Netzwerk

ℹ️Womo-Netz▶

Das Wohnmobil verfügt über ein eigenes lokales Netzwerk.

Dieses Netzwerk funktioniert grundsätzlich auch ohne Internetverbindung. Dadurch bleiben das Womo-Handbuch und die anderen lokalen Dienste des Raspberry Pi auch unterwegs ohne Mobilfunkverbindung erreichbar.

Für Gäste steht zusätzlich ein getrenntes WLAN zur Verfügung. Darüber kann ausschließlich auf das Womo-Handbuch zugegriffen werden.

Womo-Netz

Das interne Netzwerk des Wohnmobils verwendet den Adressbereich:

192.168.8.0/24

Der zentrale Netzwerkzugang wird durch den GL.iNet GL-AR300M16-Ext bereitgestellt.

Der Router besitzt im Womo-Netz die Adresse:

192.168.8.1

Geräte können entweder über LAN oder über das interne WLAN

tsg_bobil

mit dem Womo-Netz verbunden werden.

ℹ️LAN und WLAN▶

LAN und das interne WLAN tsg_bobil sind keine getrennten Netzwerke.

Beide gehören zum lokalen Womo-Netz 192.168.8.0/24.

LAN bezeichnet die kabelgebundene Verbindung über Ethernet, WLAN die drahtlose Verbindung.

Das Gast-WLAN tsg_bobil_gast bildet dagegen ein eigenes, vom Womo-Netz getrenntes Netzwerk.

WLAN-Router

Als Router wird ein GL.iNet GL-AR300M16-Ext eingesetzt.

Der Router stellt die lokalen WLANs des Wohnmobils bereit und bildet den zentralen Zugang zum internen Fahrzeugnetz.

Er übernimmt unter anderem:

WLAN Access Point
DHCP
DNS
Routing
Firewall
NAT

Eine Internetverbindung ist für den Betrieb der lokalen Netze nicht erforderlich.

Internes WLAN

Das interne WLAN des Wohnmobils lautet:

tsg_bobil

Mit diesem WLAN verbundene Geräte befinden sich direkt im Womo-Netz 192.168.8.0/24.

Sie können dadurch auf das Womo-Handbuch und – soweit nicht anderweitig eingeschränkt – auf die weiteren lokalen Dienste des Raspberry Pi zugreifen.

Besitzt der GL.iNet-Router zusätzlich einen Internetzugang, beispielsweise über den Hotspot eines Smartphones, steht dieser Internetzugang auch den Geräten im internen Womo-Netz zur Verfügung.

Gast-WLAN

Für Gäste steht ein separates WLAN zur Verfügung:

tsg_bobil_gast

Das Gast-WLAN verwendet ein eigenes Netzwerk:

192.168.9.0/24

Der GL.iNet-Router besitzt darin die Adresse:

192.168.9.1

Geräte im Gast-WLAN erhalten ihre Netzwerkadresse automatisch per DHCP.

Das Gast-WLAN ist bewusst vom internen Womo-Netz getrennt. Es dient ausschließlich dazu, Gästen Zugriff auf das digitale Womo-Handbuch zu ermöglichen.

Das Handbuch ist erreichbar unter:

http://192.168.8.10:8000

Andere Dienste des Raspberry Pi und andere Geräte im internen Womo-Netz sind aus dem Gast-WLAN nicht erreichbar.

Auch ein Internetzugang wird über das Gast-WLAN nicht bereitgestellt.

ℹ️Gastzugang▶

Das WLAN tsg_bobil_gast ermöglicht ausschließlich den Zugriff auf das Womo-Handbuch.

Erreichbar:

Womo-Handbuch auf 192.168.8.10:8000

Nicht erreichbar:

Node-RED
Mosquitto
Zigbee2MQTT
InfluxDB
Grafana
andere Geräte im Womo-Netz
Internet

Damit kann das Handbuch auch anderen Personen zur Verfügung gestellt werden, ohne ihnen Zugriff auf das interne IT-System des Wohnmobils zu geben.

Netzwerkzugriff des Gast-WLANs

Der GL.iNet-Router lässt aus dem Gastnetz gezielt nur Verbindungen zum Womo-Handbuch zu.

