Mesh in Segmente teilen und doch verbinden

Für ein Reitturnier des RuFV Dreiländereck wurde eine Freifunk-Installation aufgebaut, die auch darüber hinaus Bestand hat und jetzt noch ausgebaut wurde:
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zum Aufbau
Der ursprüngliche Aufbau musste schnell gehen, so dass kein Vorlauf für Planung und Bestellung von Routern war. Verwendet wurde deshalb an Routern, was gerade vorhanden war. Welcher Router an welchen Ort kam wurde eher durch die Art der Befestigung bzw. Notwendigkeit von PoE bestimmt, denn durch andere Überlegungen wie Load oder Anzahl zu erwartender Clients.

Es gibt einen Internet-Uplink im Stübchen: T-Kom DSL mit ca 8Mbit realem download und 6Mbit upload. Von dort aus konnten zwei Knoten per Kabel angeschlossen werden:

  • ffsaar-RuFV-Stuebchen (GL-MT300N-V2, Stromversorgung via USB direkt vom Router)
  • ffsaar-RuFV-klHalle (Stromversorgung via PoE)
    Alle anderen Router meshen via WLAN.

Beobachtungen beim Turnier
Die Hauptmasse an Clients fand sich in der großen Halle ein. Der dortige Ubiquity AC mesh konnte die Masse der Verbindungen zwar selbst bewältigen, aber der mesh-Partner in der klHalle war völlig unterdimensioniert (hohe load am TL-WA901N/ND v5), so dass es ab ca 40 Clients zu Verbindungsabbrüchen kam. In der Spitze waren 60 Clients im mesh messbar.

Insgesamt war man sehr zufrieden, vor allem weil vor Ort so gut wie kein Handy-Netz verfügbar ist. „Alles ist besser als nichts“

Gegenmaßnahmen im Turnier
Da der Knoten grHalle auch den Knoten ffsaar-RuFV-Stuebchen „sehen“ konnte, wurde versucht den uplink dorthin umzuleiten indem im Knoten ffsaar-RuFV-klHalle eine hop_penalty konfiguriert wurde:

  echo 30 > /sys/class/net/bat0/mesh/hop_penalty

Das half nur sehr bedingt. Die Internet-Verbindung war noch von der Sättigung entfernt. Daraus wurde geschlussfolgert, dass u.U. vielleicht einfach das Frequenzspektrum im Kanal 1 der 2,4 GHz zu stark ausgelastet war um Clients und uplink im gleichen Spektrum abzudecken. Daran konnte während des Turniers nichts mehr geändert werden.

Maßnahmen während des weiteren Ausbaus
Der weitere Ausbau hatte hauptsächlich zum Ziel, den abgedeckten Bereich zu erweitern und zusätzliche Stallungen zu erschließen. Es war klar, dass dies durch mesh-on-WLAN zu erfolgen hat, weil es als zu aufwändig wäre Kabel dorthin zu verlegen. Folgende Maßnahmen wurden ergriffen, um die Netzstabilität langfristig zu erhöhen und gleichzeitig im Frequenzspektrum Reserven zu schaffen, sollten bei weiteren Turnieren bis zu zwei weitere (temporäre) Router benötigt werden.

  1. Der Router klHalle wurde gegen einen TL-WDR3600 ausgetauscht. Das ermöglichte:

    • die Anbindung der grHalle mittels 5GHz mesh
    • Client Netz auf 5GHz disablen (gr+klHalle), reservieren für uplink
    • umkonfigurieren der grHalle auf Kanal 11 im 2,4GHz Band, reserviert für Clients. (Reduzierung der Störungen mit den anderen Knoten, sicherstellen, dass im 2,4GHz Band kein mesh-Verkehr „stört“)
  2. Router ffsaar-RuFV-Stuebchen/Einsteller4/5 wurden auf Kanal 6 im 2,4GHz Band verschoben um Airtime zu gewinnen

  3. Alle anderen Router verbleiben in Kanal 1 im 2,4GHz Band

  4. Dadurch entstehen zwei getrennte Segmenten die sich gegenseitig nicht sehen. Eines um den Knoten klHalle, das andere um den Knoten Stuebchen. Um die Vorteile eines großen meshes nutzen zu können wurden die beiden Router mit mesh_on_WAN konfiguriert (das geht in der Konfiguration von ffsaar parallel zum uplink ins Internet). Somit wurden die getrennten Segmente auf Kabelebene wieder zusammengeführt.

Das heißt, es wurden alle verfügbaren Technologien genutzt, das Netz auf der 2,4GHz-Ebene in insgesamt drei Unter-Segmente (Kanal 1,6,11) getrennt. Dadurch werden die Funk-Ressourcen so umfangreich wie möglich für den störungsfreien Betrieb möglichst vieler Clients genutzt. Die Segmente wurden dann entweder mittels 5GHz mesh oder mesh_on_WAN (Kabel) wieder miteinander verbunden.

kommende Ausbaustufen
Am oberen Bildrand befinden sich Reitplätze. Am Sommerturnier wird hier eine gute WLAN-Abdeckung benötigt werden. Zum einen weil die Richter eine Internetanbindung benötigen werden, zum anderen, weil dort am Waldrand die meisten Zuschauer zu erwarten sind.
Es ist angedacht dort über das 5GHz mesh entweder einen zweiten WDR3600 aufzustellen (Anbindung von PC per Kabel), oder aber einen weiteren Ubiquity AC mesh (falls Laptops mit WLAN zum Einsatz kommen), vielleicht auch beides, mal sehen.

