Anschluss eines WLAN-Routers an ein existierendes kleines kabelgebundenes LAN

Im folgenden wird beschrieben, wie an ein existierendes kabelgebundenes LAN mit Verbindung via Router ins Internet ein WLAN-Router angeschlossen wird.

Prinzipiell kann man den vorhandenen Router einfach durch den WLAN-Router ersetzen. Dies wollte ich aber nicht, denn ich möchte das WLAN nur eingeschaltet haben, wenn ich es auch benutzen will. Mein WLAN-Router erlaubt zwar, per Web Administration das WLAN-Teil des Routers abzuschalten, dies ist aber aufwendig. Daher wollte ich den WLAN-Router einfach per Ein/Aus-Schalter abschalten können. Dann kann er aber nicht den vorhandenen Kabelrouter (den ich nie abschalte) ersetzen. Somit muss man zwei Router in einem LAN unterbringen. Dies erfordert eine spezielle Router-Konfiguration.

Im folgenden ist die Ausgangssituation beschrieben (rein kabelgebundenes LAN) und die Erweiterung des LANs um den WLAN-Router.

Ausgangssituation

Der kabelgebundene DSL Router hat nur einen LAN-Ausgang. Dieser ist mit einem Switch verbunden. Am Switch hängen PC, Drucker und evtl. ein Notebook.

Der DSL Router ist ein Fritz!Box SL von AVM, der Switch ein Longshine 100/10 Mbit 8-fach Switch mit Auto-MDI (LCS 883R SW 800M+). Auto-MDI bedeutet, dass man in jedes Port beliebig normale und Crossover-LAN Kabel stecken kann. Der Drucker ist ein netzwerkfähiger HP Laserjet 2100 mit 10 Mbit LAN-Karte. PC und Notebook haben jeweils 100MBit LAN-Karten.

Das vom Router gebildete LAN hat die IP-Adresse 192.168.178.*. Der Router selbst ist in seinem LAN unter 192.168.178.1 sichtbar. DHCP ist eingeschaltet. Der Drucker ist auf fixe IP-Adresse gestellt, so dass er im Netz unter einer festen Adresse gefunden werden kann.

Netz mit integriertem WLAN-Router

Das oben beschriebene Netz wurde erweitert um den WLAN Router. Die Konfiguration des vorhandenen Netzes und des DSL Routers muss dazu nicht verändert werden.

Der WLAN Router wird mit seinem LAN-Anschluss (!) an den Switch angeschlossen. Der DSL-seitige Anschluss (“WAN-Anschluss”) dieses Routers wird nicht benutzt. Der WLAN wird nun auf feste IP-Adresse konfiguriert und eine solche eingegeben. Diese muss aus dem vom kabelgebundenen DSL Router aufgebauten Netz kommen, z.B. 192.168.178.2. Der DHCP Server auf den WLAN-Router muss abgeschaltet werden, es kann nur einen DHCP-Server in einem LAN geben. Das WLAN wird nach “üblichem” Vorgehen konfiguriert. Am Beispiel sind also folgende Werte einzugeben:

  • WLAN Router LAN Adresse: 192.168.178.2
  • WLAN Router LAN IP Mask: die Maske des DSL Routers nehmen
  • WLAN DHCP Server : aus

Danach am besten alle Geräte abschalten und wieder einschalten, so dass aktuelle IP-Adressen vergeben werden können. Wenn Probleme auftauchen, kann man das Problem eingrenzen. Dazu versuchen, ob man vom Notebook an den WLAN-Router kommt (mittels ping oder Aufruf des Admin Web Servers des WLAN Routers). Wenn das schon nicht geht, ist das WLAN falsch konfiguriert. Danach den DSL Router anpingen oder dessen Admin Web Server aufrufen. Wenn das nicht geht, muss die LAN-Einstellung des WLAN-Routers verkehrt sein.

Danach eine Internet Adresse anpingen. Wenn dies nicht geht, muss ein Problem im DSL Router vorliegen. Dieser sollte so eingestellt sein, dass er automatisch eine Internet-Verbindung aufbaut.

Security-Einstellung des WLANs

Falls man sich aussuchen kann, was die WLAN-Geräte leisten (z.B. Beim Neukauf), sollte man folgendes wählen. Kurz gesagt sollte man ein Gerät mit dem besten im Homebereich bezahlbaren Security-Protokoll kaufen, das am Markt angeboten wird. Standards sind WPA2, WPA und WEP.

