WLAN

Dieser Artikel beschreibt Möglichkeiten, sich teils automatisiert zu auswählbaren Netzwerken zu verbinden und diese dann zu nutzen. Hauptaugenmerk liegt dabei auf kabellosen WLAN-Verbindungen, aber etliche Konzepte/Tools lassen sich auch für kabelgebundene Verbindungen nutzen, teils gleichzeitig oder im Wechsel.

Überblick

Für alle Wlan-Karten werden die Wireless-Tools zur Einrichtung benötigt:

pacman -S wireless_tools  

Es wird in diesem Artikel davon ausgegangen, dass die Wireless-Netzkarte schon erkannt ist, das Modul(Treiber) für die Karte also geladen ist. Nützliche Befehle um das zu erkennen sind (als root ausführen):

ip link

Eine Liste aller Wlan-Netzwerkgeräte lässt sich aufrufen mit dem Befehl

iwconfig

Wichtig zu wissen ist, welchen Namen die WLAN-Karte hat. Gebräuchlich sind z.B. wlan0, eth1, ath0 (üblich bei Atheros Chips), ra0 (üblich bei RaLink Chips). Die Nummern hinter den Textbezeichnern können varieren.

Im folgenden gehen wir von einer Atheroskarte mit dem Namen ath0 aus. Dieser muss je nach System angepasst werden.

iwlist ath0 scan

scannt die momentan erreichbaren WLAN-Netze bzw. AccessPoints.

WLAN-Netze sind entweder unverschlüsselt, d.h. offen, einfach mit WEP oder fortgeschritten mit WPA/WPA2 verschlüsselt. Je nach Verschlüsselung kommen verschiedene Verbindungsmethoden in Frage.

In der folgenden Tabelle kann abgelesen werden, welches Wlan-Konzept bei Arch Linux sich für welche Verschlüsselung eignet:

Methode	Open	WEP	WPA
rc.conf	X	X	-
Netzwerk-Profile	X	X	X
wpa_supplicant	X	X	X
Networkmanager	X	X	X

Weiterhin ist auch die Anzahl der Netze, zu denen man sich verbinden möchte, ausschlaggebend. Ist z.B der PC stationär, sind die Flexibilitätsanforderungen höchstwahrscheinlich geringer als bei einem Netbook eines Reisenden. Für die nachfolgend vorgestellten Konzepte ist es meist unerheblich, ob die Verbindung kabelgebunden (Ethernet) oder kabellos (WLan) geschieht.

rc.conf

Es kann eine einzige feste Verbindung definiert werden. Mehr ist nicht möglich.

netcfg (netzwerk-Profile) Es können mehrere Profile eingerichtet werden, die per Hand gestartet werden müssen. Kommt ein neues dazu, muss eine neue Profildatei erstellt werden. Soll der WLAN-Aufbau automatisch erfolgen, muss dies mit dem Zusatzprogramm ifplugd nachgerüstet werden.

wpa_supplicant Es können mehrere Verbindungen eingerichtet werden. Für eine mobile Verwendung wird jedoch das Programm wpa_gui benötigt.

Networkmanager

Anlegen vieler Profile möglich. Automatischer Verbindungsauswahl und -Wechsel, wird eine Verbindung getrennt. Ein Nachteil hat jedoch der Networkmanager gegenüber den anderen Methoden: Soll eine WLan-Verbindung direkt nach dem Booten bestehen, um z.B. NFS/Samba-Freigaben zu mounten oder Dienste anzubieten ohne dass ein User angemeldet ist, kann der Networkmanager nicht genutzt werden (eine kabelgebundene Ethernet-Verbindung ist nach dem Booten möglich, aber WLan-Verbindungen erfordern dass ein User angemeldet ist und ein Windowmanager läuft, da die Authentifizierungs-Daten aus dem Gnome-Keyring oder bei KDE über den kwallet-Schlüsselring benötigt werden.)

Konzepte

rc.conf (Arch Linux WLan Einstellungen)

Diese Methode ist am geeignetsten, um sich immer zu einer vorgegebenen Gegenstelle zu verbinden, wobei diese Verbindung unverschlüsselt oder allerhöchstens durch WEP abgesichert ist.

