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Freifunk mit Ubiquiti UniFi AP

Freifunk.net

Inhalt

Was ist Freifunk.net?

Die Initiative Freifunk.net ist ein nicht-komerzielles, gemeinschaftliches Projekt vieler Freiwilliger, die sich zum Ziel gesetzt haben ein unabhängiges und dezentrales WLAN-Netzwerk aufzubauen, welches von Jederman frei zugänglich, unzensiert und anonym verwendet werden kann und außerdem die Netzneutralität wahrt. Die Initiative ist dabei in lokalen Freifunk-Communities organisiert, welche in jeder größeren und kleineren Stadt anzutreffen sind.

Das Freifunk-Netz erstreckt sich bereits über ganz Deutschland und wächst mit jedem Unterstützer ein Stückchen weiter. Ob auch in deiner Nähe schon ein Freifunk-Zugangspunkt ist, über den du ohne Anmeldung einen freien Internet-Zugang bekommen kannst, erfährst du auf der Freifunk-Kate!

Mitmachen darf jeder! Zum Unterstützen der Idee tritt man am besten mit seiner lokalen Freifunk-Community in Kontakt. Dort kann man sich informieren und austauschen und im Regelfall auch einen eigenen, vorkonfigurierten Freifunk-Router ab 20€ beziehen. Schau also einfach vorbei, z.B. bei Freifunk-München!

Freifunk Technik

Freifunk ist als Mesh-Netzwerk konzipiert. Das bedeutet, dass sich benachbarte Freifunk-Router (Knoten) automatisch miteinander verbinden. Netzwerk-Pakete werden dann auf ihrem Weg vom Benutzer (z.B. Smartphone) von Knoten zu Knoten weitergeleitet bis sie ihr Ziel (z.B. Wikipedia) erreichen. Um auch in Situationen in denen keine benachbarten Freifunk-Knoten in Reichweite sind einen Zugang zum Freifunk-Netz zu bekommen, betreiben die Freifunk Communities VPN-Gateways. Isolierte Knoten können so über den privaten Internetzugang des Knoten-Betreibers eine verschlüsselte VPN-Verbindung zum restlichen Freifunk-Netz herstellen. Vom VPN-Gateway aus kann – über eine Verbindung ins Ausland – auch das Internet erreicht werden. Auf diese Weise wird geschickt das rechtliche Problem der deutschen Störerhaftung umgangen.

Auf Freifunk-Routern läuft eine speziell angepasste Version der freien OpenWrt Firmware, namens Gluon. Gluon stellt dabei eine stark vereinfachte Web-Oberfläche bereit, welche zum Einrichten und Konfigurieren eines Freifunk-Knotens verwendet werden kann. Außerdem enthält Gluon einen Autoupdater, welcher den eigenen Freifunk-Knoten immer automatisch auf den aktuellen Softwarestand updatet. Für erfahrene Benutzer gibt es zusätzlich die Möglichkeit sich per SSH auf dem Router einzuloggen, um den vollen Funktionsumfang von OpenWrt auszunutzen.

Unterstützte Hardware

Durch die OpenWrt Basis der Freifunk Firmware “Gluon” gibt es eine breite Auswahl an unterstützen Routern. Zu den geläufigsten Modellen zählen Router der Firmen TP-Link und Ubiquiti Networks. Welche Router im einzelnen unterstützt werden erfährt man auf der Website der lokalen Freifunk-Community. Wegen eines sehr guten Preis-Leistungs-Verhältnisses (Preis < 20€) erfreut sich der Router "TP-Link TL-WR841N" zur Zeit sehr großer Beliebtheit.

Ubnt UniFi APIch habe mich für meinen ersten Freifunk-Knoten für das Modell “Ubiquiti UniFi AP Long Range” (Ubnt UAP-LR) entschieden. Dieser beitet eine sehr gute Reichweite von bis zu 180m, eine leichte Verkabelung dank Stromversorgung über das Netzwerkkabel und wird offiziell von meiner Freifunk-Community (Freifunk-München) unterstützt. Die Freifunk Installation und Konfiguration dieses Routers möchte ich im folgenden exemplarisch für “Freifunk-München” erläutern.

