OpenWRT im HRZ. Dipl.-Ing. Ulrich Jaksch

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1 OpenWRT im HRZ Dipl.-Ing. Ulrich Jaksch

2 Inhalt Linksys WRT54G v2.0 OpenWRT WLan-Bridge / WLan-NAT-Router WLan-Bridge VPN/WEB WLan-NAT-Router 802.1X Netzwerk Analyse: Kismet Netzwerk Analyse: NFS+tcpdump Stadtweites HS-WLan in Mittweida DFN Betriebstagung: Forum Mobile-IT 2

3 Linksys WRT54G v G-Linux-Accesspoint preiswert, etwa 60 Quellen, Cross-Compiler, Tools und Anleitung von Linksys veröffentlicht (GPL) WLan-Treiber als Bin-Module Alternative Firmware Products Access Points,.. WRT54G DFN Betriebstagung: Forum Mobile-IT 3

4 Linksys WRT54G v MHz MIPS Prozessor (Broadcom) integrierte WLan-DSP Z.Z. nur 1 SSID gleichzeitig, daher als AP für DFN-Roaming nicht optimal 16MByte RAM; 4MByte Flash Gemeinsame oder getrennte Sendeund Empfangsantenne möglich 4 Port FastEthernet-Switch - LAN 1 FastEthernet-Interface - WAN 2 Serielle Ports (3.3V) z.b. für serielle System-Console: 1 JTAG-Port für Flash-Rettung PoE nur mit externen Splitter DFN Betriebstagung: Forum Mobile-IT 4

5 OpenWRT benutzt von Linksys gepatchten Linux-Kernel jffs Flash-Filesystem ~1,5MByte bleibt bei Reboot erhalten Dateien meist symlink ins ROM-FS viele Parameter (IP-Addr, WIFI,..) im NVRAM gespeichert nvram show # Paketbasiert Programme mit ipkg nachinstallierbar Shell-System; WEB-Interface zusätzlich möglich Mittlerweile für verschiedene Linux-APs verfügbar DFN Betriebstagung: Forum Mobile-IT 5

6 OpenWRT Download des buildroot aus dem CVS cvs login cvs co buildroot Übersetzen der Firmware und Download aktueller Quellen cd buildroot make Anpassung verschiedener Scripts /usr/sbin/ifup (Broadcast-Variable) /etc/init.d/s10boot (Antennenparameter: txpwr, txant) DFN Betriebstagung: Forum Mobile-IT 6

7 OpenWRT Integration zusätzlicher Pakete dropbear 0.41 (ssh demon) kismet (kismet_drone) tcpdump, libpthread, libpcap kmod_nfs_ olsrd interface-wrt_0.72 (Weboberfläche für OpenWRT) wl 1.0 Pakete für alternatives Image (z.z. in Entwicklung) dropbear 0.41 (ssh demon) wpa-supplicant_0.3.8 wl_ DFN Betriebstagung: Forum Mobile-IT 7

8 OpenWRT Installation Firmware wget Login: admin/admin LinkSYS-Firmware Administration Firmware Upgrade openwrt-g-code.bin # Wenn flashen beendet (DMZ-LED beachten, # geht erst an und kurz danach wieder aus) telnet nvram set boot_wait=on nvram commit firstboot # fehlende Links erzeugen passwd reboot ssh DFN Betriebstagung: Forum Mobile-IT 8

9 OpenWRT Update mittels tftp # Vorher: nvram set boot_wait=on ; nvram commit setzen!!! # Innerhalb 3 Sekunden, nach Einschalten des WRT54G tftp tftp> binary tftp> trace tftp> put openwrt-g-code.bin root.bin # Wenn flashen beendet (DMZ-LED beachten, # geht erst an und kurz danach wieder aus): telnet nvram set boot_wait=on nvram commit firstboot # fehlende Links erzeugen passwd reboot ssh DFN Betriebstagung: Forum Mobile-IT 9

10 OpenWRT Failboot: Falls IP-Konfiguration vergessen/unbekannt: WRT54G ausschalten RESET-Button drücken und halten Einschalten und dabei RESET-Button mindestens 30 Sekunden halten telnet nvram boot_wait=on nvram commit firstboot # jffs formatieren + mounten; Links anlegen.. Achtung! Default-Einstellung der für spätere Updates wichtigen boot_wait-variable ist falsch!!! Default-IP-Lan = / DFN Betriebstagung: Forum Mobile-IT 10