WLAN Router sollte WPA2 können, mindestens aber WPA. Das veraltete WEP ist relativ einfach zu knacken. WPA/WPA2 ist relativ schwer zu knacken. Die Geschwindigkeit sollte nicht unter 54 Mbit/s betragen (Es gibt auch 11MBit, 108MBit und 152MBit-Geräte).

Die WLAN-Karte fürs Notebook sollte zum Router passen, also auch WPA2, mindestens aber WPA beherrschen etc.

Zu WPA/WPA2 ist zu sagen, dass nur Windows XP dieses Verfahren out-of-the-box beherrscht. Andere Windows Versionen können mit einem freien Tool (Windows Security Guard) WPA/WPA2 fähig gemacht werden. Achtung, das Tool selbst kostet Geld, darin sind aber Treiber enthalten, die kostenlos genutzt werden können.

Bei der Konfiguration des WLAN-Routers empfiehlt sich bei WPA oder WPA2 einen möglichst langen Schlüssel zu verwenden. Dieser sollte am besten aus zufällig gewählten ASCII-Zeichen bestehen und auch Sonderzeichen enthalten. Der Schlüssel ist sowohl auf dem Router als auch auf dem Notebook (Konfiguration WLAN Karte) einzugeben.

Außerdem kann man den WLAN Router so konfigurieren, dass er nur festgelegten Geräten eine Einwahl erlaubt. Dies wird über die MAC-Adresse festgelegt. Da ich nur ein WLAN-Gerät habe, habe ich auch nur genau dies in der Konfiguration des WLAN-Routers angegeben. Es kann sich auf diese Art kein weiteres Gerät ins Netz einwählen.

Preise: Einen WPA2-fähigen WLAN-Router bekommt man für 50-150 Euro, je nach Ausstattung und Hersteller. Eine WPA-fähige WLAN-Karte für 20-60 Euro. Der erwähnte Switch ist für weniger als 20 Euro erhältlich.

Geschwindigkeit

Im selben Zimmer, ca 2 Meter Abstand zwischen Rechner und Router:

Bei FTP-Übertragung von 330 Mbyte: 2,25MByte/s also 18MBit/s

In anderen Zimmer, dieselbe Datei wird nochmals übertragen.

1 Zwischenwand, ca. 12 Meter Abstand: 1,53 MByte/s, also 12 Mbit/s.

Gigabit-Netzwerk mit Linux

Dies ist ein historischer Artikel von ca 2010.

Ein Upgrade auf Gigabit-Ethernet mit Linux gestaltet sich sehr einfach.

Ich habe folgende Geräte umgestellt:

  • OpenSuse 10.2 auf ASRock P4V88 Board mit Pentium 4 Prescott 3Ghz und internem LAN-Karte 100MBit/s
  • OpenSuse 10.0 auf IBM Netvista PC mit Pentium 4 Northwood 2,26 Ghz und internem LAN 100 MBit/s
  • knoppmyth Linux mit mythtv auf Siemens Scovery XS Mini-PC mit Pentium 3 866Mhz und internem LAN 100 MBit/s

Was benötigt man?

  1. Von Linux unterstützte Gigabit-Netzwerkkarten. Ich habe irgendwelche genommen, die den RealTek Chip RTL8169 nutzen. Hierfür hat Linux Treiber im Kernel.
  2. Gigabit Switch
  3. Kabel, die Gigabit-Ethernet transportieren sollen, müssen Cat 5e oder höher haben.

Zu der Norm „Cat x“ gibt es bei Wikipedia gute Infos. Hier eine knappe Zusammenfassung:

Norm Betriebsfrequenz [Mhz] Max. Übertragungsrate
full duplex/half duplex [MBit/s]
Max. Kabellänge [m] Genutzte Adernpaare Übertragungsrate pro Adernpaar [MBaud]
Cat 5 100 ?/100 100 2 50
Cat 5e (auch 5+) 100 250/500 100 4 250
6 250 500/1000 100 4 250
6a 500 ?/10000 100 4 ?
7 600 ?/10000 100 4 ?

Ich habe ein Cat 5-Kabel probiert, der Switch hat damit aber nur 100MBit angeboten. Mit Cat 5e-Kabeln ging es dann. Alle Kabel haben übrigens dieselben Stecker, erst bei Cat 7 werden andere Stecker verwendet (die allerdings kompatibel zu den alten sind, d.h ein Cat 7-Stecker passt auch in eine alte Buchse).

