Wlan Hilfe

Technische Hilfe für WLANs

• Schnelleinführung in (lokale) Funknetze ... siehe unten.
• Praxis-Schnelleinstieg zum Mitmachen bei freifunk-stuttgart.de
• Standards - Eine Übersicht über die IEEE Standards 802.11 ff.
• Hardware - Diese Ecke soll anstehende Kaufentscheidungungen erleichtern.
• Software - Software für den Betrieb von Funknetzen
• PicoPeering - Das Picopeering Agreement: freier Transit in freien Netzen.
• Hintergrund-Infos - Allgemeine Infos und Tutorials zum Aufbau und Betrieb eines WLAN.

Schnelleinführung in (lokale) Funknetze

Alte Kabelwelt (LAN Ethernet)

"Nullmodem"-Setup

Damit zwei Rechner Daten austauschen können, steckt man in jeden Rechner eine (Ethernet) Netzwerkkarte und verbindet beide über ein (8-adriges, gekreuztes RJ45) Netzwerkkabel.
Beide Karten können nun Daten auf den "Bus" senden und die Signale der anderen Karte empfangen.

"Hub"-Setup

Um mehr als zwei Rechner zu verbinden, schaltet man alle parallel auf einen Bus. Dazu verbindet man jede Netzwerkkarte über ein (nicht-gekreuztes RJ45) Netzwerkkabel, mit einem "Hub", der intern verkreuzt gedrahtet ist. Sendet eine Netzwerkkarte ein Signal auf diesen Bus, empfangen es alle Netzwerkkarten quasi gleichzeitig.
Da jede Netzwerkkarte eine weltweit eindeutige Nummer (MAC-Adresse; Medium Access Control) hat, ist es (mittels ARP - Address Resolution Protocol) möglich, Sender und Empfänger als MAC-Adressen anzugeben. Kommen Daten auf den Bus, könnten sie von jeder Netzwerkkarte angenommen werden; also entscheidet jede Netzwerkkarte für sich selbst dank ihrer MAC-Adresse, ob sie der Adressat einer Sendung ist und die Daten entgegennimmt.
Allerdings teilen sich alle Karten die verfügbare Bandbreite auf dem Bus, da der Hub sie parallel aufschaltet. Jede Karte kann außerdem den gesamten Verkehr im Netz abhören.

"Switch"-Setup

Der Switch als ein aktiver Nachfolger/Ersatz des passiven Hubs entscheidet bei eingehenden Signalen dynamisch und autonom, wer mit wem "verdrahtet" wird.
Dadurch werden immer nur zwei Rechner unmittelbar verbunden, wodurch jeder im Netz parallel die volle Bandbreite erhält. Quasi eine spontane Nullmodem-Verbindung zwischen beliebigen Rechnern.

Diese Sicht der Dinge enthält OSI-Schicht 1 (physikalische Schicht: Kabel) und OSI-Schicht 2 (Verbindungs-Schicht, auch Data Link Layer: MAC-Adressen, ARP). Diese Schichten werden von der Hardware völlig autonom gehandhabt; der Benutzer muss hier nichts konfigurieren, eingeben oder wirklich wissen.
Darüber folgen dann OSI-Schicht 3 (Vermittlungsschicht: Routing auf IP-Ebene) und OSI-Schicht 4 (Transaction Layer: Transkationssicherung auf TCP-Ebene). Diese TCI/IP-Schicht wird meist software-basiert gesteuert und erfordert die Konfiguration durch den Benutzer, wie die Vergabe von IP-Adressen. Diese Schichten 3 und 4 machen ein Netzwerk unabhängig von der darunterliegenden Hardware, die auf Schicht 2 und 1 operiert, damit beliebige Netzwerke gemeinsam Daten austauschen können.

Neue Funkwelt

"Ad-hoc"-Setup (auch Independent Basic Service Set, IBSS)

Jede WLAN-Karte ist eine Funkzelle mit einem Senderadius. Rechner und andere Geräte bauen spontan eine Verbindung über ihre WLAN-Karten auf.
Dabei können immer nur zwei Geräte, deren Funkzellen sich überlappen, kommunizieren.
Außerdem kann eine WLAN-Karte immer nur mit genau einer anderen verbunden sein - eine fortbestehende Vernetzung von mehr als zwei Geräten kann mit dem IBSS nicht aufgebaut werden.

"Infrastruktur"-Setup (auch Basic Service Set, BSS)

Die Netzwerkkarten werden durch WLAN-Karten ersetzt. Der Hub bzw. Switch durch einen Access Point ersetzt.
Alle Geräte kommunizieren über den Access Point - nicht direkt untereinander.
(Dabei bestimmt der Access Point Zeitfenster, innerhalb derer einzelne Rechner Daten über den Access Point mittels Funk austauschen?) Dazu hat jede WLAN-Karte eine weltweit eindeutige LLC-Adresse (Logical Link Control), mit der sie adressiert werden kann.

