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added info about 7390 and 7490

Konfiguration des eingebauten Switches

(für unterstützte Modelle siehe unten)

For 7390 read this post.
For 7490 it should be possible by altering ar7.cfg. See the following threads: 1, 2 and 3, and possible others.

Vorwort

Einige Modelle aus der FritzBox-Familie besitzen nicht nur einen LAN-Port, sondern gleich vier, z.B. die 7170. Da ich selber nur die 7170 "persönlich" kenne, möge man die nachfolgenden Worte in erster Linie als Anleitung/Beschreibung für dieses Modell verstehen, andere Boxen bitte ergänzen.

Im Normalbetrieb der 7170 arbeiten die vier Ports wie ein normaler Switch, d.h. alle angeschlossenen Geräte befinden sich im gleichen Subnetz und können direkt miteinander kommunizieren. Mit Hilfe der Originalfirmware von AVM ist es aber auch möglich, den LAN 1-Port als WAN-Port zu nutzen (im Webinterface "Internetzugang via LAN 1" auswählen), z.B. wenn man die Box an einem Kabelmodem o.ä. betreiben will. Dazu wird der Port von den verbleibenden drei Ports getrennt und wird als separates WAN-Netzwerkgerät von der Firmware entsprechend konfiguriert.

Das ist möglich, da in der FritzBox ein konfigurierbarer 5-Port-Switch eingebaut ist: vier der Ports sind als LAN 1 bis 4 nach außen geführt, am fünften hängt die eigentliche FritzBox, sprich die CPU. Leider bietet AVM im Webinterface keine Möglichkeit, die Ports weitergehend individuell zu konfigurieren. Da dies in bestimmten Fällen aber sehr hilfreich wäre, entstand das kleine Tool cpmaccfg. Es kann via Telnet/SSH-Zugang auf der FritzBox ausgeführt - oder aber mit Freetz direkt in das Firmware-Image eingebunden werden.

AVM hat die Schnittstelle für die Switchkonfiguration in den Linux-Netzwerkkartentreiber (avm_cpmac) eingebunden, offenbar gibt es da eine "alte" und eine "neue" Version dieser Schnittstelle. Während die alte noch sehr weitgehenden Zugriff auf den Switch erlaubt und es ermöglicht, das volle Potential des Switches auszuschöpfen, ist die neue etwas "abstrakter" gehalten, was dazu führt, dass man nur noch zwischen verschiedenen vordefinierten Konfigurationen auswählen kann. Wer vollen Zugriff braucht, kann aber die alte Schnittstelle durch Hinzufügen von 2 Zeilen Kernelquellcode wieder aktivieren. In Freetz passiert dies beim Einbinden von cpmaccfg automatisch, wenn in menuconfig replace kernel ausgewählt wird.

Das Tool cpmaccfg funktioniert auch beim Speedport W900V.

Vordefinierte Switch-Konfigurationen

AVM selbst hat im Kernelmodul schon verschiedene vordefinierte Konfigurationen hinterlegt, eine ist davon ist die bereits erwähnte Variante "Internetzugang via LAN 1", intern als ATA-Modus bezeichnet. Hier ein Überblick über alle vordefinierten Modi:

  • normal: alle vier Ports arbeiten wie ein normaler Switch, der Kernel verwendet eth0 als Netzwerkinterface (jenachdem, ob "Alle Computer befinden sich im selben Subnetz" angekreuzt ist, wird eth0 noch mit den WLAN-Interfaces zu einem "lan"-Interface zusammengebridged)
  • ata: LAN 1 kommt im Kernel als "wan" an, die drei anderen Ports als "eth0" (eventuelle Einbindung von eth0 in Bridge wie im Normalmodus)
  • split: jedem Port wird ein einzelnes Interface zugeordnet, also "eth0", "eth1"…
  • split_ata: wie split, jedoch bekommt LAN 1 die Bezeichnung "wan"
  • all_ports: im Grunde wie normal, genauer Sinn & Zweck noch unbekannt (eventuell für Boxen mit mehr als 4 Ports gedacht?)
  • special: siehe unten

Richtig Sinn ergibt das Wechseln des Modus natürlich nur, wenn man das Häkchen bei "Alle Computer befinden sich im selben Subnetz" nicht setzt, weil sonst alle verfügbaren Devices in eine Bridge gesteckt werden.
UPDATE: Es funktioniert ebenfalls sauber im "ethmode=ethmode_bridge" da dann die Devices aus der "Bridge"-Sektion genommen werden (und eben nicht aus der "eth"-Sektion).
Im "Eth-Bridge"-Modus werden diese "einzelnen" "realen" ethX dann jeweils in die angegebene Bridge intergiert. Ist ganz praktisch wenn man das USB Device ("usbrndis") mal zu einem der 4 Ports zuordnen möchte.
Der Trick dabei ist das konfigurierte ethx-IF in der "eth"-Sektion auch in der Bridge-Sektion aufgeführt sind.