11 WLan-Bridge / WLan-NAT-Router Wünsche im HRZ Anbindung von Endgeräten ohne WLan-Interface oder ext. Antenne Anbindung von Endgeräten ohne https-, vpn- oder 802.1X-Client Ausleihbares Gerät für Messen, Vorführungen, Möglichkeiten des WRT54 + OpenWRT WLan-Interface: Client-Modus 802.1X-Client: wpa_supplicant (EAP/TTLS) Lan-Anbindung: Bridge (L2) oder NAT-Router (L3) Mobile Stromversorgung: 12V; 1A (z.b. Autobatterie+Solar-Panel) DFN Betriebstagung: Forum Mobile-IT 11

12 WLan-Bridge / WLan-NAT-Router WLan VPN/WEB L2 offen - keine WLan-Authentisierung IP-Adresse über DHCP Authentisierung über WEB (DFN-Roaming) oder VPN (Local) Accounting: Login mit IP-Adresse WLan-Bridge: verbindet im L2 WLan-Interface mit 4Port Lan-Switch jeder Nutzer erhält seine IP-Adresse über DHCP jeder Nutzer authentisiert sich mit seinem Login keine Einschränkung durch NAT trotz WLan-Bridge nutzerabhängiges Accounting DFN Betriebstagung: Forum Mobile-IT 12

13 WLan-Bridge VPN/WEB # Deaktivieren des dhcp-,telnet-,http-, olsr-servers und der Firewallscripte cd /etc/init.d ls al S* mv S50dnsmasq x50dnsmasq # Enthält eigenen DHCP-Server!!! mv S50telnet x50telnet mv S50httpd x50httpd mv S53olsrd x53olsrd mv S45firewall x45firewall mv S45firewall2 x45firewall2 # Bridge über WLAN- und LAN-Interface nvram set lan_ifname=br0 nvram set lan_ifnames="vlan0 eth DFN Betriebstagung: Forum Mobile-IT 13

14 WLan-Bridge VPN/WEB # Admin-Zugang über SSH: IP-Konfiguration Lan nvram set lan_proto=static nvram set lan_ipaddr= nvram set lan_netmask= nvram set lan_broadcast= nvram unset static_route # Deaktivieren IP-Konfiguration WLan nvram unset wifi_ifname nvram unset wifi_proto nvram unset wifi_ipaddr nvram unset wifi_netmask nvram unset wifi_broadcast DFN Betriebstagung: Forum Mobile-IT 14

15 WLan-Bridge VPN/WEB # Aktivieren des Client Modes und SSID setzen nvram set wl0_mode=wet nvram set wl0_infra=1 nvram set wl0_ssid= VPN/WEB nvram set wl0_wep=off # Speichern und Neustart nvram commit reboot wl dump wl scan wl scanresults # Kontrolle WL-Einstellung # DFN-Roaming-AP in der Nähe? DFN Betriebstagung: Forum Mobile-IT 15

16 WLan-Bridge / WLan-NAT-Router WLan 802.1X L2 geschlossen WLan-Authentisierung mit 802.1X (EAP/TTLS) Accounting: Login ohne IP-Adresse IP-Adresse über DHCP WLan-Bridge: ein Nutzer authentisiert WLan-Zugang durch Lan-WLan-Bridge mehrere Nutzer anschließbar angeschlossene Nutzer erhalten IP-Adresse über DHCP keine Nutzer bezogenen IP-Adressen möglich!!!??? DFN Betriebstagung: Forum Mobile-IT 16

17 WLan-Bridge / WLan-NAT-Router WLan 802.1X und Nutzer bezogene IP-Adressen: Einschränkung am AP: Nur 1 MAC pro Authentisierung! Accounting: Login mit MAC-Adresse (Calling-Station-Id) DHCP-Logfile: IP-Adresse mit authentisierter MAC-Adresse An WLan-Bridge 802.1X nur ein Nutzer möglich. Sinnvoll? Mehrere Nutzer mittels WLan-NAT-Router. Durch NAT nicht alle Netz-Programme von allen Endgeräten gleichzeitig nutzbar (VPN, Skype,..) DFN Betriebstagung: Forum Mobile-IT 17

