Wie viele Freifunk-User in letzter Zeit bemerkt haben, ist das frankfurter Netz aktuell eher schlecht benutzbar. Manchmal funktioniert es, manchmal ist es unbenutzbar langsam oder die Endgeräte verbindet sich nicht einmal mehr mit dem Netzwerk. Dies hat aktuell mehrere Gründe.
Ein Hauptgrund ist unter anderem unsere aktuelle Größe. Mit mehr als 512 Routern und über 1.100 Clients, haben wir in Frankfurter Freifunk Netz teilweise einen User-Traffic von über 1Gbps. Dieses ist für unser aktuelles Netz mittlerweile weit mehr als eine Belastungsprobe. Es stößt (und überschreitet) permanent seine technischen Grenzen.
Durch die aktuelle Struktur des Netzes (alle Geräte hängen an einem großen virtuellen Switch) gibt es viel Broadcast-Traffic. Dieser wird ungefiltert durch das komplette Netz transportiert.
Dies führt wiederum dazu, dass der eigentliche User-Traffic teilweise nicht mehr durchkommt. Insbesondere gilt dieses auch für DHCP Requests und deren Antworten (der Client bekommt erst spät oder gar keine IPv4 Adresse). Bei kleineren Geräten wie dem TP-Link 841, führt die große Netzlast dazu, dass sie überlastet werden und sich einfach aufhängen (und dadurch auch in der Map als ‘offline’ angezeigt werden). Nach einiger Zeit tauchen sie meist wieder auf der Map auf und laufen wie gewohnt weiter. Manchmal starten sie auch neu durch.
Teilweise hilft es zwar, den Router neu zu starten (er verbindet sich dann mit einem anderen Gateway, welches dann eventuell weniger ausgelastet ist), dies ist jedoch kein akzeptabler Zustand für ein Nutzer freundliches Netzwerk.
Um diese Problem endgültig in den Griff zu bekommen, wird aktuell von uns an mehreren Ideen gearbeitet:
Ein neues Netz mit Batman >=v15 und Aufteilung des Netzes
Dies ist der am “schnellsten” umzusetzende Ansatz. Hier gehen wir einerseits den längst überfälligen Schritt, das Mash- und Routing-Protokoll Batman in der aktuellen (nicht rückwärtskompatiblen) Version 15 zu verwenden.
Auf der anderen Seite wird das Netz in verschiedene sogenannte “Domänen” aufgeteilt. Dies sind einzelne, unabhängige Netze, welche erst durch die Gateway-Server miteinander zu einem Netz verbunden werden. So könnte es beispielsweise ein “Frankfurt Innenstadt”-, “Frankfurt Umgebung”-, “MTK”- und “Wetteraukreis”-Netz usw. geben. Dadurch wird der Traffic innerhalb der einzelnen Broadcast-Domänen deutlich reduziert, was wiederum zu stabileren Teilnetzen führt.
Diese Funktionalität wurde von Freifunk Darmstadt bereits getestet und auf dem letzen Meetupvorgestellt.
Hierzu sind nur noch ein paar Anpassungen unseres Netzes nötig, die aktuell durchgeführt werden.
Babel
Die aktuell in Frankfurt sichtbaren Performanceprobleme treten in allen Batman-basierten Netzen ab einer gewissen Größe auf. Eine Lösung kann der Austausch des Mesh-Protokolles Batman durch Babel sein. Seit fast zwei Jahren entwickeln wir an einer Integration und stehen nun kurz vor dem Abschluss.
Die Netzinfrastruktur ist noch nicht hinreichend redundant ausgelegt und die Firmware noch nicht vollständig getestet.
Jetzt ist der Zeitpunkt gekommen, beides zu ändern. Wenn ihr keine große Angst vor der Konsole habt (die wird im Zweifel zur Fehlersuche benötigt) laden wir Euch ein, das Babel-Netz gemeinsam mit uns auszuprobieren.
Die dafür erforderliche Firmware liegt, wie üblich, auf unserem Downloadserver.
Eigene Infrastruktur
Aktuell bauen wir außerdem eine eigene Serverinfrastruktur auf. Durch diese wird das Netz noch einmal entlastet bzw. wurde es bereits. Die Migration ist allerdings erst mit dem neuen Routingprotokoll sinnvoll umsetzbar. Wir wollen auch einen zweiten Server-Standort als Redundanz in einem weiteren Rechenzentrum aufbauen; mehr hierzu in einem kommenden Blogartikel.
Da hierfür noch Hardware benötigt wird, welche wir nur durch Spenden finanzieren können, freuen wir uns über jegliche Unterstützung, gerne auch in Form von (möglichst stromsparender) Hardware.
Zusammengefasst
Sobald eine neue Firmware zur Verfügung steht, werden wir dies natürlich über die Mailingliste und im Blog bekannt geben. Je mehr Leute testen, desto mehr Probleme können vor dem Rollout behoben werden. Ideal wäre es, das neue Netz auch in einer größeren Installation zu sehen.
Wir laden interessierte ein, sich bei der Netzwerkumstellung einzubringen. Wer tatkräftig unterstützen möchte, findet über die Mailingliste oder auf dem nächsten Treffen Kontakt.