Wunschliste
Ein dedizierter Offloader wäre sicherlich hilfreich. Möglicherweise ist das aber auch gar nicht wirklich erforderlich weil die DSL-Leitung der limitierende Faktor sein wird. Der Wunsch nach einer dickeren Leitung (Glasfaser :yum:) ist aber aufgrund der abgelegenen Lage vermutlich noch länger unrealistisch.

offene Fragen

  • Wie sinnvoll ist es zwei Knoten mit Kabelverbindung zum Router zu nutzen, wenn dessen Internetanschluss dermaßen der limitierende Faktor ist. Wäre es sinnvoller nur einen Offloader zu verwenden?
  • Wie limitierend ist die schmale DSL Verbindung in der Realität bei vielen Clients wirklich? Bringt der Aufwand auf Funk-Seite deshalb vielleicht nur wenig?
  • Es bleibt abzuwarten ob der WDR-3600 mit der load ausreichend klarkommen wird.
  • Es bleibt abzuwarten, ob die Clients trotz Mehrkanalbelegung sauber zwischen den mesh-Knoten übergeben werden oder ob sie Verbindungsprobleme in den Zwischenbereichen haben werden.

Bin für Rückmeldungen jeder Art dankbar!

2 Likes

Moin,

sieht nach einem spannenden Projekt aus. Ich finde es immer besonders hilfreich und nützlich, wenn man mit WLAN Mobilfunklücken schließen kann.

Das ist ein extrem ungewöhnlicher Anschluss. Oder meinst du 1,6 Mbit/s ausgehend?

Für 8 Mbit/s brauchst du weder noch. Selbst ein 841er kann mit dem überholten Fastd 8 Mbit/s saturieren. Mit L2TP gehen auch 30 und mehr.

Ich würde eher möglichst viele Knoten auf dem Gelände untereinander per LAN-Mesch über Kabel verbinden.

50 Clients über 8 Mbit/s ist schon heftig. Da geht eigentlich nur noch Whatsapp mit großer Zeitverzögerung durch. Surfen dürfte da nicht mehr möglich sein.

Puh, ich weiß nicht, ob eine Ausweitung des Gebietes sinnvoll ist. Ich würde lieber einen „Internet-Bereich“ schaffen, der vielleicht klein ist, aber wo es dann auch wirklich funktioniert, weil die Bandbreite nicht von den ganzen Smartphones in den Hosentaschen aufgefressen wird.

Das macht der mit links. Die Internetleitung ist dein Hauptproblem.

Hast du mal geprüft, ob du Telekom-Hybrid bestellen kannst? Und dann ggfs. mit einer Dachantenne arbeiten.

Auch wenn sich der Mythos tapfer hält, WLAN hat überhaupt keine Roaming-Funktionalität. Die Verbindung zu einer Zelle wird gehalten, bis sie abreißt. Das gilt sowohl für denselben als auch für verschiedene Kanäle. Je nach WLAN-Chip beim Client kann aber ein Kanalwechsel etwas länger dauern als wenn es auf demselben Kanal ist.

Professionelle WLAN-Controller scannen nach den Clients der benachbarten APs und schmeißen sie dort absichtlich raus, wenn die Verbindung zu einem anderen AP besser wäre. Das kann OpenWrt meines Wissens nach aber nicht, bzw. es hat niemand implementiert.

Einige Smartphones unter anderem von Samsung verfügen in den Entwickleroptionen über eine Einstellung, die sich aggressives Roaming nennt. Dann wird kontinuierlich gescannt und das WLAN etwas schneller gewechselt. Aber so viel bringt das meiner Erfahrung nach auch nicht. WLAN ist für feste Standorte gedacht, nicht für Bewegungen auf Clientseite.

Viele Grüße
Matthias

Danke für die vielen guten Antworten! Will die Informationen gerne ergänzen.

Ehrlicherweise habe ich keine Ahnung welcher Anschluss beauftragt wurde, den Vertrag kenne ich nicht. Habe einfach den Laptop per Kabel mit dem Router verbunden und via https://www.wieistmeineip.de ein paar Mal einen Speedtest laufen lassen. Im Dorf nebenan sind VDSL-Anschlüsse mit bis zu 200Mbit download reell verfügbar. Einem Bekannten im gleichen Dorf wurde ein 50Mbit down angeboten und seit Monaten wird nichts geliefert weil der DSLAM angeblich voll ist. :man_shrugging:
Du hast recht, die Werte sind komisch - ich habe sie einfach mal so hingenommen. Was soll ich sagen, plattes Land, Grenzgebiet … keine Ahnung wie sie tatsächlich zustande kommen. Oft ist das luxemburger Handynetz die bessere Alternative, selbst in den Häusern. Der Hof hier liegt aber genau hinter der Kuppe des Moseltals - da ist kein Empfang.