18 WLan-NAT-Router 802.1X WRT54G + OpenWRT? wpa_supplicant verfügbar, funktioniert aber noch nicht (EAP/TTLS) Linux-Notebook mit 2 WLan-Karten: 1. WLan-Karte ath0 (Atheros madwifi ) für 802.1X -Zugang 2. WLan-Karte eth1 (Cisco Aironet) für OLSR/Ad-hoc -Netzwerk wpa_supplicant installieren: verwendbar als IEEE 802.1X Supplicant (EAP/TTLS) unterstützt nicht jede WLan-Karte (Support der Karten-Hersteller für Linux) DFN Betriebstagung: Forum Mobile-IT 18

19 WLan-NAT-Router 802.1X vi /etc/wpa_supplicant.conf ctrl_interface=/var/run/wpa_supplicant ctrl_interface_group=0 eapol_version=1 ap_scan=1 fast_reauth=1 network={ ssid="802.1x" scan_ssid=1 key_mgmt=ieee8021x eap=ttls password="********" ca_cert="/etc/cert/cacert.pem" phase2="auth=pap" eapol_flags=3 } DFN Betriebstagung: Forum Mobile-IT 19

20 WLan-NAT-Router 802.1X # Installation des Zertifikates: cd /etc/cert ; wget # Kernel Module laden: modprobe ath_pci modprobe wlan_wep modprobe wlan # 1. WLan-Karte ath0 initialisieren: ifconfig ath0 up iwconfig ath0 mode managed iwconfig ath0 essid 802.1X # wpa_supplicant starten: wpa_supplicant iath0 Dmadwifi c/etc/wpa_supplicant.conf B DFN Betriebstagung: Forum Mobile-IT 20

21 WLan-NAT-Router 802.1X # DHCP-Client für 1. WLan-Karte starten und beziehen der IP-Adresse dhcpcd ath0 # starten der NAT-Regel iptables t nat A POSTROUTING o ath0 j MASQUERADE # Administration der 2. WLan-Karte eth1 (Kernel-Module bereits geladen) ifconfig eth1 up iwconfig eth1 mode ad-hoc iwconfig eth1 essid 0xFF ifconfig eth netmask broadcast up olsrd 2>&1 1>>/var/log/olsrd.log & # Freier NAT-Zugang für das 10/8-Netz über ein 802.1X -Konto (siehe olsr-demo) DFN Betriebstagung: Forum Mobile-IT 21

22 Netzwerk Analyse: Kismet Kismet is an layer2 wireless network detector, sniffer, and intrusion detection system. Kismet will work with any wireless card which supports raw monitoring (rfmon) mode, and can sniff b, a, and g traffic. Kismet identifies networks by passively collecting packets and detecting standard named networks, detecting (and given time, decloaking) hidden networks, and infering the presence of nonbeaconing networks via data traffic. Demo: WRT54G als FunkFeuer2 konfiguriert. Zur Demo, bitte kein FTP verwenden!!! DFN Betriebstagung: Forum Mobile-IT 22

23 Netzwerk Analyse: Kismet kismet_drone Analyse mit Workstation ohne eigene WLan-Karte Einsatz leistungsfähiger WLan-Antennen gleichzeitig mehrere kismet_drone -APs möglich durch servername=ap-hostname Daten der kismet_drone zuordnen WRT54G mit ~1,5MB FS: keine lokale Datensammlung Datenübergabe an kismet_server kismet_server sammelt, filtert und speichert Scandaten der kismet_drone bei Mobile -Betrieb: Daten interner WLan-Karten mit GPS koppelbar DFN Betriebstagung: Forum Mobile-IT 23

24 Netzwerk Analyse: Kismet cd /etc mv kismet_drone.conf kismet_drone.conf.org cp kismet_drone.conf.org kismet_drone.conf vi kismet_drone.conf tcpport=3501 allowedhosts= /24, /8 maxclients=5 source=wrt54g,eth1,wrt54g channelhop=true channelvelocity=5 splitchannels=true defaultchannels=ieee80211b:1,7,13,2,8,3,9,4,10,5,11,6,12 defaultchannels=ieee80211g:1,7,13,2,8,3,9,4,10,5,11,6, DFN Betriebstagung: Forum Mobile-IT 24