UniFi Router flashen

Nach dem Auspacken und Anschließen des UniFi AP ans lokale Heim-Netzwerk bekommt dieser per DHCP automatisch eine IP-Adresse zugewiesen (<UAP-IP>), welche in der Web-Oberfläche des privaten Internet-Routers (z.B. FritzBox) nachgeschaut werden kann. Mit einem Linux-Computer erfolgt die Installation der Freifunk Firmware (Gluon) auf dem UniFi AP danach in 3 einfachen Schritten:

  1. Via SSH in die original Software des UAP einloggen:
    ssh ubnt@<UAP-IP> #(Passwort: ubnt)
  2. UniFi Factory-Firmware der lokalen Freifunk-Community ins /tmp Verzeichnis des Routers downloaden, z.B.:
    cd /tmp
    wget http://firmware.ffmuc.net/stable/factory/gluon-ffmuc-v2015.2-ubiquiti-unifi.bin
  3. Freifunk-Firmware auf den Router flashen:
    fwupdate.real -m gluon-ffmuc-v2015.2-ubiquiti-unifi.bin -d

Nachdem das Kommando ‘fwupdate.real’ erfolgreich ausgeführt wurde, gibt es das Wort “Done” aus und der Router kann vom Strom-/Netzwerkkabel und vom Heim-Netzwerk (am PoE-Adapter) getrennt werden. (Quelle)

UniFi Router konfigurieren

Anstelle vom Heim-Netzwerk (z.B. FritzBox) sollte der Router jetzt direkt mit dem eigenen Computer verbunden werden. Nachdem das Strom-/Netzwerkkabel wieder angesteckt wurde startet der UniFi AP die neu installierte Freifunk-Firmware im Setup/Config-Mode. Alternativ erreicht man den Config-Mode durch drücken der Reset-Taste für ca. 3 Sekunden. Den Config-Mode kann man daran erkennen, dass die grüne LED des Routers blinkt (ca. 1x pro Sekunde).

Gluon Web UIIm Config-Mode hat der UAP die IP-Adresse 192.168.1.1 und betreibt einen DHCP-Server, so dass der eigene Computer automatisch eine IP-Adresse aus dem Bereich 192.168.1.x/24 zugewiesen bekommen sollte. Alternativ kann dem eigenen Computer auch manuell eine IP-Adresse aus diesem Bereich gegeben werden (z.B. 192.168.1.100). Steht die Verbindung zwischen Computer und Router, kann die Gluon Web-Oberfläche auf http://192.168.1.1 erreicht werden.

Die Gluon Web-Oberfläche stellt verschiedene Felder zum Konfigurieren des Knoten bereit (Name, Kontakt, Geo-Koordinaten, Bandbreitenlimitierung, …) und ist weitgehend selbsterklärend. Nach abschließen der Konfiguration muss der Router nochmals neu gestartet werden. Auch kann er nun wieder mit dem lokalen Heim-Netzwerk verbunden werden, so dass er ggf. übers Internet eine Verbindung zum Freifunk-VPN-Gateway herstellen kann. Der Router startet nun in den Normal-Mode: Die grüne LED leuchtet dauerhaft.

Für erfahrene Benutzer gibt es zusätzlich zum Normal-Mode und Config-Mode auch noch den Failsafe-Mode. Dieser kann erreicht werden wenn im Bootvorgang des Routers mehrfach die Reset-Taste gedrückt wird. Im Failsafe-Mode blinkt die grüne LED sehr schnell (schneller als 1x pro Sekunde). In diesem Modus sind alle Services deaktiviert und der Router ist nur per Telnet/SSH auf 192.168.1.1 zu erreichen.
(Quelle 1, Quelle 2, Quelle 3)

Viel Spaß mit eurem eigenen Freifunk-Knoten!

OpenPhoenux Hard- & Software Workshop 2014

Soon this year’s OpenPhoenux Hard- & Software Workshop (OHSW) will take place in Garching (near Munich) at the TUM Campus in Garching. There will be a lot of intetresting topics to discuss and people to meet. Make sure to drop by if you find some time!

The agenda and further details are now available online:

   
 

What’s New in the Linux Network Stack?

Recently, I attented a seminar at university and created a paper named “What’s New in the Linux Network Stack?”. As the content of my paper might be of interest to some people in the community, I decided to publish it here.

Abstract
In this paper, interesting features of the Linux kernel’s network stack are analyzed, which were introduced during the development cycles from Linux v3.7 to Linux v3.16. Special attention is given to the low-latency device polling, introduced in Linux v3.11, the netfilter’s SYNPROXY target, introduced in Linux v3.12 and the new Nftables framework, introduced in Linux v3.13. At the end a trend is presented, which shows the direction in which the Linux network stack is evolving.

