Router-Grundkonfiguration mit Hilfe des WEB-GUIs

Dein Router sollte das Freifunk-Betriebssystem (die “Firmware”) bereits installiert haben. Falls dein Router noch keine Freifunk-Firmware installiert hat, findest du hier eine Schritt-für-Schritt-Anleitung. Alternativ helfen wir Dir natürlich auch gerne auf einem Freifunk-Treffen oder in unserem [https://chat.ffmuc.net/|Chat]].

Zur Konfiguration unseres Freifunkrouters per WEB-GUI LuCi benötigen wir natürlich den physischen Zugriff auf den Router, da wir unseren Rechner mit einem LAN-Kabel an einem der gelben Netzwerkanschlüsse verbinden müssen.

In aller Regel wird dies bei der Erstinitialisierung des Freifunk-Routers der Fall sein. Entweder haben wir diesen selbst mit der nötigen Firmware bestückt/geflasht oder wir haben uns bei einem Treffen oder einem anderen „Freifunker“ einen bereits präparierten Router besorgt.

Spätere Konfigurationsänderungen werden dann in aller Regel per Fernwartung mit Hilfe der SSH¹⁾ erfolgen. Dazu hinterlegen wir den public key unseres SSH-Keys bei der nun folgenden Konfiguration.

O.K., dass das Netzteil angeschlossen werden muss, ist vermutlich jedem klar. Mit einem LAN-Kabel, angesteckt an einem der gelben Netzwerkbuchsen, verbinden wir nun unseren Router direkt mit unserem Rechner. Wichtig ist dabei, dass das Kabel mit einem Ende direkt am Router steckt und mit dem anderen Ende direkt am Rechner, von dem wir die Konfiguration aus vornehmen wollen. Also nicht an einem Netzwerkport am (heimischen) Intranet-Switch oder am Einwahlrouter des Netzbetreibers! Im Intranet hat man in aller Regel einen DHCP-Server, der Clients mit einer IP-Adresse versorget. Unser Freifunk-Router hat auch einen entsprechenden Serverprozess, der dafür sorgt, dass der angeschlossene Rechner eine IP-Adresse aus dem Netz 192.168.1.0/24 bekommt. In der Konstellation wird es sicherlich zu Überschneidungen bei der Adressvergabe kommen, da diese beiden DHCP-Prozesse sich nicht untereinander absprechen, wer denn nun der „richtige und zuständige“ ist.

Hat man an seinem Rechner keine zweite Netzwerkkarte, dann bleibt einem nichts anderes übrig, als die Geo-Koordinaten schon im Vorfeld oder an einem zweiten Gerät aus der Knotenkarte zu ermitteln oder diesen Teil der Konfiguration später mit Hilfe der SSH vorzunehmen.

Wird der Router das erste Mal nach dem Flashen eingeschaltet oder wurde der Konfigurataionsvorgang noch nie abgeschlossen, so startet er automatisch im Konfigurationsmodus. Alternativ dazu kann man den Router auch per SSH entweder komplett löschen und dadurch in den Konfigurationsmodus versetzen, oder „nur“ in den Konfigurationsmodus unter Beibehaltung der bestehenden Konfiguration versetzen.

Hat man sich einen Router bei einem der Freifunktreffen oder von einem anderen „Freifunker“ besorgt, hat man einen bereits präparierten Router, den man nur noch anstecken und „erstkonfigurieren“ muss. Hat man hingegen einen Router bei einem Händler erworben, muss dieser noch extra geflasht, also mit der passenden Freifunk-Firmware versorgt werden.

