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Architektur

Von unten (Physik) nach oben (Inhalte). Der SpiderNet-Node (sn-node) ist das Herzstück — eine kleine Box im Wohnungsregal, die zu Hause sitzt und das Viertel verbindet.

Übersicht

flowchart TD
    subgraph HausA[Haus A]
        GA[Geräte A] --> NA[sn-node A]
    end
    subgraph HausB[Haus B]
        GB[Geräte B] --> NB[sn-node B]
    end
    subgraph HausC[Haus C]
        GC[Geräte C] --> NC[sn-node C]
    end
    NA <-->|"Glasfaser 10 Gbit/s"| NB
    NB <-->|"Glasfaser 10 Gbit/s"| NC
    NA -->|"ISP-Uplink A"| WA((Internet))
    NB -->|"ISP-Uplink B"| WA
    NC -->|"ISP-Uplink C"| WA

Entscheidend:

1. Jeder Haushalt behält seinen eigenen Uplink. Es gibt keinen zentralen Exit (anders als klassische Community-Meshes mit einem Supernode), sondern viele — das verteilt nicht nur Last, sondern auch Risiko und Zensur- Angriffsfläche.
2. Die lokalen Links sind ein zweites Netz neben den Internetanschlüssen. Typ und Geschwindigkeit (10 Gbit/s, 1 Gbit/s, 1,6 Tbit/s, Funk) sind Sache der Nachbarschaft — die Software ist link-agnostisch: Sie misst die Kapazität der vorhandenen Links und plant Splits/Scheduling auf Messwerten, nicht auf Annahmen. Engpass sind die Uplinks; die lokalen Links werden so geplant, dass sie nicht zum Flaschenhals werden.

Schicht 0 — Physik (lokale Verbindungen, link-agnostisch)

Die Software macht keine Annahmen über die Physik — sie misst, was da ist. Beispiele, was eine Nachbarschaft einsetzen kann:

• Glasfaser Haus-zu-Haus (2-Faser-Duplex G.657A2, LC, SFP/SFP+/QSFP+ je nach Wunsch-Geschwindigkeit — 1 G, 10 G, 100 G+)
• Existierendes LAN-Kabel im Mehrfamilienhaus (bis 100 m)
• Richtfunk 60-GHz-PTP (mehrere Gbit/s, Sichtlinie nötig)
• Normales WLAN/Ethernet, was schon da ist — langsamer, aber null Aufwand

Die Software plant mit dem, was existiert; mehr Kapazität ergibt automatisch mehr Pooling-Gewinn.

Schicht 1 — Routing (Overlay über alle Haushalte)

Kandidaten (Auswahl offen, Kriterium: simpel, wartbar, verschlüsselt):

Kandidat	Pro	Con
Yggdrasil (gewählt)	Out-of-the-box e2e-verschlüsseltes IPv6-Overlay, null Konfiguration, self-contained	experimentell, Performance-Grenzen bei hohen Gbit/s
Babel + WireGuard	bewährt (Althea-Ansatz), Router-Hardware tauglich	mehr Konfigurationsaufwand
cjdns	Battle-tested in Hyperboria	ältere Codebasis

Jeder sn-node peert über die Glasfaser-Links mit seinen Nachbarn; Geräte der Haushalte hängen per NAT/Firewall getrennt dahinter (Home-LAN ≠ Mesh-LAN).

Schicht 2 — Bandbreiten-Pooling (der eigentliche Kern)

Exit-Pool

Jeder Haushalt bietet seinem Node an, wie viel Uplink er "spendiert" (Kontingent, standardmäßig fair-share). Der Exit-Pool ist die aggregierte Kapazität. Exit ist opt-in pro Haushalt und jederzeit widerruflich.

Leech-Modus

Wer seinen Uplink nicht teilen will (oder kann), schaltet Sharing einfach aus und läuft im Leech-Modus: rein empfangen, nichts beitragen. Das ist ausdrücklich legitim — "Netz unter Nachbarn" heißt Nachsicht, nicht Gegenseitigkeitszwang. Technisch gilt:

• Leeched Nodes bekommen im Fairness-Scheduler die niedrigste (aber weiterhin faire) Priorität, wenn Kapazität knapp ist.
• Bei Überlast wird Leeched-Nodes zuerst gedrosselt, ohne sie auszuschließen.
• Der Status ist sichtbar (Karma/Anzeige), aber es gibt keine Strafe und keine Zwangsfreischaltung.