Dazu wird das Netzdevice in der Datei /etc/rc.conf bekannt gemacht.

(Hier anhand meines Devices ath0)

Für eine dynamische IP-Vergabe, DHCP-Server im Netz:

ath0="dhcp"

Für eine statische IP:

ath0="ath0 192.168.1.100 ... "

Im Netzwerk-Bootscript bei Arch Linux gibt es einen Teil, der kabellose Netzwerkkarten besonders behandelt (den "Link" aufbaut). Das kabellose Device wird dabei genauso eingerichtet wie eine normale Ethernet-Karte. Über Zusatzeinstellungen in einer Extra-Datei /etc/conf.d/wireless wird dieses Device als WLan-Device eingerichtet.

Um sich also zum eigenen AccessPoint mit der Kennung(ESSID) "MyHome" zu verbinden und nach erfolgreicher Verbindung darüber eine IP dynamisch zugewiesen zu bekommen:

#/etc/rc.conf
ath0="dhcp"

INTERFACES=(lo eth0 '''ath0''')
 
#/etc/conf.d/wireless
wlan_ath0="ath0 essid MyHome"
# Für eine WEP-Verbindung mit Passwort:
wlan_ath0="ath0 essid Myhome key 12345678"
# bzw. der Schlüssel als Klartext:
wlan_ath0="ath0 essid Myhome key s:klartextpasswort"

Testen und per Hand diese Verbindung aufbauen:

/etc/rc.d/network ifdown ath0

/etc/rc.d/network ifup ath0

Wenn alles funktioniert hat, dann sollte jetzt:

ip addr show ath0

die WLan-Karte als UP mit der zugewiesenen Ip-Adresse zeigen

route -n

sollte ein Default-Gateway (UG) mit der Destinantion 0.0.0.0 zeigen.

cat /etc/resolv.conf

sollte uns einen oder mehrere Nameserver zeigen.

ping www.google.de

sollte mit Antwortpaketen beantwortet werden.

Wenn es Probleme gibt:

Logdatei /var/log/everything.log auswerten

Siehe auch Wiki-Artikel Netzwerkprobleme

Netzwerk-Profile

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ACHTUNG: Der Teil über WLAN ist evtl. veraltet. Ein Update folgt bald.

Diese Methode erlaubt während des Bootvorgangs oder nachträglich das Wählen zwischen unterschiedlichen Netzwerkverbindungen (egal, ob Ethernet oder WLAN). Hierbei kann für WLAN auch eine WPA-verschlüsselte Verbindung eingerichtet werden.

Zur Nutzung unterschiedlicher Netwerkprofile wird core/netcfg und core/dialog gebraucht:

pacman -S netcfg dialog

Für WPA wird zusätzlich gebraucht:

pacman -S wpa_supplicant

Die zu nutzenden Verbindungsprofile müssen in /etc/network.d abgelegt werden. Im Unterordner examples/ sind bereits einige Beispielverbindungen gespeichert. Zur Nutzung müssen diese nur kopiert werden.

Anhand der Beispielprofile können jetzt unterschiedliche Profile erstellt werden. Profile können z.B. sein: ein Profil für Ethernet zuhause mit statischer IP-Adresse, eines für Ethernet mit DHCP für unterwegs, eines für die WLAN-Verbindung, usw. Am besten sucht man sich das hier am besten passende heraus und modifiziert es dementsprechend.

Hier sind zwei Beispielprofile, die aber auch im examples/ Ordner zu finden sind.

• Profil für Ethernet mit statischer IP-Adresse
• Eine einfache WPA2-PSK-verschlüsselte Verbindung (vor allem für Heimnetzwerke)

#/etc/network-profiles/examples/ethernet-static

# Profil: LAN-Zuhause mit statischer IP
#
CONNECTION='ethernet'
# Wird im Menü angezeigt
DESCRIPTION='A basic static ethernet connection using iproute'
# Zugeordnete Schnittstelle
INTERFACE='eth0'
IP='static'
ADDR='192.168.1.23'
GATEWAY='192.168.1.1'
DNS=('192.168.1.1')