Will man einen schon konfigurierten Router nochmals über die Web-Oberfläche ändern, dann muss man ihn manuell in den Konfigurationsmodus versetzen. Hierzu versetzt man diesen vorab per SSH in den Konfigurationsmodus unter Beibehaltung der bestehenden Konfiguration, oder man macht dies mit Hilfe des RESET-Tasters auf der Rückseite des Gerätes. Viele Routermodelle haben dafür einen kleinen, versenkt angebrachten Knopf auf der Rückseite, der mit RESET beschriftet ist. Wenn der Router normal hochgefahren ist, drückt man diesen Taster etwas mehr als 10 Sekunden mit den Finger oder einer aufgebogenen Büroklammer, bis alle Anzeige-LEDs einen Moment lang gleichzeitig aufleuchten und lässt dann los. Bis das Gerät nun über ihr Web-Interface wieder erreichbar sind, kann es mitunter bis zu zwei Minuten dauern. Erkennbar ist dies am langsamen Blinken der System-LED. Also nicht ungeduldig werden. Der Rechner wird meist eine Systemnachricht ausgeben, dass er nun mit einem Netzwerk neu verbunden ist und eine IP-Adresse aus dem Netz 192.168.1.0/24 bezogen hat. Alternativ kann man auch je nach verwendetem Betriebssystem nachfragen, welche IP-Adressen bezogen wurden. Unter Linux ist das entweder ifconfig oder ip addr unter Windows kann ipconfig entsprechende Erfolge anzeigen.

Sobald wir also die Verbindung hergestellt haben, ist die WEB-GUI „LuCi“ im Browser über die Adresse http://192.168.1.1 erreichbar.

In der oberen lilafarbenen Statusleiste wird links neben dem aktuellen Routernamen der aktuelle gluon-Release, also die Version der Freifunk-Firmware, angezeigt. In diesem Konfigurationsbeispiel wäre dies ffmuc-704f57df00a4 / v2019.0.4. Rechts finden wir zwei Menüpunkte:

• Wizard
  • Name dieses Knotens
  • Domäne
  • Internetverbindung nutzen (Mesh-VPN)
  • Bandbreite begrenzen
  • Knotenposition veröffentlichen
  • Kontakt
• Erweiterte Einstellungen
  • Info
  • Remotezugriff
  • WLAN
  • Privates WLAN
  • AP Timer
  • Netzwerk
  • Multidomain
  • Automatische Updates
  • Firmware aktualisieren

Möchte man nur einen Freifunkknoten betreiben und z.B. auf die Möglichkeit zur Nutzung eines eigenen privaten WLANs oder der Option zur Remoteverwaltung mit Hilfe der SSH²⁾ verzichten, findet man alle relevanten Konfigurationsoptionen unter dem Menüpunkt Wizard.

Den Menüpunkt Erweiterte Einstellungen benötigt man in aller Regel als Normalanwender, der nur einen Router aufstellen möchte, nicht. Will man aber z.B. seinen SSH Public-Key auf dem Gerät hinterlegen, um es später von der Ferne aus per SSH administrieren zu können, wird man in diesem sog. „Expert Mode“ fündig.

In diesem Fall werden wir zuerst die „Erweiterten Einstellungen“ vornehmen und im Anschluss daran die Konfiguration des Geräts über den Wizard machen.

Auf dieser Seite können keine Einstellungen vorgenommen werden. Diese dient lediglich der Anzeige von Systemdaten.

• Hostname: Name des Routers, wie im Wizard vergeben. Beim ersten Start steht hier eine kryptische Zeichenfolge, die aus der Netz-ID ffmuc und der MAC-Adresse automatisch generiert wurde.
• MAC-Adresse: MAC-Adresse des Routers
• Hardware-Modell: Hersteller-Typenbezeichnung des Routers inkl. Hardware-Versionsnummer
• Gluon-Version: Versionsbezeichnung der verwendeten Gluon-Software
• Firmware-Release: Versionsbezeichnung der installierten Firmware
• Site: Segment, dem das Gerät bei Freifunk München zugeordnet ist. Beim ersten Start steht hier Freifunk München, bzw, der Segmentname der über den Wizard ausgewählt wurde.
• Öffentlicher VPN-Schlüssel Public-Key des fastd-VPN (dieser wird derzeit nicht verwendet)

Möchte man auf dem Router Fernwartungszugriff per SSH nutzen, muss der zugehörige öffentliche Schlüssel des Administrators hinterlegt werden, den dieser für sich erstellt hat.

