Richtfunkstrecken, Client- und Meshnetz im Schnelldurchlauf

Ziel dieses Artikels ist es, möglichst einfach zu erklären, wie unsere Richtfunkstrecken funktionieren. Dabei werden außerdem das Mesh- und Clientnetz erklärt. Einige Details werden hier weggelassen - wer genauer wissen möchte, wie wir in Mössingen Richtfunkstrecken bauen, kann sich die folgenden, fortgeschrittenen Anleitungen anschauen: Client- und Meshnetz, Richtfunkstrecken.

Wenn man sich mit seinem Handy mit einem Freifunk-Router verbinden möchte, um das Internet nutzen zu können, funktioniert das genau wie daheim. Freifunk-Router erzeugen dazu ein Netz mit dem Namen (der SSID) „Freifunk“. Man nennt es auch das „Client-Netz“, da es das Netz ist, mit dem sich „Kunden“ bzw. normale Geräte verbinden sollten.

Es gibt aber noch ein weiteres Netzwerk - das Mesh-Netz. Freifunk-Router bauen untereinander Mesh-Verbindungen auf. Das passiert völlig automatisch über die Funk-Schnittstelle - also über WLAN. Die SSID ist jedoch versteckt, sodass man sie am Handy nicht sehen kann.

Die Mesh-Verbindungen erlauben es Routern, ihre Internetverbindungen untereinander zu teilen. Hat man zwei benachbarte Standorte, von denen aber nur einer einen Internetanschluss hat, ist das kein Problem. Der zweite Router verbindet sich einfach mit dem ersten Router und kann dessen Internetverbindung mitbenutzen. So gibt es an beiden Standorten ein Client-Netz mit Internetzugang.

Auf der Freifunk-Map werden Mesh-Verbindungen als Linien angezeigt. Die Farbe der Verbindungen gibt Auskunft über die Qualität der Verbindung.

Das Meshing mit handelsüblichen Routern funktioniert nur über kurze Distanzen gut. Für größere Strecken sollte man Richtfunkgeräte verwenden - diese werden speziell für diesen Einsatz gemacht, sind aber letztendlich auch nur WLAN-Router.

Eine kleine Komplikation ist aber, dass es für Richtfunkgeräte keine Freifunk-Firmware gibt (siehe Link). Das Problem kann man umgehen, indem man das Meshing auch über die Kabelschnitstelle erlaubt. Dazu gibt es zwei Optionen:

Mit Mesh-on-LAN ist das Mesh-Netz auf den gelben Ports erreichbar, dafür wird aber das Client-Netz abgestellt auf diesen Ports abgestellt. Man kann also z.B. keine weiteren WLAN-Access-Points mehr anschließen.

Bei Mesh-on-WAN ist das Mesh-Netz dagegen auf dem blauen Port erreichbar, aber man kann keinen Internetanschluss mehr anschließen (bei neueren Freifunk-Firmwares ist das vielleicht möglich).

Ports mit Mesh-on-LAN und Ports mit Mesh-on-WAN können auch gemischt miteinander verbunden werden, da in beiden Fällen einfach dasselbe Mesh-Netz durchgeschaltet wird - es unterscheiden sich nur die Ports, auf denen die Netze erreichbar sind.

Hat man in seinem Richtfunk-Mesh-Netz übrigens mehrere Router an das Internet angeschlossen, profitiert man auch von der Redundanz der Internetanschlüsse. Wie in einem normalen Richtfunknetz auch, suchen sich die Router selbst den Internetanschluss, den sie verwenden, aus. Fällt ein Internetanschluss aus, können die Router automatisch auf den Anschluss eines anderen Routers wechseln.

In diesem Artikel wurde nur das Grundprinzip von Richtfunkstrecken vermittelt. Möchte man selbst Mesh-Richtfunkstrecken betreiben, kommen ein paar weitere Probleme und Fragen auf.

1. Normale WLAN-Router schaffen keine besonders hohen Up- und Downloadgeschwindigkeiten, da die Verschlüsselung der Mesh-VPN-Verbindung auf den schwachen CPUs der Router nicht besonders schnell ist. Spätestens wenn mehrere Standorte per Richtfunk dieselbe Internetverbindung benutzen, sollte man den dort angeschlossenen Router durch einen dedizierten Offloader austauschen.
2. Aktiviert man an einem Router Mesh-on-LAN, wird das Client-Netz an den Routern deaktiviert. Möchte man Mesh-On-LAN und Client-Netz (etwa für APs) haben, muss man die Netzwerkkonfiguration des Routers umschreiben oder einen zweiten Router mit Mesh-on-WAN aufstellen.
3. Schließt man mehrere Richtfunkgeräte an denselben Router an, glaubt das BATMAN Mesh-Protokoll, alle Geräte seien direkt miteinander verbunden. Dadurch entstehen, zumindest bei mehreren Internetanschlüssen in einem Mesh-Verbund, nicht-optimale Routen. Um das zu verhindern, muss man wieder die Netzwerkkonfiguration ändern.
4. Die Richtfunkgeräte übertragen so erst mal nur das Mesh-Netz und sind daher nicht erreichbar. Man kann später remote nicht das Web-Interface aufrufen, um die Konfiguration zu ändern. Um das zu ermöglichen, muss man zusätzlich noch eine Art Management-Netz übertragen. Mesh- und Management-Netz sollten mit VLANs voneinander getrennt werden.

Anleitungen und weitere Infos dazu finden sich (zumindest teilweise) in unserem Wiki in den oben verlinkten Anleitungen.