#/etc/network.d/WLAN-Zuhause

#Profil: W-LAN zuhause mit einfacher WPA-PSK-Verschlüsselung

CONNECTION='wireless'
DESCRIPTION='Angezeigte Beschreibung'
# Genutzte Schnittstelle
INTERFACE='wlan0'
SECURITY='wpa'
ESSID='Name des Netzwerks'
KEY='Dein-Pre-Shared-Key'
# Die IP kann auch statisch festgelegt werden. Zumeist bieten heutige Router jedoch DHCP an.
IP='dhcp' 
# Auskommentieren, wenn das Netzwerk unsichtbar ist.
#HIDDEN=yes

Bei dem zweiten Beispiel kommt nun erstmals das Tool wpa_supplicant mit ins Spiel, welches die Authentifizierung und Verschlüsselung mit WPA/PSK ermöglicht.

Dieses Profil nutzt nun den Parameter ESSID um in der wpa_supplicant Konfigdatei /etc/wpa_supplicant.conf einen zu dieser ESSID passenden Eintrag zu finden.

Zur Konfiguration von wpa_supplicant siehe den entsprechenden Abschnitt in diesem Artikel.

Wie können wir jetzt mit diesen Profilen arbeiten?

Voraussetzung dafür sind erstmal entsprechende Einträge in der /etc/rc.conf. Hinweis: da wir die Netzwerk-Verbindungen komplett durch die Profiles regeln wollen/können, brauchen wir in der rc.conf keine Einträge für Ethernet- oder WLAN-Devices. Da das Loopback-Interface automatisch gestartet wird, braucht man sich auch darum nicht kümmern.

Durch den Parameter NETWORKS wird die Profilwahl gesteuert. Wir haben hier folgende Optionen:

• menu = bietet beim Bootvorgang ein Auswahl-Menü an. Dieses Menü wartet ca. 5 Sekunden auf eine Auswahl oder bootet danach das Profil, dessen Dateiname lexikalisch an erster Stelle kommt.

Hinweis: Das automatische Menu-ANGEBOT FUNKTIONIERT NICHT, wenn "network" als Daemon in der rc.conf mit einem vorangestellten "@" während des Bootvorgangs in den Hintergrund verbannt wurde!

• profildatei_name = Durch Angabe eines Profilnamens (z.B. obiges home-lan)

Hinweis: Um die Profile zur Bootzeit nutzen zu können, muss der Daemon net-profiles gestartet werden:

DAEMONS=( ... net-profiles ...)

Es ist auch möglich, zur Bootzeit gar kein Profil zu starten. Das nachträgliche Aktivieren bzw. Deaktivieren von Netwerkprofilen geschieht über das Programm netcfg.

netcfg-menu
# ruft das Menü auf
 
netcfg profil_name
# startet das Profil profil_name
 
netcfg -a
# stoppt alle Netzwerkverbindungen

netcfg -d profil_name
# stoppt das angegebene profil

# netcfg -h gibt noch weitere Optionen

Hinweis: bei Verwendung der Netzwerk-Profile kann immer nur ein Device aktiv sein, da jedes Profil genau ein Device regelt. Wenn analog unseren Beispielen oben Home-Lan aktiv ist und zu Uni-WLAN gewechselt wird, dann wird die Verbindung der aktiven Profiles beendet und das Device deaktiviert.

wpa_supplicant

wpa_supplicant ist zum einen eine Umgebung um verschlüsselte Wlan-Verbindungen zu ermöglichen, zum anderen ein Tool um diese Anmeldung auch durchführen zu können.

wpa_supplicant kommt mit den gebräuchlichsten Authentifizierungs-Standards zurecht.

wpa_supplicant wird installiert mit:

pacman -S wpa_supplicant

Die sehr ausführlich kommentierte Konfigurations-Datei liegt in /etc/wpa_supplicant.conf.

Davon sollte man sich erstmal eine Sicherung machen um dann seine eigenen Netzwerke einzutragen.

cp /etc/wpa_supplicant.conf /etc/wpa_supplicant.conf.org

Unterhalb von „#example block“ sind jetzt Beispiel-Netze aufgeführt. Diese kann man als Grundlage für seine eigene Umgebung verwenden, sollte dann diese Beispiele aber löschen.