RJ45 Stecker
Ein RJ45 Stecker an einem Cat5-Kabel

 

Besonderheiten, die zu beachten sind:

  • 1000 MBit/s entsprechen 125MByte/s. Der PCI-Bus des PCs kann diese Transferrate geschwindigkeitsmässig nicht bedienen, d.h. man wird die theoretischen 1000 MBit mit PCI nicht erreichen. Desweiteren sind übliche Platten mit 50-80MByte/s ebenfalls deutlich unter der theoretisch möglichen Geschwindigkeit des Netzes. Unabhängig davon wird man aber Transferraten erreichen, die deutlich über denen eines 100MBit-Netzes sind (siehe weiter unten).
  • Es braucht keine Crossover-Karten mehr, da alle Gigabit-Switches schon Auto-MDX beherrschen
  • Eine Mischung 10/100/1000 Geräte am selben Switch ist kein Problem, alle laufen mit der höchsten Geschwindigkeit

Die Umstellung

Ich habe die Linux-Rechner vor dem Hardware-Tausch hochgefahren und im BIOS die interne LAN-Karte disabled, um  Konflikte zu vermeiden. Nach dem Herunterfahren wurden die Karten ausgetauscht.

Gigabit Ethernet-Karte mit Realtek 8169 Chip (Links eine Boot-PROM-Fassung)
Gigabit Ethernet-Karte mit Realtek 8169 Chip
für den PCI-Bus (Links eine Boot-PROM-Fassung)

Nach dem Hochfahren ist erwartungsgemäß kein Netzbetrieb mehr möglich, denn die bekannte Netzkarte wurde deaktiviert, die neue Karte wurde noch nicht konfiguriert. Trotz disablen der onboard-Karte hat der Kernel auf allen PCs die Karte bemerkt.
Startet man auf den OpenSuse Rechnern Yast und geht dort in den Bereich Netzwerkgeräte -> Netzwerkkarte, wird dort neben der alten nun auch die neue Karte angezeigt. Diese kann dann einfach mittels Bearbeiten konfiguriert werden. Vorher habe ich aber noch die alte Karte bearbeitet, deren Netzwerkadresse geändert (die neue Karte soll die alte IP-Adresse übernehmen) und die Aktivierung der alten Karte auf „manuell“ umgestellt. Für die neue Karte sind die typischen Dinge (eigene IP-Adresse, Netzmaske, DNS-Server, Default-Gateway) einzustellen. Yast beenden und die neue Karte funktioniert. Bei mir wurde die neue Karte als „eth1“ eingebunden.

Transferraten von Gigabit Ethernet

Um Gigabit Ethernet auszureizen, benötigt der PC RAID-Systeme und eine schnellere Anbindung des Plattenzugriffs an die Netzwerkkarte als es PCI bieten kann. Mit einem Wald-und-Wiesen-PC wie ich ihn habe, kann man nur ein Bruchteil der möglichen Leistung erreichen.

2008: Mit dem Gigabit Ethernet ergeben sich beim Transfer deutlich höhere Werte als mit dem 100MBit-Netzwerk. Bei ersten Messungen kam ich auf ca. 230MBit/s. Die interne Plattengeschwindigkeit wird nicht erreicht. Trotzdem werden Daten fast Faktor 4 schneller übertragen. Es macht einen deutlichen Unterschied, 1 Minute statt 4 Minuten auf die Übertragung einer 4GByte Video-Datei zu warten.

2012 wurde die Messung mit neueren Geräten wiederholt und dabei 65MByte/s erreicht, mit 517MBit/s immerhin rund die Hälfte der theoretisch möglichen Geschwindigkeit.

Jahr der messung Medium Quelle Medium Ziel Verbindungstechnik Volumen
[MByte]
Übertragungs-
dauer [s]
Transferrate
[MByte/s]
2008 interne SATA-1
Linux ext3 Quellrechner: Pentium 4 3Ghz, 2GByte RAM, OpenSuse 10.2
externe HD via NFS
Linux ext3 Zielrechner: Pentium 4 2,26 Ghz, 1GByte RAM, OpenSuse 10.0
Switch: TP-Link TL-SG 1008D
Netzwerkkarten: LogiLink Gigabit Ethernet PCI Adapter – Giga LAN Card
Gigabit Ethernet 2672 97 27,3
2012 interne SATA-2
Linux ext4
Quellrechner:
Quadcore Q6600 2,4Ghz, 6GByte RAM, OpenSuse 12.1
Built in LAN Karte (Gigabyte Board)
externer PC via NFS, Linux ext4

Zielrechner:
Prentium 4,  2,4Ghz, 2GByte RAM, OpenSuse 12.1

Netzwerkkarten: LogiLink Gigabit Ethernet PCI Adapter – Giga LAN Card

Gigabit Ethernet 9500 147 64,6