Man kann auch mehrere SSH-Keys eintragen. Dazu muss jeder Schlüssel in einer Zeile hinterlegt werden. Zum Speichern klickt man auf „Absenden“. Mit „Zurücksetzen“ werden alle Einträge gelöscht. Zusätzliche SSH-Keys können natürlich auch nachträglich per SSH abgelegt werden (/etc/dropbear/authorized_keys).

Bei dieser Konfigurationsoption kann man festlegen, ob und welche WLANs von dem Freifunk-Router ausgestrahlt werden sollen.

Im Normalfall wird man beide Haken setzen bzw. gesetzt lassen, da wir beide Netze nutzen wollen.

• Client-Netz aktivieren (AccessPoint) definiert das WLAN, über das die Clients (Smartphones/Notebooks/Tablets) über Freifunk den Zugang zum Internet nutzen können.
  Die verwendete SSID setzt sich zusammen aus freifunk.muenchen.net/ und dem ausgewählten Segment-Namen. Also z.B. folgende SSIDs:
  - muenchen.freifunk.net/muc_cty
  - muenchen.freifunk.net/muc_nord
  - muenchen.freifunk.net/muc_ost
  - muenchen.freifunk.net/muc_sued
  - muenchen.freifunk.net/muc_west
  - muenchen.freifunk.net/uml_nord
  - muenchen.freifunk.net/uml_ost
  - muenchen.freifunk.net/uml_sued
  - muenchen.freifunk.net/uml_west
  - muenchen.freifunk.net/welt
  - muenchen.freifunk.net/gauting
  - muenchen.freifunk.net/freising
  Das sog. Client-Netz deaktiviert man z.B. nur dann, wenn man das Gerät ausschließlich als Offloader, also ausschließlich als Freifunk-VPN-Tunnelendpunkt verwendt und zusätzliche Systemlast durch WLAN-Clients vermeiden will.
  
  
• Mesh-Netz aktivieren (802.11s) steht für das Freifunk-Meshnetzwerk, über das sich Freifunkrouter per Mesh-WLAN untereinander verbinden und Routen zum zentralen Tunnelgateway bilden können. Das WLAN-Mesh-Netz deaktiviert man z.B., wenn nicht zu erwarten ist, andere Freifunker in WLAN-Reichweite anzutreffen oder der Knoten für andere Aufgaben (Mesh-on-LAN, Offloader) vorgesehen ist.

Ein Freifunk-Router ist in der Lage, neben den beiden WLANs für den Client-Zugriff (ssid: muenchen.freifunk.net/<-segment->) und dem Mesh-Netz (mesh.ffmuc), noch eine zusätzliche, dritte SSID auszusenden. Die Konfiguration eines solchen dritten, per WPA2 verschlüsselten privaten WLANs kann hier vorgenommen werden. Dieses gesonderte, private WLAN wird nicht über den zentralen Freifunk-Gateway geroutet, sondern lokal mit dem WAN-Port des Routers gebridged. Somit wird dieses private WLAN nicht über die Freifunk-Infrastruktur versorgt, sondern über den eigenen Internetanschluss!

Neben der Angabe zur SSID (Name für das WLANs) muss noch der zugehörige WPA2-Zugangsschlüssel angegeben und anschließend über die Schaltfläche [ Speichern ] bestätigt werden.

In Gemeinschaftsunterkünften wie z.B. Jugendherbergen, Asylhilfeeinrichtungen oder auch im familiären Haushalt, kann (optional und natürlich keineswegs eine muss/soll Option) es erforderlich sein, den Zugang zum Internet zeitlich zu beschränken. Bevor man nun einzelne Freifunk-Router per 230V-Zeitschaltuhr vom Stromnetz trennt, werden wir die Sache etwas eleganter lösen. In der aktuellen Firmware muss man hierzu nicht mehr über ein ash Script, welches man mit Hilfe der SSH-Fernwartung einrichtet, zurückgreifen, sondern dies ist direkt in der Firmware verankert.

