154 lines
6.0 KiB
Markdown
154 lines
6.0 KiB
Markdown
# Architektur
|
||
|
||
Von unten (Physik) nach oben (Inhalte). Der AKI-Node ist das Herzstück —
|
||
eine kleine Box im Wohnungsregal, die zu Hause sitzt und das Viertel verbindet.
|
||
|
||
## Übersicht
|
||
|
||
```mermaid
|
||
flowchart TD
|
||
subgraph HausA[Haus A]
|
||
GA[Geräte A] --> NA[AKI-Node A]
|
||
end
|
||
subgraph HausB[Haus B]
|
||
GB[Geräte B] --> NB[AKI-Node B]
|
||
end
|
||
subgraph HausC[Haus C]
|
||
GC[Geräte C] --> NC[AKI-Node C]
|
||
end
|
||
NA <-->|"Glasfaser (bzw. Funk-Fallback)"| NB
|
||
NB <-->|"Glasfaser"| NC
|
||
NA -->|"ISP-Uplink A"| WA((Internet))
|
||
NB -->|"ISP-Uplink B"| WA
|
||
NC -->|"ISP-Uplink C"| WA
|
||
```
|
||
|
||
Entscheidend: **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.
|
||
|
||
## Schicht 0 — Physik (Nachbarschaftsglasfaser)
|
||
|
||
- **Bevorzugt:** Glasfaser Haus-zu-Haus (z. B. 2-Faser-Duplex G.657A2, LC-
|
||
Stecker), Medienwandler bzw. SFP-Port direkt im Node. Innenrohr entlang
|
||
der Fassade, kurze Gräben im Garten, Kabelkanal.
|
||
- **Pragmatisch für den Start:** was da ist — existierendes LAN-Kabel im
|
||
Mehrfamilienhaus (bis 100 m), Richtfunk 60-GHz-PTP (5–15 Gbit/s,
|
||
Sichtlinie nötig) als Überbrückung.
|
||
- **Topologie:** anfangs Stern/Ring (2–5 Häuser), später vermascht. Jede
|
||
Faser ist ein separates Link; Redundanz schlägt Eleganz.
|
||
|
||
## Schicht 1 — Routing (Overlay über alle Haushalte)
|
||
|
||
Kandidaten (Auswahl offen, Kriterium: simpel, wartbar, verschlüsselt):
|
||
|
||
| Kandidat | Pro | Con |
|
||
|---|---|---|
|
||
| **Yggdrasil** | Out-of-the-box e2e-verschlüsseltes IPv6-Overlay, null Konfiguration, self-contained | experimentell, Performance über wenige Gbit/s hinaus |
|
||
| Babel + WireGuard | bewährt (Althea-Ansatz), Router-Hardware tauglich | mehr Konfigurationsaufwand |
|
||
| cjdns | Battle-tested in Hyperboria | ältere Codebasis |
|
||
|
||
Empfehlung für den PoC: **Yggdrasil**. Jeder AKI-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 (`aki-fetch`)
|
||
|
||
```mermaid
|
||
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 + Shadow-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. Video-Calls werden explizit auf einen
|
||
Exit gepinnt (kein Splitting).
|
||
|
||
### Fairness-Scheduler (`aki-fair`)
|
||
|
||
- Max-min Fairness über alle aktiven Nutzer:innen des Netzes
|
||
- Exit-Kontingente (Volumenlimit, Wartungszeit) werden respektiert
|
||
- Karma statt Bezahlung: wer dauerhaft deutlich mehr zieht als er gibt,
|
||
wird fair angesprochen (Drosselung als letztes Mittel, nie als Strafe
|
||
für Berechtigte mit Bedarf)
|
||
|
||
### Nachbarschafts-Cache (`aki-cache`)
|
||
|
||
- Transparenter Shared-Cache (lancache-Prinzip): große, popluläre 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), unsere eigene Codebasis bleibt AGPL-3.0.
|
||
|
||
## 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.md](recht.md)).
|
||
|
||
## 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.md).
|
||
- Wie viel Cache lohnt sich real bei 3–10 Haushalten? (Messung in Phase 2)
|