Da der Access Point vermittelt und sich die Funkzellen der Endgeräte nicht mehr unmittelbar überlappen müssen, vergrößert der Access Point die Reichweite des WLANs gegenüber dem IBSS.

[Anm.: Außerdem bietet ein Access Point eine Hardware-Schnittstelle für Ethernet an und fungiert somit auch als Bridge zwischen zwei Netzen: dem Funknetz und dem Ethernet.]

Extended Service Set (ESS)

Indem man zwei Access Points koppelt, wird die Reichweite weiter vergrößert. Beim Übergang zwischen den Access Points werden die Teilnehmer transparent von Access Point zu Access Point weitergereicht ("Roaming"), was allerdings noch nicht zuverlässig herstellerunabhängig arbeitet.

[Anm.: Um die Entfernung zwischen zwei getrennten (kabelgebundenen) LANs mit zwei Access Points per Funk zu überbrücken, müssen die Access Points die Funktion "Wireless Bridge" unterstützen.]

Die Funk-Protokolle, die diesen "Funkbus" handhaben, sind in den Standards 802.11 (a,b, ...) der IEEE (Internet Engineering Taskforce) festgeschrieben. Die Hardware richtet sich nach diesen Standards, um möglichst herstellerunabhängig interoperabel zu sein.

Diese Protokolle regeln OSI-Schicht 1 (physikalische Schicht: Funkwellen und -Frequenzen) und OSI-Schicht 2 (Data Link Layer: LLC-Adressen) und werden in der Hardware realisiert und benötigen (fast) keine Konfiguration durch den Benutzer.

Erst auf OSI-Schicht 3 (IP-Ebene für Paket-Routing) sind wieder Eingriffe durch den Benutzer nötig.

"Meshed-Network"-Setup

Wenn Notebook A Kontakt hat zu B.
Und Notebook C auch Kontakt hat zu B.
Aber A und C keinen Kontakt zueinander haben, usw.

also: A <-----> B <-----> C <-----> D <-----> E

Dann müssen B,C und D die Datenpakete zwischen A und E weiterreichen (vermitteln, routen) und dazu die "Route" kennen.

Wenn nun beliebig viele Funkkzellen ein spontanes Funknetz errichten in dem jeder Knoten als Router die Pakete anderer weitervermittelt, spricht man vom "Mesh Networking"? oder vermaschten Netzen.

Vermaschte WLAN-Netze können zwar die obigen Standards zum Verbindungsaufbau zwischen zwei Knoten auf Hardware-Ebene benutzen, sind selbst aber im Prinzip auf IP-Ebene (OSI-Schicht 3: Vermittlungsschicht, Paket-Routing) anzusiedeln und daher zunächst Software-basiert gelöst.

Wenn man sich vorstellt, in einer Gemeinde machten beliebige Bürger ihr Notebook an und bildeten ein großes Ad-hoc-Netzwerk, in der jede Funkzelle alle eingehenden Pakete weitervermittelt und sich Knoten dynamisch und spontan neu auftun oder verschwinden, kommt man an die Grenze des bisher etablierten.
Die existierenden Protokolle zur Vermittlung/Routing der Pakete innerhalb vermaschter WLAN-Netze dürften noch als experimentell betrachtet werden, es gibt aber darüber schon ein RFC der IETF namens OLSR.
Es gibt auch noch kaum flächendeckende vermaschte WLAN-Netze, aber schon erste Produkte (http://www.meshcube.org).

Ein interessanter Aspekt an vermaschten WLAN-Netzen ist, dass die Resource "Netzwerk" quasi von unten nach oben - durch den Teilnehmer selbst - geschaffen wird und sich dadurch Netztopologie und -Zugang revolutionieren: Bisher ist der Netzzugang für den Benutzer ja relativ zentralistisch über die Provider geregelt und kostet Infrastruktur und damit Geld. Außerdem kann ein Provider über die Datenvermittlung in seinem Netz bestimmen, woraus viel Macht in privater Hand erwächst.
Meshnetze haben das Potenzial, Netzwerke in ein öffentliches, frei verfügbares Gut zu transformieren. Für den Bürger bedeutete dies eine neue Mündigkeit innerhalb der noch abstrakten "Wissensgesellschaft".

Und hier entspringt auch die Geschichte von stuttgart.freifunk.net, das als Anlaufstelle für alle Interessierten mit der Vernetzung einer "Stuttgarter Community" beginnen will.
Also meldet Euch ... zahlreich :)