Nach Aktivierung kann man auswählen, ob die Abschaltung täglich und wenn ja, zu welchen Uhrzeiten stattfinden soll.

Neben der Festlegung ob *IPv4- und IPv6-Adressen fest vorgegeben werden oder dynamisch mit einem entsprechenden Server ausgehandelt werden können, ist es auch noch möglich, festzulegen, ob ein statische DNS-Server zu Einsatz kommen sollen oder nicht. In aller Regel wird man die vordefinierten Einstellungen hier übernehmen wollen.

Will oder muss man statt dem Meshen per WLAN die Meshing-Funktion per LAN nutzen, so wird das über die beiden unteren Konfigurationspunkte erledigt:

• Mesh auf dem WAN-Port aktivieren bedeutet, dass der Router über den WAN-Port versuchen wird, Meshing-Verknüpfungen zu anderen Freifunk-Knoten im verwendeten eigenen LAN herzustellen.
• Mesh auf dem LAN-Port aktivieren definiert, dass der Router anderen Routern das Meshing über die gelbe LAN-Ports des Freifunk-Routers anbieten wird.
  

  Zu beachten ist, dass bei Aktivierung des Mesh auf dem LAN-Port dort kein „normales“ Client-Netz mehr ausgegeben wird, d.h. ein an einem gelben Netzwerkport angeschlossener Client-PC wird dann keine IP-Adresse des Freifunk-Netzes per DHCP beziehen können! Anstatt dessen sind nun andere Freifunk-Router mit aktiviertem Mesh on WAN dort anzuschließen.

Der Erfolg und das rasante Wachstum im Freifunknetz München hat das ursprünglich erdachte Netz bestehend aus drei Segmenten/Domains an den Rand der Leistungsfähigkeit gebracht. Daher hat man sich im Mai 2019 intensiv Gedanken gemacht, wie man die maximale Knotenanzahl in einem Segment begrenzen und eine Umschichtung von Knoten in andere Segmente vornehmen kann und dadurch relativ einfach auch neue Segmente aufbauen kann. Als Ergebnis daraus ist die Überlegung entstanden, den Domain-Director als Werkzeug zum Verschieben von Knoten zu benutzen, der bereits bei Freifunk Darmstadt im Einsatz war und sich dort bestens bewährt hat.

Multidomain an sich ist ein Feature, das hilft, ein Netz zu segmentieren und ist deshalb bereits in der zugehörigen Einstellung mit einem gesetzten Haken aktiviert worden.

Der Knoten kann dann mit Hilfe des Directors automatisch die für den Router passende Domain auswählen, indem dieser den Nodes die Segmentierung mitteilt. Somit ist eine Segmentierung des Netzes möglich, ohne dazu extra eine neue Firmware veröffentlichen zu müssen. Dabei ist es egal, ob bei einer gestaffelten Topologie erst der innere Knoten oder der Knoten „am Rand“ diese Information vom Director bekommt. Bei gesetztem Haken wird der Router fortlaufend eine Liste alle empfangbaren WLANs in der Umgebung an den zentralen Domain-Director übermitteln. Dieser ist dann mit Unterstützung des Mozilla Location Services in der Lage, seine aktuelle Position zu bestimmen, sofern er nicht bereits über bestehende Meshingknoten über eine entsprechende Ortsangabe verfügt.

Die Firmware der Freifunkrouter wird fortlaufend gepflegt und aktualisiert. Jeder Router prüft automatisiert zu definierten Zeiten, ob es eine neue Firmware gibt und installiert diese automatisch. Anschließend wird der Router neu gestartet. Hierzu muss in diesem Abschnitt der Haken bei Aktivieren gesetzt sein. Dies ist die empfohlene Einstellung.