Hier soll ein Beispiel gezeigt werden für ein WLAN-Netz, welches mit WPA-PSK verschlüsselt ist.

Den Netzwerk-Namen „UniESSID“ und das Passwort anpassen.

network={
ssid="UniESSID"
key_mgmt=WPA-PSK
proto=WPA
pairwise=TKIP
group=TKIP
psk="klartext-passwort"
}

Für jedes verschlüsselte WLAN, mit dem man sich verbinden will, muss nun solch ein network Block in dieser Konfigdatei existieren. Man kann diese (als root) schnell mit einem Editor (copy&paste) einfügen bzw. ändern. Es gibt aber auch eine grafische Oberfläche. Dazu später mehr.

Starten als Daemon und Bedienung

Momentan starten wir alle Tools testweise per Hand im Vordergrund um uns vertraut zu machen. Wir brauchen zwei Textkonsolen, in denen wir beidemal root sind. Ich gehe hier wieder von meinem WLAN-Device ath0 aus.

wpa_supplicant:

ip link set ath0 up

wpa_supplicant -iath0 -c/etc/wpa_supplicant.conf -d

Das startet wpa_supplicant im Vordergrund im Debug-Modus (-d)

In der zweiten Konsole bedienen wir jetzt den Daemon:

 wpa_cli

gibt uns eine Bedienungsumgebung, in der wir Netze suchen, verbinden, trennen und auch neue Netze in die Konfig-Datei eintragen können. Die Bedienung ist typisch spartanisch, aber es funktioniert. Bei den meisten Befehlen müssen nur die ersten Buchstaben eingegeben werden, wenn es mehrere Alternativen gibt bekommen wir das mitgeteilt.

help – zeigt uns alle möglichen Befehle
scan – scannt nach verfügbaren Netzwerken
scan_result – zeigt uns das Ergebniss des Scans (scan_r geht auch)
list – zeigt uns unsere definierten Netzwerke aus der wpa_supplicant.conf
select <nr> - wählt und aktiviert das bei list gezeigte Netzwerk mit der Nummer <nr>, select <ESSID> geht auch
disconnect – trennt die Verbindung
reassociate – nimmt die momentan gewählte Verbindung wieder auf.
reconfigure – liest die Konfigdatei /etc/wpa_supplicant.conf neu ein.
quit – beendet das wpa_cli Tool.

Neben dem Interface lasssen sich die wpa_cli Kommandos auch direkt aufrufen, z.B.

wpa_cli select 0

Wenn mit obigen Kommandos die verschlüsselte Verbindung nun erfolgreich war (wpa_cli meldet uns das mit: CTRL-EVENT-CONNECTED, das Status-Fenster des Daemons mit: WPA: Key negotiation completed with), dann ist das erst die halbe Miete.

Wie einleitend angeführt sind WLAN-Authentifizierung/Verbindung und TCP/IP zwei verschiedene Paar Schuhe. Um jetzt z.B. über einen WLAN-Router ins Internet zu kommen muss unser WLAN-Device noch eine IP bekommen und Routen und Nameserver angegeben werden.

Wenn der Router DHCP anbietet reduziert sich dieser Aufwand auf ein simples:

dhcpcd ath0

Um die Nutzung von wpa_supplicant zu automatisieren bietet sich an:

#/etc/rc.local

wpa_supplicant -iath0 -c/etc/wpa_supplicant.conf -Dwext -B

Nach dem Boot wird wpa_supplicant als Daemon (-B) automatisch gestartet und versucht sich automatisch mit dem am besten erreichbarem WLAN zu authentifizieren, welches entweder „offen“ ist oder in der Konfigdatei definiert ist.

Die GUI zu wpa_supplicant

Mit:

pacman -S wpa_supplicant_gui

installieren wir das Tool.

Gestartet wird es mit:

wpa_gui

Um wpa_gui auch als Nicht-Root benutzen zu können:

• start mittels kdesu/gksu und Eingabe des Root-Passworts
• Über sudo und freischalten dieses Programms in /etc/sudoers

Mit dieser GUI kann sich komfortabel zu jedem beliebigen WLAN verbunden werden, Netze und Einstellungen hinzugefügt, bearbeitet werden u.v.m.

