Wi-Fi mesh na OpenWrt: konfiguracja i topologia

Konfiguracja sieci Wi-Fi mesh w OpenWrt: od topologii do ustawień

Sieci Wi-Fi mesh w OpenWrt wykorzystują protokół 802.11s do tworzenia samoorganizujących się struktur. Każdy węzeł działa jako przekaźnik, zapewniając routing ruchu przez optymalne ścieżki. Różni się to od repeaterów: w mesh dane przesyłane są tylko po potrzebnej trasie, minimalizując obciążenie.

Topologia fizyczna określa rozmieszczenie urządzeń, logiczna – trasy pakietów. Kluczowe typy:

• Magistrala: połączenie szeregowe, oszczędza kabel, ale przerwanie segmentuje sieć.
• Pierścień: zamknięta magistrala, odporna na pojedynczą awarię.
• Gwiazda: każdy węzeł do centrum, izoluje awarie, ale wymaga dużo kabla.
• Mesh: wielokrotne połączenia, samonaprawa dzięki alternatywnym ścieżkom.

W bezprzewodowym mesh łączy się mesh na poziomie L2 między węzłami i gwiazda dla klientów. Bękhaul – bezprzewodowa magistrala między routerami.

Projektowanie rozmieszczenia węzłów

Geometria jest ważniejsza niż moc nadajnika. Jeśli wszystkie węzły widzą się nawzajem, powstają interferencje: węzły konkurują o eter według zasady CSMA/CA, redukując przepustowość do minimum (efekt "Mesh of Death").

Optymalne zasady rozmieszczenia:

• Każdy router widzi dokładnie dwóch sąsiadów – maksimum eteru, topologia magistrali.
• Zamykaj w pierścień dla odporności na awarie i równoważenia.
• W kluczowych punktach dodawaj trzeciego sąsiada dla redundancji.

Przykłady:

• 2 węzły: dowolne rozmieszczenie.
• 3 węzły: router WAN w centrum.
• 4 węzły: w wydłużonym pomieszczeniu – liniowo z WAN na 2./3.; w przeciwnym razie pierwszy widzi 2. i 3., one – 4.

Narysuj schemat przed instalacją, uwzględniając ściany i zakłócenia.

Teoria 802.11s i różnice od multi-AP

Mesh (802.11s) – to nie tylko SSID na wielu punktach. Węzły wymieniają ramki sterujące do wykrywania, routingu (HWMP) i metryk. Obsługuje ruch wieloprzeskokowy.

Różnice od systemów kontrolerowych (np. CAPWAP):

• Samoorganizacja bez węzła centralnego.
• Automatyczna rekonfiguracja przy awariach.
• Lokalny routing ruchu.

W OpenWrt mesh konfiguruje się w /etc/config/wireless przez sekcje wifi-device i wifi-iface z opcją mesh_id.

Podstawowa konfiguracja mesh w OpenWrt

Na głównym węźle (gateway):

config wifi-device 'radio0'
    option type 'mac80211'
    option channel '36'
    option hwmode '11a'
    option path 'pci0000:00/0000:00:00.0'
    option htmode 'HT80'
    option country 'PL'

config wifi-iface 'mesh_backhaul'
    option device 'radio0'
    option network 'lan'
    option mode 'mesh'
    option mesh_id 'my_mesh_net'
    option encryption 'sae'
    option key 'mesh_password'
    option mesh_fwding '1'

Na węzłach leaf analogicznie, ale bez WAN. Wszystkie węzły w tej samej mesh_id.

Dla klienta:

config wifi-iface 'ap_client'
    option device 'radio1'
    option mode 'ap'
    option ssid 'ClientSSID'
    option encryption 'psk2'
    option key 'clientpass'
    option network 'lan'

Rozdziel radio: jedno dla bękhaulu (5 GHz), drugie dla klientów (2.4 GHz).

Roaming i optymalizacja parametrów

Bezproblemowy roaming wymaga 802.11r/k/v. W OpenWrt:

• option ft_psk_generate_local 1 dla FT.
• option ieee80211r '1'.
• option mobility_domain 'abcd' na wszystkich AP.

Kluczowe parametry:

• option max_neightbours 32 – limit sąsiadów.
• option mesh_rssi_threshold 0 – próg wykrywania.
• option metric_mode 'default' – wybór ścieżki (airtime).

Testuj RSSI: cel -20..-60 dBm dla bękhaulu.

Skalowanie i monitorowanie

Sieci >10 węzłów wymagają VLAN dla bękhaulu, QoS (cake/sqm). Monitorowanie: batman-adv na mesh lub statystyki LuCI.

Problemy i rozwiązania:

• Niska prędkość – zmniejsz sąsiadów, optymalizuj kanały.
• Awarie – sprawdź topologię pierścieniową.
• Przegrzanie – dual-radio, wentylacja.

Co jest ważne:

• Rozmieszczaj węzły według zasady "2 sąsiadów" dla efektywności eteru.
• Używaj topologii pierścieniowej dla odporności na awarie.
• Rozdzielaj radio: 5 GHz bękhaul, 2.4 GHz klienci.
• Włączaj 802.11r dla płynnego roamingu.
• Monitoruj RSSI i airtime dla optymalizacji.

— Editorial Team