Gateways beim Freifunk Stuttgart

Gateways sind in Freifunknetzen die eigentlichen Router, während die Freifunk-Router (Nodes) für die Clients als Switches erscheinen.

gw

Beim Freifunk Stuttgart werden die Gateways nicht zentral betrieben und verwaltet, sondern unterschiedliche Personen oder/und Vereine können Gateways betreiben. Deshalb benutzen wir Gateway-Gruppen für die einzelnen Betreiber, die ihrerseits mehrere Instanzen (Maschinen), also die eigentlichen Gateways, in der jeweiligen Gruppe einrichten können. Ein einzelnes Gateway hat deshalb z.B. den Namen

• „gw01n03“ = Gateway-Gruppe 01 (entspricht Gateway des Betreibers 01) und dort die Instanz 03
• „gw05n02“ = Gateway-Gruppe 05 (entspricht Gateway des Betreibers 05) und dort die Instanz 02
• „gw08n01“ = Gateway-Gruppe 08 (entspricht Gateway des Betreibers 08) und dort die Instanz 01

Durch die Aufteilung des Freifunk-Netzes in mehrere Segmente (Subnets), kann ein Gateway (GW) bei uns mehrere Segmente bedienen. Im ersten Schritt halten alle GWs alle Segmente, im zweiten Schritt wird ein Routing-Protokoll implementiert, das die dynamische Zuordnung von Gateways zu einzelnen Segmenten ermöglicht.

Pro Segment läuft auf einem GW

• eine Fastd-Instanz für die VPN-Verbindungen von den Nodes mit MTU 1340 (seit Firmware v1.3)
• eine Fastd-Instanz für die VPN-Verbindungen von den Nodes mit MTU 1406 (bis Firmware v1.1)
• eine Fastd-Instanz für die Verbindungen der Gateways untereinander im selben Segment (Segment-Backbone).
• eine batman-adv Instanz zur Ein- und Auskopplung des Client-Traffic sowie Weiterleitung des Mesh-Traffic von/zu Nodes und anderen GWs im selben Segment

Jedes Segment soll aus Performance Gründen maximal 800 Clients beinhalten. Durch den Verschnitt bei der IPv4-Adressvergabe per DHCP-Server (lease time) und Reserve für statische IP-Adressen werden die Segmente jeweils für 2048 IPv4-Adressen ausgelegt, das entspricht einem /21 Netz. Für die automatische IP-Vergabe stehen die drei DHCP-Server dhcp01, dhcp02 und dhcp03 zur Verfügung, jeweils mit einem Pool von 512 IP-Adressen pro Segment. Somit kann einer der DHCP-Server ausfallen, ohne dass das Netz beeinträchtigt wird.

Alle Gateways sind per tinc (ffsl3) am zentralen Backbone 10.191.255.0/24 angeschlossen, an dem auch die drei DHCP-Server angeschlossen sind, und über den auch das Routing zwischen den Segmenten abgewickelt wird. Die DHCP Server haben dabei die IPv4 10.191.255.251 .. 253

Die einzelnen Gateways verteilen die IPv4-Adressen per DHCP-Relays an die Clients, haben also keine eigenen Adresspools. Lediglich Standardgateway und DNS-Server wird von den Gateways auf das Segment des anfragenden Clients angepasst.

IPv4-Range der Client-Netze = 10.190.0.0/21 bis 10.191.250.0/21

Für IPv6 senden die Gateways nur Router Advertisements (RA) mit den IPv6-Routen zu den anderen Segmenten, um das jeweilige Subnet und dessen Übergänge zu definieren. Die Adressvergabe als solche übernehmen die Nodes selbst. Es wird kein IPv6-Standardgateway gesetzt, da das Freifunknetz derzeit noch keine IPv6-Anbindung an das Internet hat.

IPv6-Range der Client-Netze = fd21:b4dc:4b01::/64 bis fd21:b4dc:4b60::/64

Jedes GW belegt pro Segment eine IPv6-Adresse fd21:b4dc:4bxx::a38:ggg und eine IPv4-Adresse 10.19x.y.g

Schema: 02:00:ii:ss:gg:nn

Definierte Werte für ii

Verbotene Werte für ii: 4c .. 4f 58 .. 5b 70 .. 73 8d .. 90 c8 .. cb