Vereinfacht ergibt sich:

text

           Gastgerät
               │
               │ WLAN
               ▼
        tsg_bobil_gast
               │
               ▼
      Gastnetz 192.168.9.0/24
               │
               ▼
        GL.iNet-Router
          192.168.9.1
               │
       ┌───────┴────────┐
       │                │
       ▼                ▼
Womo-Handbuch      übriges Womo-Netz
192.168.8.10:8000         ✕
       │
       ✓

Der Raspberry Pi besitzt eine eigene Route zurück zum Gastnetz über den GL.iNet-Router. Dadurch können die Antworten des Womo-Handbuchs wieder an das jeweilige Gastgerät zurückgesendet werden.

Konfiguration des Gast-Interfaces

Das Gast-WLAN tsg_bobil_gast ist dem Netzwerkinterface guest des GL.iNet-Routers zugeordnet.

Das Gastnetz verwendet:

Netzwerk: 192.168.9.0/24
Router: 192.168.9.1
DHCP: aktiviert
WLAN: tsg_bobil_gast

Bei der Einrichtung über die LuCI-Oberfläche war das Netzwerkinterface guest zunächst trotz korrekt eingerichteter WLAN-Verbindung deaktiviert.

In der OpenWrt-Konfiguration war folgende Einstellung vorhanden:

text

network.guest.disabled='1'

Dies führte dazu, dass sich Geräte zwar mit dem WLAN tsg_bobil_gast verbinden konnten, jedoch keine IPv4-Adresse per DHCP erhielten.

Im Systemprotokoll des Routers erschien dabei die Meldung:

text

DHCP packet received on wlan0-1 which has no address

Die Deaktivierung des Gastinterfaces wurde per SSH auf dem GL.iNet-Router entfernt:

uci delete network.guest.disabled
uci commit network
/etc/init.d/network restart

Anschließend wurde das Gastinterface unter 192.168.9.1 aktiv und DHCP vergab Adressen aus dem Netz 192.168.9.0/24.

Die Konfiguration wurde anschließend mit einem vollständigen Neustart des Routers geprüft:

reboot

Nach dem Neustart standen sowohl tsg_bobil als auch tsg_bobil_gast wieder zur Verfügung.

Dabei wurde geprüft:

Gastgeräte erhalten eine Adresse aus 192.168.9.0/24
192.168.9.1 ist als Router des Gastnetzes erreichbar
das Womo-Handbuch unter 192.168.8.10:8000 ist erreichbar
andere Dienste des Womo-Netzes sind nicht erreichbar
ein Internetzugang über das Gastnetz ist nicht möglich

📝Fehlersuche Gast-WLAN▶

Kann sich ein Gerät mit tsg_bobil_gast verbinden, erhält aber keine IP-Adresse, sollte auf dem Router geprüft werden, ob das Interface guest deaktiviert ist:

uci show network.guest

Enthält die Ausgabe

text

network.guest.disabled='1'

ist das Gastinterface deaktiviert.

Raspberry Pi

Der Raspberry Pi tsg-bobil ist über seine Ethernet-Schnittstelle direkt mit dem LAN-Anschluss des GL.iNet-Routers verbunden.

Im Womo-Netz verwendet er die feste Adresse:

192.168.8.10

Damit ist der Raspberry Pi unabhängig von einer vorhandenen Internetverbindung innerhalb des lokalen Womo-Netzes erreichbar.

Auf dem Raspberry Pi werden verschiedene lokale Dienste bereitgestellt.

Dienst	Port	Aufruf im Womo-Netz
Womo-Handbuch	8000	`192.168.8.10:8000`
Node-RED	1880	`192.168.8.10:1880`
Mosquitto MQTT	1883	`192.168.8.10:1883`
Zigbee2MQTT	8080	`192.168.8.10:8080`
InfluxDB	8086	`192.168.8.10:8086`
Grafana	3000	`192.168.8.10:3000`

Aus dem Gast-WLAN ist von diesen Diensten ausschließlich das Womo-Handbuch auf Port 8000 erreichbar.