25 Netzwerk Analyse: Kismet wl disassoc wl passive kismet_drone # Monitor Mode einschalten # kismet_drone starten vi /etc/kismet/kismet.conf source=kismet_drone, :3501,drone tcpport=2501 allowedhosts= logtypes=dump,.. # dump raw packet dump logtemplate=/home/kismet/%n-%d-%i.%l kismet_server # kismet_server bearbeitet Daten der kismet_drone DFN Betriebstagung: Forum Mobile-IT 25

26 Netzwerk Analyse: Kismet vi /etc/kismet/kismet_ui.conf kismet_client host=localhost:2501 columns=decay,name,info,type,channel,signal,quality,noise, \ packets,flags,wep,clients,ip,size clientcolumns=decay,type,mac,manuf,data,crypt,size,ip, \ signal,quality,noise Schneller Überblick: welche APs; welche Clients; Leistungsdaten Beacon-Info: Wo sehe ich welchen AP? DFN Betriebstagung: Forum Mobile-IT 26

27 Netzwerk Analyse: Kismet ls al /home/kismet/kismet-`date +%Y%m%d`-*.dump ethereal kann kismet-dump -File lesen Analyse des WLan-Verkehrs Filter: z.b. FTP-Authentisierung DFN-Roaming 802.1X - wenig Pakete sichtbar (Verwaltungspakete) - WEP-Key wird alle 5 Minuten gewechselt DFN Betriebstagung: Forum Mobile-IT 27

28 Netzwerk Analyse: NFS+tcpdump Echtzeitkontrolle des IP-Verkehrs: Welche Hosts versuchen Verbindungsaufbau? Erhalte ich zu viele TCP-SYN-Pakete? Funktionieren die Firewall-Regeln wie geplant? NFS nicht notwendig, aber FS ist für tcpdump.log-file zu klein (Z.B. nur mit OLSR-Broadcast in 2..3 Minuten voll!) ifconfig eth0: netmask up vi /etc/exports /home/wrt (rw,no_root_squash) exportfs a DFN Betriebstagung: Forum Mobile-IT 28

29 Netzwerk Analyse: NFS+tcpdump insmod sunrpc insmod lockd insmod nfs mount t nfs o nolock :/home/wrt /mnt tcpdump n p l i eth1 > /mnt/tcpdump.log # protokolliert ungepuffert IP-Verbindungsdaten des WLan-Interfaces tail f /home/wrt/tcpdump.log grep DFN Betriebstagung: Forum Mobile-IT 29

30 Stadtweites HS-WLan in Mittweida Motivation: Wie komme ich von Zuhause ins HS-Netzwerk? Kann man Veranstaltungen außerhalb der HS-Gebäude unterstützen? Gibt es eine preiswerte Anbindung von Außenstellen (über Tunnel)? Mittweida: Kleinstadt, hüglige Topologie, Gebäude mit max. 4 Stockwerken keine alternativen Netzwerke HS-Nutzer im freien WLan verwaltbar? VPN-Authentisierung (gleichzeitig Umsetzung der IP-Adresse) Frühjahr 2004: Erstes spontanes OLSR-Netz mit Freunden alternativer Betriebsysteme DFN Betriebstagung: Forum Mobile-IT 30

31 Stadtweites HS-WLan in Mittweida Metropolitan Area Networks -IEEE Point-to-MultiPoint Frequenzbereich 0,7..6 und GHz abwärts kompatibel zu ??? verfügbar??? Point-to-Point Frequenzbereich GHz bei Sichtverbindung bis 30 Kilometer??? (Erdkrümmung) nicht lizenz- und genehmigungsfrei??? nur Verbindung vorhandener (W)LANs DFN Betriebstagung: Forum Mobile-IT 31

32 Stadtweites HS-WLan in Mittweida Metropolitan Area Networks -IEEE falls verfügbar und für HS wirtschaftlich nutzbar: Ankopplung von Außenstellen Tunnel für Infrastrukur-WLans Praktische Alternative in der Gegenwart: WRT54G + OLSR / Ad-hoc DFN Betriebstagung: Forum Mobile-IT 32

