden von zwei gleichrangigen Netzwerken. Dadurch können zwischen beiden Netzen Daten ausgetauscht werden.

Typischerweise erfolgen Peerings auf Layer-3 des OSI-Modells. Im Freifunk erfolgen Peerings durch das etwas unkonventionelle Routing auf Layer-2 (B.A.T.M.A.N. advanced) aber häufig auch auf Layer-2 (zum Beispiel zwischen zwei Knoten per Kabel oder auch zwischen Gateway und Knoten per VPN).

Batman

B.A.T.M.A.N (Better Approach To Mobile Adhoc Networking) ist ein Routingprotokoll, das laufend ermittelt, welche Knoten im Netz aktuell über welchen Weg erreichbar sind, und dies in die Routingtabellen der beteiligten Geräte einträgt. (Wikipedia: B.A.T.M.A.N)

w2mesh / w5mesh WLAN Netzwerk

Das AdHoc- oder 802.11s-Interface (Interfacetyp je nach Firmwareversion) ist eine Schnittstelle am Freifunk-Router, über das sich die aktiven Freifunk-Router (Knoten) miteinander per WLAN verbinden. Dadurch entsteht das Freifunk-Netz. Die Zahl in der mitte steht für die Frequenz:

• w2mesh: 2,4GHz
• w5mesh: 5GHz

Nodewatcher

Der Nodewatcher sammelt alle Daten auf einen Freifunk-Franken Knoten und schickt sie per 'Alfred' zum 'Alfredmaster', welcher diese wiederrum zum Monitoring schickt. (Code: Freifunk Nodewatcher)

Netzwerk Begriffe

WLAN-Router

Ein WLAN-Router ist ein Internet-Router der ein WLAN macht, oder ein Freifunk-Router, der ein offenes Freifunk-WLAN macht. Mit zwei Routern kann man gleichzeitig ein eigenes WLAN (mit Passwort) und ein offenes Freifunk-WLAN (ohne Passwort) machen.

Airtime

Die "Luft" über die die Daten beim WLAN übertragen werden ist ein shared Medium. Das heißt jedes Datenpaket das durch die Luft übertragen wird blockiert den Kanal für allen anderen Accesspoint und WLAN Enduser in der Übertragungsreichweite. Funken nun 2 Geräte auf den gleichen Kanal halbiert sich die Bandbreite. Je mehr Geräte einen Kanal an einem Punkt belegen, desto voller wird er. Als Airtime wird die Zeit bezeichnet, in der "die Luft auf einen bestimmten Kanal belegt ist". So produzieren Meshrouter im Freifunknetz z.b. enorme Airtimeauslastungen da sie das Paket entgegen nehmen und zu den nächsten Router weiterleiten. Das heißt das Paket muss 2x durch die Luft.

MAC-Adresse

Die MAC-Adresse (Media-Access-Control-Adresse) ist die Hardware-Adresse jedes einzelnen Netzwerkadapters, die als eindeutiger Identifikator des Geräts in einem Rechnernetz dient. (wikipedia:de:MAC-Adresse Wikipedia: MAC-Adresse)

VLAN

Beispiel eines komplexen Switchsetups

Ein VLAN (Virtual Local Area Network) ist ein logisches (virtuelles) Teilnetz innerhalb eines gesamten physischen Netzwerks. Ein VLAN trennt physische Netze in Teilnetze auf. (Wikipedia: Virtual Local Area Network)

VLAN-ID

Die VLAN-ID ist die Nummer die dem VLAN zugeordnet wurde.

WLAN

WLAN (Wireless Local Area Network) ist ein drahtloses Funknetzt mit einer Reichweite von wenigen Dutzend Metern bis über viele Kilometer hinweg (meist mit proprietäre Software gelöst und Richtfunkhardware). (Wikipedia: WLAN)

DLAN

DLAN (Direct LAN) ist ein Netzwerk, das für die Datenübertrageung das Stromnetz in einer Wohnung nutzt. Es ist nicht geeignet, um einen Freifunk-Router mit dem Internet-Router zu verbinden, da viel Kapazität verloren geht. Die Technik führt auch zu massiven Störungen je mehr Wohneinheiten in einem Haus sind. (Wikipedia: DLAN)

Tunnel

Ein Tunnel (im Rechnernetz) ist eine Verbindung zwischen Rechner-A und Rechner-B, die über beliebig viele andere Rechner führt und bei aktiver Verschlüsselung unterwegs nicht mitgelesen werden kann. Nicht mit jedem Protokoll kann ein Tunnel verschlüsselt werden.

Beispiele

OpenVPN - freies privates Netzwerk, verschlüsseln möglich mit OpenSSL oder mbed TLS.
IPsec - Internet Protocol Security, integrierte Veschlüsselung
GRE - Generic Routing Encapsulation
WireGuard - (noch kein Artikel in Wikipedia)
EoIP - (noch kein Artikel in Wikipedia)

VPN Tunnel

Ein VPN-Tunnel (Virtual Private Network Tunnel) ist eine virtuelle Ende-zu-Ende Verbindung (Virtual Private Network)

Layer

Eine Ebene des OSI-Schichtmodells (Wikipedia: OSI-Modell)

Im technischen Freifunk sind die Schichten 1-3 Interessant:

• Layer-1: Die Hardware so z.b. der Freifunkrouter oder die Richtfunkantenne
• Layer-2: Die Hood, sie ist wie ein großer Switch anzusehen
• Layer-3: Die Verbindung zwischen den Hoods, hier wird der Datenverkehr zwischen verschiedenen Subnetzen geroutet, meist sind die Gateways hier die Router die das routen übernehmen. Somit ist eine Kommunikation auf Layer-3 zwischen den Hoods möglich sofern die Netze geroutet werden (was beim fdff:: Netz NICHT der Fall ist!)