Internes Docker-Netzwerk

Die auf dem Raspberry Pi tsg-bobil betriebenen Docker-Dienste sind zusätzlich über das gemeinsame Docker-Netzwerk

womo-net

miteinander verbunden.

Dieses Netzwerk dient ausschließlich der Kommunikation zwischen den Docker-Containern. Die Dienste können sich dadurch direkt über ihre Containernamen erreichen.

Beispiele:

Verbindung	Interne Adresse
Node-RED → Mosquitto	`mosquitto:1883`
Zigbee2MQTT → Mosquitto	`mosquitto:1883`
Node-RED → InfluxDB	`influxdb:8086`
Grafana → InfluxDB	`influxdb:8086`
Womo-Handbuch → Node-RED	`nodered:1880`

Dadurch müssen die Container für die interne Kommunikation nicht die IP-Adresse des Raspberry Pi verwenden.

Das ist insbesondere wichtig, da tsg-bobil je nach Standort über unterschiedliche Netzwerkadressen erreichbar sein kann. Im Womo-Netz besitzt er beispielsweise 192.168.8.10, während er im Heimnetz eine andere Adresse erhält.

ℹ️Docker-Netz und Womo-Netz▶

Das Docker-Netz womo-net ist nicht mit dem Womo-Netz 192.168.8.0/24 identisch.

womo-net verbindet die Docker-Container innerhalb des Raspberry Pi miteinander.

Das Womo-Netz verbindet dagegen den Raspberry Pi mit anderen Geräten wie Smartphone, Tablet oder Laptop.

Zugriff des Handbuchs auf Live-Daten

Das Womo-Handbuch benötigt für die Anzeige aktueller Innenraum- und Wetterdaten Informationen von Node-RED.

Der Browser greift dabei nicht direkt auf den Node-RED-Port 1880 zu.

Die HTTP-Anfragen des Handbuchs werden über den Webserver des Handbuchs auf Port 8000 entgegengenommen und intern an Node-RED weitergeleitet.

Vereinfacht:

text

Browser
   │
   │ Port 8000
   ▼
Womo-Handbuch / nginx
   │
   │ Docker-Netz womo-net
   ▼
Node-RED
   │
   ▼
HTTP-API

Dadurch können auch Geräte im Gast-WLAN die im Handbuch eingeblendeten Live-Daten abrufen, ohne direkten Zugriff auf Node-RED zu erhalten.

Internetzugang

Das lokale Womo-Netz benötigt grundsätzlich keine Internetverbindung.

Soll zusätzlich ein Internetzugang zur Verfügung stehen, kann der GL.iNet-Router über seine WAN-Seite mit einem externen Netzwerk verbunden werden.

Unterwegs kann beispielsweise der Hotspot eines Smartphones als Internetzugang für den Router verwendet werden.

Die mit dem internen WLAN tsg_bobil verbundenen Geräte können dann gleichzeitig:

auf das Womo-Handbuch zugreifen
lokale Dienste des Raspberry Pi verwenden
auf das Internet zugreifen

Das Gast-WLAN tsg_bobil_gast bleibt davon getrennt. Es erhält auch dann keinen direkten Internetzugang, wenn der GL.iNet-Router selbst mit dem Internet verbunden ist.

📝WLAN ist nicht gleich Internet▶

Das WLAN stellt zunächst nur die drahtlose Verbindung zu einem lokalen Netzwerk des Wohnmobils her.

Erst wenn der Router zusätzlich eine Verbindung zum Internet besitzt und der jeweilige Netzwerkzugang dafür freigegeben ist, können die verbundenen Geräte auch das Internet erreichen.

Das interne WLAN tsg_bobil kann den Internetzugang des Routers verwenden.

Das Gast-WLAN tsg_bobil_gast ist dagegen auf den Zugriff zum Womo-Handbuch beschränkt.

Verbindung mit dem Heimnetz

Befindet sich das Wohnmobil zu Hause, kann der Raspberry Pi zusätzlich über seine WLAN-Schnittstelle mit dem Heimnetz verbunden werden.