Lediglich die TCP/IP Netzwerkeinstellungen müssen ggf. von Hand jeweils angepasst werden.

(NB: hier muss sicher noch einiges ausführlicher/besser dargestellt werden.)

Networkmanager

Die Installation und Konfiguration von NetworkManager wird hier beschrieben.

Networkmanager ist ein sehr interessantes Konzept. Es kümmert sich um die komplette Netzanbindung des Rechners (v.a. interessant für Laptops in wechselnden Umgebungen).

• Es wird versucht, immer eine Netzverbindung aufrechtzuhalten bzw. aufzubauen.
• Die Reihenfolge dabei ist:
  • Kabelgebundene Verbindung (Ethernet) vor WLan wegen der Geschwindigkeit.
  • Bei WLan wird nach bekannten Netzen gesucht und damit verbunden, ansonsten wird versucht sich mit offenen Netzen zu verbinden.
  • Wenn momentan keine WLan-Verbindung aufgebaut werden kann, wird permanent nach neuen Netzen gescannt.

Der größte Nachteil von Networkmanager ist, dass nach/während des Bootvorgangs maximal eine kabelgebundene Ethernet-Verbindung (mit DHCP) zur Verfügung steht. Eine andere Verbindung (v.a. verschlüsseltes WLan) steht erst nach Einloggen eines Users und dem Starten eines der FrontEnds(knetworkmanager, gnome-network-manager) zur Verfügung, da Verbindungsdaten (Essid, Passwörter) per User geladen werden.
Wer also Networkmanager z.B. mit WLan nutzen möchte kann z.Zt. keine Netzwerk-Shares (nfs, samba) in der /etc/fstab beim Booten einbinden. Nach dem Start des Frontends durch den User ist das aber durch den Dispatcher (siehe weiter unten) sehr wohl möglich.

Nützliches rund um den Networkmanager

Mit nm-tool kann man sich den Status der momentanen Verbindung und der vom Networkmanager verwalteten Devices anschauen.

Das Start/Stop-Skript in /etc/rc.d bietet die Optionen alle Verbindungen zeitweilig zu stoppen und wieder aufzunehmen.

• /etc/rc.d/networkmanager sleep trennt alle aktiven Verbindungen (die Devices werden auf Down gesetzt)
• /etc/rc.d/networkmanager wake nimmt die Verbindung wieder auf bzw. initiert das Suchen nach einer Verbindung neu.

Das kann man sich z.B. zu Nutze machen, wenn man nach dem Booten/Einloggen erstmal kein Netzwerk haben, sondern es später zuschalten möchte. Dazu kann man folgendes konfigurieren:

 #/etc/rc.local
 
 /etc/rc.d/networkmanager sleep

Zum Aktivieren des Networkmanagers kann dann o.a. Startskript-Befehl mit wake genutzt werden. Oder im grafischen Frontend die Option "In Online-Modus wechseln".

Ein wenig bekannter Zusatz ist der Networkmanager-Dispatcher. Durch Start dieses Daemons kann der Networkmanager Vorgänge auslösen, je nachdem ob ein Device (eth0, ath0, wlan0) UP oder DOWN gemeldet wird. Also z.B. auf das An-/Ab-Stöpseln des Ethernet-Kabels reagieren oder ob eine WLan-Verbindung aufgebaut wurde.

Damit ist es z.B. möglich, nach dem Start NFS-Freigaben einzumounten - auch bei WLan-Verbindungen.

Aktiviert wird der Dispatcher so:

 #/etc/rc.conf
 
 DAEMONS=(... dhcdbd networkmanager networkmanager-dispatcher ...)

Skripte die, je nachdem ob ein Device UP oder DOWN ist, abgearbeitet werden, liegen in

 /etc/NetworkManager/dispatcher.d

Nach der Installation liegen dort bereits zwei Skripte:

• netfs
• ntpdate

Das Erste kümmert sich um die Einbindung aller Arten von Netzwerk-Mounts, die in der Datei /etc/fstab definiert sind. Es startet/stoppt dazu den ArchLinux-Mechanismus um die fstab-Datei gezielt nach Netzwerk-Mounts zu durchsuchen.
Das zweite Skript würde die Uhrzeit anhand eines NTP(Zeit)-Servers angleichen, sofern das Paket ntp installiert ist.