Der Branch definiert, welche Firmware-Linie verwendet werden soll. Lange bewährte Firmware-Versionen werden durch die Entwickler bei Freifunk München im Branch Testing vorgehalten und dann als stabile (stable) Version zur Verfügung gestellt. Ist ein Router bzw. eine Hardware-Version eines neuen Routers noch nicht lange verfügbar, wird zunächst eine experimentelle Version im Branch experimental bereit gestellt, die noch weiter entwickelt und über den Branch testing zum Branch stable überführt wird. Über die Qualität experimenteller Firmware kann aber keine allgemeine Aussage gemacht werden. Bei Bedarf sollte man sich z.B. im Firmware-Channel im Chat/Mattermost erkundigen.

In diesem Konfigurationsabschnitt hat man die Möglichkeit, die Firmware manuell zu aktualisieren. Hierbei sind nachfolgende Punkte und Effekte zu beachten:

• Grundsätzlich kann man trotz Festlegung im Abschnitt automatische Updates hier manuell ein Update durchführen. Da unser Freifunk-Router ja bereits mit einer initialen Factory-Version geflashed wurde, wird man hier aus dem Firmwaredownloadserver eine Firmwaredatei aus einem der Verzeichnisse sysupgrade zuvor auf seinen Rechner herunterladen.
• Versucht man eine Factory-Version, also eine Firmware zum initialen Betanken des Routers auf einen Freifunkrouter, der schon mit einer passenden Freifunkfirmware ausgestattet ist, oder eine nicht zum Routermodell passende Firmware hochzuladen, wird dies mit einer Fehlermeldung quittiert.

Ein Upgrade vom Branch experimental nach stable kann man vornehmen, indem man das zum Router passende „stable“-Image aus dem Bereich sysupgrade installiert. Die Einstellungen beim automatischen Update bleiben erhalten, wenn der Haken bei [ Konfiguration behalten ] gesetzt ist. Gegebenenfalls ist jedoch der Branch anschließend im Konfigurationsabschnitt Automatische Updates zu kontrollieren und anzupassen!

Grundsätzlich kann man auch einen Downgrade auf eine ältere oder von einer stable- auf eine experimental-Version durchführen. Für Normalanwender wird das nicht empfohlen. Bei Bedarf kann man hier auch die Original-Firmware des Herstellers installieren.

Hier wird der Name des eigenen Knotens definiert. Am besten wählt man einen sprechenden Namen, den man leicht auf der Knotenkarte wiederfinden kann. Vorgeschlagen wird ein generischer Name, der von der MAC-Adresse des Routers abgeleitet wird.

Für eine höhere Performance und damit bessere Nutzbarkeit des Gesamtnetzes bei Freifunk-München ist es mit Stand Anfang Juni 2019 in 12 Netzsegmente unterteilt. Beim Einrichten wählst du deinen Standort aus und wirst somit automatisch in ein Segment eingeteilt. Eine manuelle Auswahl des Segmentes ist allerdings auch möglich.

Aktuell gibt es folgende Segmente:

Eine tagesaktuelle Übersicht aller Segmente findet sich auch auf der Interaktiven Karte hier.

Dies war aufgrund des schnellen Wachstums des Netzes und den damit verbundenen größeren Anforderungen nötig. Jedes einzelne dieser Segmente sollte eine Größe von max. 250 Knoten nicht überschreiten. Es könnte also künftig eine weitere Unterteilung notwendig werden. Bei dieser Konfigurationsoption wird festgelegt, in welcher Mesh-Domäne der Knoten sich aufhalten soll.

Der ausgewählte Segmentname definiert auch später die vom Knoten verwendete und ausgestrahlte SSID. Aktuell gibt es folgende Segmente:

Knoten aus unterschiedlichen Segmenten können nicht miteinander meshen, sind jedoch über das VPN verbunden.