What's New in the Linux Network Stack

Download

Feel free to study, improve and build upon my work as desired! Feedback is welcome.

Update: This paper is now formally released in the “Proceedings of the Seminars Future Internet (FI) and Innovative Internet Technologies and Mobile Communications (IITM)”, which can be found here: DOI: 10.2313/NET-2015-03-1

Introducing OpenPhoenux Neo900

openphoenux-logoThe latest device in the OpenPhoenux open hardware familiy is the Neo900, the first true successor to the Nokia N900. The Neo900 is a joint project of the Openmoko veteran Jörg Reisenweber and the creators of the GTA04/Letux2804 open hardware smartphone at Golden Delicious Computers. Furthermore, it is supported by the N900 Maemo5/Fremantle community, the Openmoko community and the OpenPhoenux community, who are working together to get closer to their common goal of providing an open hardware smartphone, which is able to run 100% free and open source software, while being independent of any big hardware manufacturer.

OpenPhoenux Neo900

OpenPhoenux Neo900


With the big ecosystem of free and open Maemo5/Fermantle applications, the hacker friendly N900, which provides an excelent hardware keyboard, the variety of free operating systems of the Openmoko community (SHR, QtMoko, Replicant, …) and the experience in designing and producing open hardware devices of the OpenPhoenux community (e.g. GTA04), they want to bring the best of all worlds together in one single device, the Neo900.

The Neo900 is meant to be an upgraded N900, with a newly designed and more powerfull motherboard, which is based upon the existing and tested OpenPhoenux GTA04 design. Together with the nice housing of the N900 (e.g. slider, hardware keyboard, big screen, …), this is trying to get “the hackers most beloved device”. In the same spirit of the OpenPhoenux community, which created unique cases for their GTA04 devices out of aluminium, wood or 3D printing, there is also an effort to build an aluminium housing for the N900, which might lead to personalized and self-produced cases for the Neo900 in the future and thus the independence of spare parts of N900 smartphones.

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Due to the fact that the Neo900’s new motherboard is very similar to the GTA04, it is possible to reuse most of the low level software stack like development tools, the Bootloader and the Linux Kernel from the GTA04 project, with just minor modifications applied. This will speed up the software development process of this new open hardware platform a lot!

To fund the development and prototyping of this new open hardware device, which is made in Germany, a crowdfunding campain has been started a few days ago, in order to collect 25.000€ (which is by now already halfway reached!). Depending on the outcome of this fundraising the project might be able to provide better hardware specs than the following minimum keyfeature set:

  • TI DM3730 CPU (OMAP3 ARM Cortex A8) with 1+ GHz
  • 512+ MB RAM, 1+ GB NAND flash, 32+ GB eMMC, Micro-SD-Reader
  • 3.75G module for UMTS/CDMA; 4G (LTE) optional
  • USB 2.0 OTG High Speed
  • GPS, WLAN, Bluetooth
  • Accelerometer, barometric Altimeter, Magnetometer, Gyroscope
  • support of N900 camera module

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If you want to see the N900 to live on, help the independet open hardware community to succeed, or are looking for a new, hacker friendly smartphone, you should consider to support the fundraising with a donation. If you donate 100€ or more, your donation will also serve as a rebate for a finished device, once they are ready.

[Update 2013-11-04] The goal of 25.000€ is now reached, less than a week after the fundraiser started! Thanks to everybody who donated and spread the word and thus helped to make that happen. If you want to qualify for the rebate on the finished device, it is still possible to donate.

Let the OpenPhoenux fly on!

Youtube

Determining Interaction Geometry with Ultrasound Sensors

Just recently I finalized my Bachelor’s Thesis in Computer Science at the Technical University of Munich. The thesis is licensed under the Creative Commons CC-BY-SA 3.0 Unported license and is now available for download.

Abstract
In this thesis I present an ultrasound tracking system, which works infrastructure less and is based on mobile phones. I present the software and hardware, which is needed for this system to work. Then I describe the experiment I conducted to collect data of the system’s performance. Afterwards, this data gets evaluated in a way that it is compared to a high precision reference data set, which was already used to determine interaction geometry. Next, I discuss the system’s and experiment’s limitations and suggest some concrete improvements. Finally I conclude on the possibilities to determine interaction geometry, using the data my ultrasonic tracking system is able to collect and propose some future work in this area.

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Download

The corresponding software is licensed under the MIT license and is available for download as well: software.tar.bz2

Feel free to study, improve and build upon my work as desired! Feedback is welcome.