Der Freifunk Hochstift betreibt seit 2014 ein Richtfunkbackbone, das im Laufe der Jahre stark gewachsen ist und sie an einigen Stellen weiterentwickelt hat.
Wir wollen Euch die Geschichte unseres Richtfunkbackbones erzählen mit allen ihren hellen und dunklen Seiten und allen Ideen die mal gut schienen und sich als "eher so mittel" herausgestellt haben.
AS201701 - Building an Internet backbone with pure 1he servers and Linux
Wie baue ich ein Freifunkbackbone - Was wir in den letzten 5 Jahren gelernt haben
1. Wie baue ich einen
Freifunkbackbone
Was wir in den letzten 5 Jahren
gelernt haben
FreifunkTag19
Maximilian Wilhelm
<max@sdn.clinic>
@BarbarossaTM
2. 2
Who am I?
● Maximilian Wilhelm
– @BarbarossaTM
● Senior Infrastructure Architect, Uni Paderborn
● Infrastructure Archmage, Freifunk Hochstift
● Fanboy of
– (Debian) Linux
– ifupdown2
● Networker
● OpenSource Hacker
4. 4
Geschichtsstunde
● Gegründet als Freifunk Paderborn auf #30c3
● Schnell stark gewachsen dank viel Unterstützung
– Bäcker
– Werbegemeinschaft
– Land NRW (Hallo Staatskanzlei!)
– Seit 2016 auch Stadt + Kreis Paderborn
● Expandiert zum Freifunk Hochstift (09/2015)
5. 5
Geschichtsstunde
● 40+ Systeme
– Physisch + VMs
– Verteilt im Hochstift und .de
– Angebunden per RiFu-Backbone und VPNs
● BATMAN-L2-Netz soll überall verfügbar sein
– Verbunden per Fastd Tunnel und RiFu+Vlans
– Fast 100% der Knoten per Fastd an Gateways
● Zoo aus gesponsorter Hardware (Server + Netz)
● Money was an issue
7. 7
Netzwerk-Setup
● Pro POP
– Irgendein Switch
– Antennen (was gerade da war™)
– Hand voll PoE-Injektoren
– Wenn’s gut lief ein EdgeRouter als Switch
– Eine Hand voll Aps
● Oder 841er
● Ein VLAN pro Richtfunkstrecke für B.A.T.M.A.N.
● Ein VLAN 23 für echten Traffic
#Yolo
8. 8
Yolo Operations
● Wenn schon B.A.T.M.A.N. dann richtig
– Mesh-Eigenschaft auf im RiFu-Netz nutzen
– Pro POP Netz auf APs ausleiten
– Aber wie?!
● “Echte” APs
– 5GHz nutzen können wäre schon geil
– Ging mit Gluon damals nicht (legal)
● Wie bekommt man das zusammen?
9. 9
B.A.T.M.A.N. auf EdgeRoutern!
● Wir hatten kein Geld
● EdgeRouter waren billig
● Wäre cool, wenn die auch BATMAN sprächen..
➔ https://git.c3pb.de/freifunk-pb/edgerouter
● Nice try, aber
– Nicht update-safe
– Explodiert auf andere Modellen und Versionen
– Performance eher so mittel, da kein offloading
● Nope
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Die AP-Frage
● Unifi APs mit Stock-Firmware
– UAP
– UAP AC Outdoor (die Älteren erinnern sich)
● Dafür braucht’s dann aber Management
– Sinnvollerweise getrennt vom Client-Netz
● Also braucht’s wohl auch ein IP-Netz
● Router-Frage immer noch nicht gelöst...
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B.A.T.M.A.N. Layer2 skaliert nicht
● Size does matter!
● Ein BATMAN Mesh mit 1k Knoten dreht nicht
– Haben wir getestet
– Ihr bestimmt auch
● Mehrere kleinere “Sites” bauen
– September 2015
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Sites / Regionen
● 26 Regionen definieren ...
– … kleinsten angedachten Split
– … größt mögliche Skalierung
– (Ohne weitere große Änderungen)
● Erstmal reich(t)en wenige Sites
– Site fasst Regionen zusammen
– Legacy + 9 neue (City, PB N, O, S, W, …)
● Site entspricht B.A.T.M.A.N.-Instanz
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Konzept vs. Umsetzung
● 10 Sites
– Legacy
– Paderborn: City, Nord, Ost, Süd, West, Umland
– Büren
– Höxter: Nord, Süd
– Umland
● Wie umsetzen?
– Ein VLAN pro Site und RF-Strecke?
– Plus VLAN für IP?
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Raus aus der #VlanHölle
● B.A.T.M.A.N. braucht Layer2-Verbindung
– Da kommen wir nicht drum herum
● IP-Backbone bauen wir auf jeden Fall
● Overlay?
✗ EdgeRouter können kein B.A.T.M.A.N.
✗ MPLS unter Linux nur tw. vorhanden
➔ VXLAN
➔ Irgendeine Linux-Kiste™
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Wünsch Dir was
● Dual-Stack IP-Backbone
– IP-Konnektivität
– Dynamisches Routing (OSPF, BGP)
● Kann 9+ B.A.T.M.A.N. Instanzen transportieren
● Besteht aus einem Haufen Linux-Kisten (APU2)
● Jeder POP gleich aufgebaut
– Switch, Router, ein paar Wifi-Backbone-Links (ubnt)
– APs
● Fun and profitworld peace
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VLAN-Konzept
● Trennung zwischen logischen Netzen
● Wir brauchen immernoch VLANs
– Ein echtes Interface pro Netz skaliert nicht
● VLAN-ID Global eindeutig
– Bereiche vorsehen
– ID kann ausgewertet werden
➔ https://wiki.ffho.net/infrastruktur:vlans
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IP-Adressierungsplan
● Analog zu VLAN-Konzept
● Für Legacy-IP und IPv6!
● IP-Bereich pro Funktion
– Infrastruktur
● Transfernetze
● Netze pro POP
● Service-IPs
– Client-Netze
– Management-Netze
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Ein POP – Bauplan
● Hardware
– 1 Backbone-Router (APU)
– 1 Switch (Netonix WS-12-250)
– n Richtfunkdings (Ubnt PBE-5AC-300/500/Gen2)
– m APs (Ubnt Mesh-Pro)
● Logisch
– 1 Management-Netz (/24)
– n Transfernetze (/31 + /126)
– n * s VXLANs (s = Anzahl Sites / POP)
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Management-Backdoor
● Management-Netz wird
nur von APU geroutet
● Wenn APU kaputt,
Management kaputt
● VLAN einfach über alle
RF-Strecken
exportieren
● Zur Not an jedem
adjazenten POP
konfigurierbar!