[ffda] Aufteilung des Darmstädter Freifunk-Netzes

Do Sep 20 18:11:15 CEST 2018

Zu diesem Thema gibt es auch einen Blogeintrag auf unserer Webseite:
https://darmstadt.freifunk.net/news/2018/09/20/ankuendigung-multidomain.html

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Das Wachstum der letzten Jahre ist technisch nicht Spurlos am
Freifunk-Netz vorbeigegangen. Um weiter wachsen zu können und Ressourcen
besser auszunutzen wird das Netz in den kommenden Wochen in Domains
aufgeteilt.

## Technischer Hintergrund
Das Freifunk-Netz ist technisch gesehen ein großes Layer 2 (Ethernet)
Netzwerk. Man kann sich das Freifunk-Netz also wie einen übergroßen
Switch vorstellen, an dem alle Teilnehmer (Nutzer wie Knoten)
angeschlossen sind. Damit alle Knoten das Wissen besitzen um Daten in
die richtige Richtung zu senden müssen in regelmäßigen Abständen alle
Knoten eine Nachricht aussenden, die bestätigt, dass sie noch Teil des
Netzes sind. Dieser und noch weitere Management-Datenverkehre (ARP, NDP)
sind im Falle unseres Netzes nun bei etwa 170 kbit/s, die an jedem
Knoten anfallen, in der täglichen Spitze angekommen. Das macht sich auch
im monatlichen Trafficvolumen mit rund 30 TB bemerkbar.

Ein Aufteilen des Netzes in mehrere Domains führt zu einer drastischen
Reduzierung dieses Datenverkehrs, da Routinginformationen an viel
weniger Knoten verteilt werden müssen.

Für die Freifunker in Babenhausen ist diese Migration bereits erfolgt.
Der Management-Datenverkehr ist infolge dessen auf etwa 15-20 Kbit/s
gefallen.

Die entstehenden Domains werden alle mit eine ähnliche Knotenzahl
verkehren, daher ist eine Reduktion um etwa Faktor 10 an jedem Knoten zu
erwarten.

## Domainauswahl & Meshfähigkeit
Eine Visualisierung der einzelnen Domains ist auf unserer Webseite zu
finden.

https://darmstadt.freifunk.net/mitmachen/domains/

Freifunker, welche einen neuen Knoten flashen werden bereits seit
Firmware v1.2.3 zur Auswahl einer solchen Domain aufgefordert. Bei der
Aufteilung haben wir uns im Darmstädter Umland an Postleitzahlgebieten,
innerhalb Darmstadts an den Wahlbezirken orientiert.

Jeder eingezeichnete Bereich entspricht einer solchen Domain.
Benachbarte Domains, welche die gleiche Farbe aufweisen teilen sich ein
gemeinsames Subnetz und können somit untereinander meshen. Mit der
feineren Benennung und Aufteilung innerhalb einer Farbe halten wir uns
die Möglichkeit offen, in Zukunft auf einfache Weise weiter zu segmentieren.

## Automatische Migration
In den nächsten Wochen werden wir Knoten, die eine aktuelle
Stable-Firmware (1.2.4 und neuer) einsetzen automatisch eine passende
Zieldomaine zuweisen, da wir nicht erwarten, dass wir in der gebotenen
Kürze der Migration jeden Betreiber erreichen und zur manuellen
Rekonfiguration bewegen können.
Die Automatische Migration erfolgt dann zu einem programmierten
Zeitpunkt, damit vorhandene Mesh-Netze gleichzeitig rekonfiguriert
werden, so dass nur eine kurzzeitige Unterbrechung entsteht.

Für die automatische Domainmigration beziehen wir automatisch die BSSID
und Empfangsstärke benachbarter WLAN-Netze von den Knoten, die wir
ausschließlich für die temporäre Geolokalisierung der Knoten verwenden
und nicht dauerhaft speichern. Dies ist notwendig, da wir für eine große
Menge von Knoten keinerlei Positioninformationen kennen, diese aber grob
bekannt sein müssen um die passende Zieldomaine auszuwählen. Sollten
keine WLAN-Netze in der Nähe sein, so wird die Position des Knotens auf
der Karte herangezogen.

Zuerst werden am kommenden Freitag (22.09.) gegen 10 Uhr eine kleine
Anzahl an Knoten mit der aktuellen Experimental-Firmware migriert
werden. Eine Woche später (29.09.) folgen dann alle weiteren Knoten.

## Manuelle Migration
Falls du schon heute in deine Zieldomain wechseln möchtest, kannst du
dies einfach über den Konfigurationsmodus tun. Dort ist ab sofort ein
Drop-Down-Menü mit der Domainauswahl zu finden.

## Häufige Fragen
### Was passiert, sollte mein Freifunk-Knoten am Stichtag ausgeschaltet
sein?
In diesem Fall muss unterschieden werden, ob dein Knoten eine Verbindung
zu unseren Gateways aufbaut oder ob dieser ein reiner Mesh-Knoten ist.

Sollte dein Knoten eine Verbindung zu unseren Gateways haben, wird
dieser innerhalb von 24 Stunden seine Zieldomäne erfragen und in diese
wechseln.

Ist dein Knoten ein reiner Mesh-Knoten, so kommt es darauf an, ob dieser
bereits Firmware 1.2.4 hat und damit im Freifunk-Netz war oder nicht.
War der Knoten bereits im Netz und hat seine Zieldomäne bezogen, so
wechselt er innerhalb von 7 Stunden automatisch in seine Zieldomäne.
Während dieses Zeitraums ist der Knoten allerdings offline!

Sollte dein Knoten noch mit einer älteren Firmware laufen, so ist eine
Aktualisierung sowie manuelle Einstellung der Domain nötig. Aktualisiere
hierfür über den Config-Mode zuerst die Firmware. Anschließend kannst
du, ebenda, deine zugehörige Domäne auswählen.

### Was ist mit bestehenden Mesh-Netzen?
Wir beachten aktuell bestehende Mesh-Verbindungen und behalten diese
auch während der Migration bei. Für den Fall dass ein Mesh zwischen zwei
Knoten in Unterschiedlichen Domänen existiert, so werden beide Knoten in
die gleiche Zieldomäne zugeordnet.

### Was ist nach der Umstellung zu beachten
Für Clients passiert die Umstellung weitgehend unbemerkt. Allerdings
werden nun IPv6-Adressen mit einem anderen Präfix vergeben. Damit ändert
sich auch die IP-Adresse deines Knotens. Die neue IP_adresse deines
Knotens kannst du auf unserer Karte in Erfahrung bringen.

-------------- nächster Teil --------------
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