33 Stadtweites HS-WLan in Mittweida Ad-hoc: Ein Ad-hoc-Netzwerk (ad hoc: lat. Wortsinn: zu diesem Zweck ) bezeichnet in der Informationstechnologie ein drahtloses Netzwerk zwischen zwei oder mehr mobilen Endgeräten, die ohne feste Infrastruktur auskommt. Um drei oder mehr Geräte ad-hoc sinnvoll zu vernetzen sind also zusätzlich Protokolle nötig, die ein Mobiles Ad-hoc-Netzwerk (MANET, auch Mesh Network) schaffen. MANETs werden zur Zeit hauptsächlich noch experimentell betrieben, es gibt aber erste Software- und Hardware-Produkte, wie beispielsweise kleine Router die mit OLSR arbeiten. Die Roaming-WLans VPN/WEB und 802.1X sind Infrastruktur-Netzwerke DFN Betriebstagung: Forum Mobile-IT 33

34 Stadtweites HS-WLan in Mittweida OLSR - Optimized Link State Routing protocol Routingprotokoll (L3!!!) für TCP/IP kein DHCP im OLSR/Ad-hoc-WLan möglich vollständige Netztopologie ist allen Routern bekannt Router sucht selbst kürzesten Weg zum Ziel Router sendet regelmäßig an Broadcast-Adresse (698/udp) seine direkten Nachbar-OLSR-Router und Verbindungsqualität bei Bedarf: statische Routen zu lokalen Netzen DFN Betriebstagung: Forum Mobile-IT 34

35 Stadtweites HS-WLan in Mittweida Planung IP-Netzwerk /8 OLSR-Backbone (8 Geräte je Nutzer): IP-Network: /13 Netmask: Broadcast: Nutzer m.w (jeder Nutzer eigenes C-Netz): (m=1..254; w= ~ Nutzer möglich) FunkFeuer m.w : m.w/13 bzw m.w/13 zugehörig lokales Netz: 10.m.w.0/24 - opt. RichtFunk-AP: m.w/13 bzw m.w/13 4 Mobile Knoten: m.w/ m.w/ DFN Betriebstagung: Forum Mobile-IT 35

36 Stadtweites HS-WLan in Mittweida IP-Routing Bsp.-Nutzer 8.15 und DFN Betriebstagung: Forum Mobile-IT 36

37 Stadtweites HS-WLan in Mittweida Arbeitsdokumentation: Optimal alle 3..6 Häuser: 1 FunkFeuer dbm Omniantenne: Verbindung in alle Richtungen möglich Außenantenne aufs Dach, muss aber nicht sein Kopplung mit T-DSL möglich, über statische Routen (Zellennutzung) Anbindung vpn.htwm.de über HNA4 { /29} Kopplung einzelner Zellen durch RichtFunk Gemeinsame Konfiguration: SSID= 0xFF ; Channel= 1 etwa pro Teilnehmer (je Antennenmarke); selbst finanziert DFN Betriebstagung: Forum Mobile-IT 37

38 Stadtweites HS-WLan in Mittweida Ausgabe OLSRD Aufbau VPN-Tunnel Ausgabe Route-Tabelle Verbindung zu DFN Betriebstagung: Forum Mobile-IT 38

39 Stadtweites HS-WLan in Mittweida Download DFN Betriebstagung: Forum Mobile-IT 39

40 Stadtweites HS-WLan in Mittweida OLSR-Demo: Wer macht mit??? Installation OLSR IP-Konfiguration DFN Betriebstagung: Forum Mobile-IT 40

41 Stadtweites HS-WLan in Mittweida Ausblick: WEB-Interface: bedarfs- und nutzergerechte Konfiguration für die 6 Typen:» FunkFeuer und RichtFunk mit/ohne lokalen Netzwerk» WLan-Bridge VPN/WEB» WLan-NAT-Router 802.1X (Mit anderer 802.1X -Methode?) Vorschläge zu Firewall-Regeln Hilfe zur gesetzeskonformen Antennenanbindung Kopplung vorhandener Zellen, Außenantennen auf HS-Gebäude Dokumentation mit den Nutzern??? wiki: Verbindet ein Netzwerk nur Rechner??? DFN Betriebstagung: Forum Mobile-IT 41

42 Die Antwort auf die Große Frage... lautet Zweiundvierzig, sagte Deep Thought mit unsagbarer Erhabenheit und Ruhe. Douglas Adams Per Anhalter durch die Galaxis Noch Fragen??? WLan-Dokumentation der HS Mittweida (FH): unsere FreeRadius-Config: Netzwerk WLan https://minic.htwm.de/index.php?id= DFN Betriebstagung: Forum Mobile-IT 42

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