Mit Aktivierung dieser Option (gesetztem Haken) wird der Router über den blauen Netzwerkport eine Verbindung über den lokalen Internetanschluss eine verschlüsselte Verbindung zu den Freifunk-Servern (Gateways) hergestellt. Über diese Gateways haben dann die Freifunk-Nutzer vor Ort über WLAN oder über eine LAN-Verbindung an den gelben Netzwerkports am Router Zugang zum Internet. Die Lokale IP-Adresse desjenigen, der den Router vor Ort betreibt, ist dann außen vor und taucht in keinem Verbindungsprotokoll auf Zielsystemen (Web- oder Mailserver, Streaminganbietern, etc. pp.) auf, sondern die IP-Adresse des Freifunk-Gateways.

Der Betrieb eines Freifunkrouters am eigenen Internetanschluss beansprucht abhängig von der Anzahl und der Nutzungsintensität der angeschlossenen (WLAN-)Clients die vom Internetprovider gebuchte Bandbreite. Eine Überbeanspruchung der verfügbaren Bandbreite ist bei üblichen Anschlüssen (DSL 50/10MBit, Kabelinternet 100/10MBit) per WLAN nur bei besonders leistungsstarken Freifunkroutern bzw. Offloaderkonfigurationen zu erwarten. Daher kann in der Regel auf eine Begrenzung verzichtet werden.

Falls dies jedoch trotzdem gewollt ist, kann durch Aktivierung der Option die Download- und Uploadrate begrenzt werden. Es erscheinen zwei neue Eingabefelder, in dem die maximal zur Verfügung gestellt Bandbreite in Kbit/s für alle Freifunk-Nutzer definiert werden kann. Für den Downstream wird an einem DSL 50/10MBit 25000 und für den Upstream 5000 empfohlen, bei leistungsstärkeren Anschlüssen entsprechend mehr.

Auf den öffentlich zugänglichen Karte der Freifunk-Community, der Knotenkarte, können andere Nutzer leicht feststellen, wo in der Stadt ein Internetzugang über Freifunk möglich ist und wo man vielleicht auch eine Mesh-Verbindung mit anderen Freifunk-Routern aufbauen kann. Natürlich sind die Angaben hier freiwillig und werden auch von uns nicht überprüft.

Ist der Computer, der zur Konfiguration des Freifunkrouters verwendet wird, per WLAN oder einen zweiten Netzwerkanschluss mit dem Internet verbunden, kann die Position sofort hier auf der gezeigten Karte ausgewählt werden. Ansonsten notiert man sich die Geo-Koordinaten entweder von einem anderen Gerät von der Knotenkarte oder führt diesen Teil der Konfiguration später mit Hilfe der SSH durch.

Für eine Kontaktaufnahme im Falle von technischen Problemen mit dem Knoten ist es hilfreich, wenn der Besitzer bzw. Betreuer des Gerätes für das Freifunk München-Team telefonisch, per E-Mail oder anderweitig erreichbar ist. Diese Angaben sind freiwillig und für den Betrieb des Knoten nicht notwendig.

Die Speicherung der Geo-Koordinaten erfolgt direkt auf dem Knoten selbst, Diese können auch später über die WEB-GUI bzw. mit Hilfe einer SSH-Verbindung zur Administration jederzeit geändert oder gelöscht werden.

Nachdem wir unseren Router nun vollständig konfiguriert haben, müssen wir die Einstellungen abspeichern und den Router neu starten. Diese erfolgt sobald die Schaltfläche [ Speichern & Neustarten ] angeklickt wurde.

O.K., dass das Netzteil angesteckt werden muss, ist vermutlich jedem klar. Mit einem LAN-Kabel, angesteckt an der blauen Netzwerkbuchse, verbinden wir nun unseren neuen Freifunkrouter direkt mit dem Netzwerkswitch unseres Heimnetzwerkes bzw. mit unserem Einwahlrouter, welcher die Verbindung zum Anschlussnetzbetreiber herstellt.

Nach kurzer Zeit ist das Freifunk-WLAN verfügbar und auf der Knotenkarte erscheint der Router an der Stelle, die wir zuvor festgelegt haben.

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