DMZ

Normalerweise lässt ein Router (wegen NAT - Network Adress Translation) ein von aussen ankommendes, nicht zuordenbares Paket fallen. Daher spricht man Routern häufig auch eine Firewall-Funktion zu. Ist ein DMZ-Server eingetragen, so bekommt dieser alle nicht eindeutigen Pakete einfach zugestellt.

WLAN Begriffe

Beacon interval

Zeit zwischen zwei "Leuchtfeuern" eines Accesspoints (AP). Bitte beachten, dass APs immer ein beacon aussenden, es lässt sich zwar das Aussenden der SSID (Service Set Identifier = Netzwerkname eines WLAN) unterbinden, ein beacon sendet ein AP jedoch immer. In dem Beacon teilt der AP mit, dass er ein Accesspoint ist, im Infrastructure Mode arbeitet und seine MAC-Adresse. Standard ist 100ms (also im Sekundentakt). Grössere Werte erhöhen sehr geringfügig den Durchsatz im WLAN, jedoch haben einige Clients Probleme mit dem Connecten, da sie den AP dann nicht so schnell entdecken können.

RTS/CTS

RTS/CTS (request to send / clear to send) wird in WLAN-Netzen häufig verwendet, um Übertragungswiederholungen zu vermeiden. Normalerweise sendet jede Station mehr oder weniger einfach drauf los. Senden zwei oder mehrere Stationen gleichzeitig, so kommt es zur Datenkollision und zum Packetloss. Dann müssen die Stationen erneut senden. Um häufige Wiederholungen aufgrund solcher Kollisionen zu vermeiden, sieht das WLAN-Protokoll ein Handshake-Verfahren vor: eine Station, die etwas senden möchte, sendet einen sog. RTS-Frame aus und bekommt dann vom AP per CTS-Frame Sprecherlaubnis. Da die Kollision häufig nur bei grösseren Paketen auftritt, kann man den RTS-Treshold (Grenze) einstellen: alle Pakete oberhalb dieser Grenze werden per RTS Frame angekündigt und nach dem CTS Frame gesendet. Die Maximalgrösse ist 2432, dass heisst, ein Wert von ebenfalls 2432 deaktiviert im Prinzip RTS/CTS, da es keine grösseren Pakete gibt für die RTS/CTS verwendet werden könnte.

Fragmentation

Fragmentierung bei WLAN-Netzen wird ebenfalls eingesetzt, um die gerade angesprochene Datenkollision zu vermeiden. Ist ein Datenpaket (Frame) grösser als der eingestellte Wert, so wird das Paket in mehrere Unterpakete aufgeteilt (sub-frames), die einzeln nacheinander übertragen werden. Die letzten beiden Einstellungsmöglichkeiten dienen also dazu in dichtbesiedelten Gebieten (oder bei grossen Entfernungen) eine stabile Übertragung zu gewährleisten, selbstverständlich zu Lasten der Gesamtperformance, dabei ist RTS/CTS der Fragmentation vorzuziehen.

DTIM interval

Delivery Traffic Indication Map ist eine der im WLAN-implementierten Powermanagement Funktionen, um Notebooks oder anderen akkubetriebenen Geräten eine lange Betriebszeit zu ermöglichen. Damit Stationen (APs oder Clients = also nodes) nicht immer auf Empfang sein müssen verfallen sie zwischendurch in eine Art Schlaf. Dabei kennen sie drei Zustände: sleep (schlafend), awake (wachend) und transmit/receive (sendend/empfangend). Damit die node weiss, ob sie schlafen gehen kann oder wachbleiben soll, lauscht sie der DTIM Message. Diese Nachricht beinhaltet eine Liste aller angeschlossenen Clients des APs, die während der nächsten Sendezeit (frame) Daten erhalten werden und wann genau in der Sendezeit. Findet sich eine node nicht in der DTIM-Message, so geht sie für die gesamte Sendezeit schlafen und wacht rechtzeitig zur nächsten DTIM-Message wieder auf. Steht sie in der DTIM, so wacht sie zur angegebenen Zeit auf, um die Daten zu empfangen. Dabei speichert der AP natürlich die Daten für die clients zwischen, um sie mit der nächsten DTIM-Message anzukündigen und dann zu senden. Der Wert gibt die Anzahl der Frames zwischen zwei DTIM-Messages an. Ein grösserer Wert ermöglicht es Clients, bei denen Powermanagement aktiviert ist, länger zu schlafen. Jedoch geht dies insgesamt auf Kosten der Übertragungsrate und der Antwortzeiten. Wer also online-gamed, sollte hier lieber einen kleinen Wert einstellen.

TX Rates

Hiermit kann man die maximale Übertragungsrate des APs begrenzen. Bei 11Mbit WLAN gibt es hier Werte, wie 11, 5.5, 2, 1. Insbesondere bei längeren Verbindungen lohnt es sich, die Übertragungsrate auf niedrigere Werte zu begrenzen, da diese zwar eine langsamere, aber stabilere Verbindung ermöglichen.

short / long preamble

Das preamble signal wird dazu verwendet, um dem Empfänger des Signals Zeit zu geben, sich auf das Signal des Sendenden zu synchronisieren und sich darauf feiner abzustimmen. Alle Geräte unterstützen long preamble, welches mehr Zeit dazu bietet als short preamble. Die Performance eines WLAN lässt sich allerdings steigern, wenn man für alle Geräte short einstellt und alle Geräte dieses auch unterstützen. Auto prüft normalerweise, ob ein Gerät short preamble nicht unterstützt und schaltet dann auf long preamble.