Dadurch kann auf die Dienste des Raspberry Pi direkt aus dem Heimnetz zugegriffen werden.

Die dabei verwendete IP-Adresse wird vom Heimnetz vergeben und kann sich von der festen Adresse 192.168.8.10 im Womo-Netz unterscheiden.

ℹ️Womo-Netz und Heimnetz▶

Die Adresse 192.168.8.10 gehört zum Womo-Netz und ist für den normalen Betrieb im Fahrzeug maßgeblich.

Eine zusätzliche WLAN-Adresse gehört zum jeweiligen externen Netzwerk und steht nur zur Verfügung, solange der Raspberry Pi mit diesem Netzwerk verbunden ist.

Fernzugriff über WireGuard

Der Raspberry Pi kann zusätzlich über WireGuard erreicht werden.

Hierzu baut tsg-bobil selbstständig eine VPN-Verbindung zum WireGuard-Server im Heimnetz auf.

Innerhalb des WireGuard-Netzes besitzt tsg-bobil die Adresse:

10.0.0.7

Damit kann beispielsweise auch unterwegs auf die Dienste des Raspberry Pi zugegriffen werden, sofern das Wohnmobil über eine Internetverbindung verfügt.

Die Einrichtung und Konfiguration des VPN-Zugangs wird im Kapitel WireGuard beschrieben.

Netzwerkstruktur

Die Netzwerkstruktur des Wohnmobils lässt sich vereinfacht wie folgt darstellen:

text

                         Internet
                            │
                            ▼
                         Mobilfunk
                            │
                            ▼
                   Smartphone-Hotspot
                            │
                            ▼
                     GL.iNet-Router
                       192.168.8.1
                            │
              ┌─────────────┴─────────────┐
              │                           │
              ▼                           ▼
       internes Womo-Netz              Gastnetz
        192.168.8.0/24              192.168.9.0/24
              │                           │
       ┌──────┴──────┐                    │
       │             │                    ▼
      LAN           WLAN             tsg_bobil_gast
       │          tsg_bobil                │
       │             │                    ▼
       │             ├──► Smartphone   Gastgeräte
       │             ├──► Tablet            │
       │             ├──► Laptop            │
       │             └──► Fire-TV-Stick     │
       │                                    │
       ▼                                    │
 Raspberry Pi ◄─────────────────────────────┘
   tsg-bobil                nur Port 8000
 192.168.8.10
       │
       ├──► Womo-Handbuch :8000
       ├──► Node-RED       :1880
       ├──► Mosquitto      :1883
       ├──► Grafana        :3000
       ├──► Zigbee2MQTT    :8080
       └──► InfluxDB       :8086

ℹ️Lokale Netzwerke▶

Das interne WLAN tsg_bobil und die LAN-Verbindungen gehören zum Womo-Netz 192.168.8.0/24.

Das Gast-WLAN tsg_bobil_gast verwendet dagegen das getrennte Netz 192.168.9.0/24.

Gäste können ausschließlich auf das Womo-Handbuch unter 192.168.8.10:8000 zugreifen.

Eine Internetverbindung ist für den Zugriff auf das Handbuch grundsätzlich nicht erforderlich.

Netzwerkschema

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Netzwerk ​

Womo-Netz ​

WLAN-Router ​

Internes WLAN ​

Gast-WLAN ​

Netzwerkzugriff des Gast-WLANs ​

Konfiguration des Gast-Interfaces ​

Raspberry Pi ​

Internes Docker-Netzwerk ​

Zugriff des Handbuchs auf Live-Daten ​

Internetzugang ​

Verbindung mit dem Heimnetz ​

Fernzugriff über WireGuard ​

Netzwerkstruktur ​

Netzwerkschema ​

Netzwerk

Womo-Netz

WLAN-Router

Internes WLAN

Gast-WLAN

Netzwerkzugriff des Gast-WLANs

Konfiguration des Gast-Interfaces

Raspberry Pi

Internes Docker-Netzwerk

Zugriff des Handbuchs auf Live-Daten

Internetzugang

Verbindung mit dem Heimnetz

Fernzugriff über WireGuard

Netzwerkstruktur

Netzwerkschema