Kann ich mir nur schwer vorstellen, da ist nichtmal 2G, die anderen Anbieter sehen ähnlich aus. Du kannst hier keine 2km Auto fahren ohne dass ein Gespräch abreißt.

Die Ausweitung des Gebietes ist vor allem im Alltag der Leute interessant. Die laufen ständig weite Wege über den Hof: Von den jeweiligen Ställen zu den Reithallen und zurück. Sie werden mittlerweile von ihren Angehörigen dort über WhatsApp „angerufen“ weil das jetzt mit Freifunk stabiler funktioniert als selbst klassische Handy-Anrufe :slightly_smiling_face: , auch und vor allem das Gespräch nach dem Verbindungsaufbau :+1: :+1:
Ausserdem schicken sie Bilder rum von Dingen die kaputt sind, irgendwas muss nachbestellt werden, Sachen für den Tierarzt, etc. pp. Das sind immer nur kurze bursts.
Beim Turnier kann das ganz anders aussehen, stimmt. Im Moment sind tagsüber bis zu 20 Clients gleichzeitig auf dem Hof und die Internetleitung kommt nicht annähernd ins schwitzen.

Würde ich auch gerne. Spannkabel sind keine da, Leerrohre leider auch nicht und buddeln kommt ebensowenig in Frage. Wahrscheinlich bekäme ich aber schon alleine mit den Potentialdifferenzen zwischen den Gebäuden Stress, da ist fast überall noch PV auf dem Dach :face_with_monocle:
Mit einer Ausnahme habe ich ja immer nur einen hop, klappt bis jetzt wirklich ganz erstaunlich gut. Die Linkqualität ist in der Regel exzellent! Die Knoten hängen aber in den Ställen auch meist 3-4m hoch und so, dass sie entweder zwischen den Dachbalken „durchsehen“, oder aber falls Blechdach dann drunter „rausschauen“, über die Gitter der Pferdeboxen und Mauern „hinwegsehen“, Fenster nutzen, Stürze vermeiden, etc.

Oh :flushed:, wieder was gelernt :thinking:, dann bietet mir ein großes Mesh gegenüber mehreren kleinen vor Ort gar keinen echten Vorteil?
Bliebe nur der Nachteil von gesteigertem Management Traffic?
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Der Sprung kam, als ich die zwei Segmente per mesh_on_WAN zusammengelegt hatte.

viele Grüße
Sebastian

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Hier kann Sargons roamguide helfen, der die Verbindungen aktiv kickt, so dass die Clients sich mit einem stärkeren AP verbinden wenn dieser mittlerweile in Reichweite ist.

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Hallo,

das mit der Netzversorgung sieht sehr schlecht aus, auch Vodafone und O2 scheinen nur 2G zu bieten.
Aber ohne Anbindung, macht Freifunk nur Frust, sprich doch mit den Hotels oder dem Reifenhändler in deiner Umgebung, so verbindet Freifunk Menschen. Die würden sich sicher auch freuen, Ihren Kunden Freifunk bereitstellen zu können.

Wenn eine Anbindung (z. B. über eine Richtfunkstrecke) da ist, würde ich es mit Mesh on Lan machen und am Lan Port ein Ubiquiti LiteBeam oder NanoBeam auf Stock Firmware hängen, falls es Freifunk-Koten sein sollen. Bitte keine „LBE-M5-23“ falls du zukunftssicher sein willst.

Auch wenn mich sicher einige Steinigen würden, rate ich dir, Mesh on WLan auszuschalten oder Freifunk zurückzubauen, um mit z. B. Ubiquiti Technik, ein WLan Netz aufzubauen, welches verschiedene Kanäle nutzt (1-6-11).

Es wird dort niemand fremdes mit die Meshen und ein Pferd mit Freifunk Knoten habe ich auch noch nicht gesehen.

Wenn du einfach Glasfaser mit einem Pflug in die Erde ziehst, hast du keine Potenzial-Unterschiede. Du brauchst du leider in jedem Gebäude einen Switch, der SFP kann.

Du wirst lachen, auf dem Hof meines Bruders ist genau das passiert, allerdings peu-à-peu über die letzten 15 Jahre. Das hier ist aber nicht mein Hof - da kann ich keine Teerflächen aufmachen und Löcher in Fassaden oder Fundamente bohren.
Der tolerierbare Installationsaufwand ist mindestens so limitierend wie die Internetleitung :joy:

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„groß“ und „klein“ sind hier unbestimmte Größen, ebenso „vor Ort“.
Daher schwer zu sagen, ohne dass jemand mit einem Edge-Case dagegenhalten wird.

So so pauschal: Ja!

240kBit/s Grundrauschen als Ausgangpunkt? Das klingt nach einer L2 „Gluon(?)“-Domain von deutlich über 300 Knoten und deutlich über 800 Clients.

Da sorgt natürlich jeder weitere redundante Meshlink für exponentielles Wachstum der Routentabellen und damit auch mehr Traffic für deren Updates.