Segmentierter Multi-Exit-Download (sn-fetch)

sequenceDiagram
    participant User
    participant Node (HAUS)
    participant Exits (alle Haushalte)
    participant Origin (Origin-Server)

    User->>Node: GET bigfile.iso
    Node->>Node: Plan (Dateigröße, Range-Splits, Exit-Kontingente)
    par parallel über alle Exits
        Node->>Exits: Range 0–25%
        Node->>Exits: Range 25–50%
        Node->>Exits: Range 50–75%
        Node->>Exits: Range 75–100%
    end
    Exits->>Origin: (je ein GET mit Range)
    Origin-->>Exits: Daten
    Exits-->>Node: Segmente (verschlüsselt über Mesh)
    Node-->>User: Datei (Hash-verifiziert, reassembliert)

• HTTP Range Splits + Segment-Verifizierung (Content-Hash)
• Fallback: entfällt ein Exit, übernimmt ein anderer das Segment
• Für nicht-rangefähige Quellen: klassische Proxy-Rotation

Generischer Traffic (alles andere)

VPN-artiges Overlay: pro Gerät ein verschlüsselter Tunnel zu einem gewählten Exit, Exit-Wahl rotiert; Browsing/Video-Calls laufen über einen Exit, große Transfers über alle.

• Realzeitkritischer Traffic (Video-Calls, Gaming, SSH): Direct-Modus als Default — ohne Umweg, normal über den eigenen Router/Uplink, als wäre SpiderNet nicht da. Optional "best single exit" mit Session-Sticky (kein Mid-Call-Wechsel, siehe Splitting).

Was sich splitten lässt und was die Quelle dafür mitbringen muss: siehe Splitting.

Fairness-Scheduler (sn-fair)

• Max-min Fairness über alle aktiven Nutzer:innen des Netzes
• Exit-Kontingente (Volumenlimit, Wartungszeit) werden respektiert
• Leech-Nodes: niedrigste Priorität bei Knappheit, nie ausgeschlossen

Nachbarschafts-Cache (sn-cache)

• Transparenter Shared-Cache (lancache-Prinzip): große, populäre Objekte (Steam, Konsolen-Updates, OS-Images, Software-Pakete) kommen aus dem Viertel statt aus dem Internet
• DNS-basiert, pro Haushalt kleine Cache-Slots; gemeinsam sind sie groß

Schicht 3 — Inhalte & Apps (Freenet)

• freenet-core (Rust, AGPL-3.0) läuft als Sidecar auf ausgewählten Nodes und stellt verteilte Inhalte/Apps im Viertel bereit: Nachbarschafts-Wiki, Microblogging, lokale Services — ohne zentralen Server, auch offline erreichbar.
• Freenet ist keine Anonymitätslösung (siehe FAQ) und wird auch nicht als solche beworben.
• Unsere Software nutzt Freenet über freenet-stdlib bzw. die WebSocket-API (nicht-derivativ); die Lizenzwahl steht in Lizenz.

Sicherheit und Vertrauen

• Nodes authentifizieren sich gegenseitig per Keypair; Onboarding im persönlichen Gespräch (Nachbar:innen sind der Trust-Anchor, nicht PKI).
• Strikte Netz-Trennung: Mesh-LAN hat keinen Zugriff auf Home-LAN der Teilnehmer (Client-Isolation).
• Kill-Switch: jeder Haushalt kann seine Faser physisch/softwareseitig abklemmen; der Node fällt auf "nur eigener Anschluss" zurück.
• Minimale Logs (DSGVO, siehe Recht).

Offene Fragen

• DSLite/Carrier-NAT-Haushalte: Synchrone Exits gehen, aber Konfigurationsaufwand pro Router-Modell prüfen.
• ISP-AGB: Weitergabe an "Dritte" kann verboten sein (per ISP prüfen, siehe Recht).
• Wie viel Cache lohnt sich real bei 3–10 Haushalten? (Messung in Phase 2)