Eigene Skripte könnten z.B. so aufgebaut sein:

#/etc/NetworkManager/dispatcher.d/1-test

#!/bin/sh
#
arping -c 3 192.168.1.2 | grep 00:12:8B:38:A0:74 > /dev/null
AT_HOME_LAN=$?
nm-tool | grep UniEssid > /dev/null
AT_HOME_WLAN=$?

case "$2" in
        up)
                if [ $AT_HOME_LAN == 0 ]; then
                   echo "Home LAN verfügbar" >> /tmp/t.log
                else
                    echo "Home LAN nicht verfügbar" >> /tmp/t.log
                fi
                if [ $AT_HOME_WLAN == 0 ]; then
                   echo "Home WLAN verfügbar" >> /tmp/t.log
                else
                   echo "Home WLAN nicht verfügbar" >> /tmp/t.log
                fi
        ;;
        down)
        ;;
esac

Dazu sollte installiert sein:

 pacman -S arping

Als IP-Adresse setzt man die ein, welche zu dem Rechner gehört auf dessen Verfügbarkeit man prüfen möchte. Damit jetzt nicht ein beliebiger Rechner mit dieser IP-Adresse irrtümlich für den Rechner zuhause gehalten wird, prüft man auch auf die MAC-Adresse. Das ist diese zwölfstellige Hexadezimal-Zahl, die durch Dopelpunkte getrennt wird.
Die MAC-Adresse eines Rechners kann man z.B. so rauskriegen:

 ping -c 5 <ip_addr_des_testrechners>
 arp -n

Die Ausgabe des Arp-Caches zeigt uns nun auch die MAC/HW-Adresse, die wir zum Identifizieren "unseres" Rechners nehmen können.

Ob "unser" WLAN verfügbar ist können wir leicht testen, indem wir nach der Essid in der Ausgabe von nm-tool suchen. Das Beispiel UniEssid durch die eigene ersetzen, bei Verwendung von Leerstellen in der Essid mit Anführungsstriche (") umhüllen.

Das Skript macht jetzt nicht mehr als beim Zustandekommen einer Verbindung zu prüfen, ob LAN und WLAN "zuhause" sind und schreibt dieses Ergebniss in ein Logfile /tmp/t.log.
Mit ein bisschen Shellprogrammierung-Kenntnisse kann das aber sehr leicht an eigene Bedürfnisse angepasst werden. Noch ein Hinweis: Networkmanager übergibt im Parameter $1 den Interface-Namen (z.B. eth0), im zweiten den Zustand (up, down). Damit ließe sich gezielt Aktionen basierend auf der Art der Netzwerkverbindung und dem Zustand erstellen.

Wicd

Wicd ist ein vom Desktop unabhängiger Networkmanager. Die Installation und Konfiguration wird hier beschrieben.

Startet man den Wicd-Client wird ein Icon ins Tray eingefügt und man erhält eine hübsche GTK-Oberfläche. Die Curses-basierte Oberfläche startet man im Terminal.

Die Bedienung läuft dann gleich ab:
Es gibt ein Hauptfenster in dem die WLAN- und die Kabelverbindungen angezeigt werden. Über die Einträge der WLAN-APs kann man die Verbindung zu diesem konfigurieren (Statische DNS, Passwort etc.). Kabelnetzwerke werden standardmäßig angezeigt, wenn eines verfügbar ist. Mit Refresh wird nach neuen APs gesucht. Unter Preferences kann man seine Interfaces konfigueren, die zu verwenden Treiber einstellen usw.

Eine Besonderheit ist die Verbindung zu versteckten APs dar: In der GTK-Oberfläche klickt man auf Netzwerk und dann auf Find Hidden-Network, in der Curses-Oberfläche muss man Shift-I tippen um zu dieser Funktion zu gelangen.

Sonstige hilfreiche Tools

In Arbeit

• ifplugd
• wlassistant
• wifi-radar