Beispiel:
Man möchte LAN1 und LAN4 als eth2 und LAN2 und LAN3 als eth0 konfigurieren.
Dann hat man in der "eth-Sektion" eth0 und eth2 und in der Bridge-Sektion z.B. die Bridge lan (mit if eth0) und Bridge xnet (mit if eth2)
Hat man beides in der ar7.cfg sauber stehen kann man problemlos zwichen "ethmode=ethmode_bridge" und "ethmode=ethmode_router" ("AVM-deutsch: "alle Computer befinden sich im selben Netzwerk") umschalten (Haken setzen oder auch nicht). Und eben jetzt kann man im "ethmode=ethmode_bridge" z.B. der Bridge "xnet" die Interfaces eth2 und usbrndis zuordnen. Wie genau die ar7.cfg konfiguriert wird steht weiter unten in diesem Artikel.

Den aktuellen Modus kann man mit Hilfe von cpmaccfg gsm abfragen, setzen ist mit cpmaccfg ssm <zielmodus> möglich.

Modus "special"

Mit einem gepatchtem Kernel ist auch möglich, eigene individuelle Port-Konfigurationen zu erstellen. Dazu dient der Modus "special", der quasi als Platzhalter für eine Konfiguration im Kernel vorhanden ist. Dieser Platzhalter muss zunächst mittels cpmaccfg ssms ... gefüllt werden, anschließend kann mit cpmaccfg ssm special auf diese Konfiguration umgeschaltet werden.

Patch des Standard-Modus

Die Nutzung des Special-Modus hat den Nachteil, dass die Modus erst während des Startvorganges der Box aktiviert werden muss. Bei einer Änderung des standardmäßig in der Box verwendeten Modus, wie z.B. NORMAL oder ATA, wird der Switch automatisch beim Starten der Box passend aufgeteilt.

Für diese Änderung ist es notwendig, den gewünschten Modus in der Datei linux-2.6.19.2/drivers/net/avm_cpmac/cpphy_adm6996.c zu patchen. Das folgende Beispiel beschreibt die Aufteilung des Switch in die beiden Interface eth0 mit LAN1 und LAN2 sowie eth1 mit LAN3 und LAN4. Der folgende Patch wurde für eine 7270 mit Firmware 76 erstellt.

  --- linux-2.6.19.2/drivers/net/avm_cpmac/cpphy_adm6996.c_orig   2009-06-08 13:59:52.000000000 +0200
  +++ linux-2.6.19.2/drivers/net/avm_cpmac/cpphy_adm6996.c        2009-08-20 10:57:14.000000000 +0200
  @@ -137,9 +137,10 @@
                                           { {"", 0x0}
                                           }
                                      },
  -        /* CPMAC_MODE_NORMAL    */ { 1, 0xff,
  -                                        { {"eth0", 0x2f}
  -                                        }
  +        /* CPMAC_MODE_NORMAL    */ { 2, 0xff,
  +                                        { {"eth0", 0x23},
  +                                                 {"eth1", 0x2c}
  +                                       }
                                      },
           /* CPMAC_MODE_ATA       */ { 2, 0,
                                           { {"wan",  0x21},

Den Patch in das Verzeichnis /make/linux/patches/2.6.19.2 oder ggf. Unterordner wie z.B. 7270_04.76 kopieren.

  make menuconfig

Box konfigurieren und die Option "Replace Kernel" auswählen

Bestehenden Kernel löschen:

  make kernel-dirclean

Kernel-Sourcen bereitstellen und Patchen

  make kernel-source

Hier kann noch kontrolliert werden, ob der Patch korrekt durchgeführt wird. z.B.:

  applying patch file make/linux/patches/2.6.19.2/7270_04.76/990-cpmac.patch
  patching file linux-2.6.19.2/drivers/net/avm_cpmac/cpphy_adm6996.c

Dann noch das Image erstellen:

  make

Anpassungen in der ar7.cfg

Die Anpassungen der ar7.cfg stellen sicher, dass die Änderungen auch bei verschiedenen Konfiguationsänderungen, wie z.B. Aus- und Einschalten des Wlan bestehen und und automatisch konfiguriert werden und bleiben.

Kopie der ar7.cfg erstellen und diese bearbeiten:

  cd /var/tmp
  cat /var/flash/ar7.cfg > ar7.cfg
  vi ar7.cfg

Box muss sich im Modus "Router" befinden, dies wird mit der Option ethmode in der ar7.cfg eingestellt.

  ethmode = ethmode_router;

Dann muss noch der Bereich ethinterfaces verändert werden.

Bei der Konfiguration ist folgendes zu beachten. Nur den dort vorhandenen wird eine IP-Adresse zugewiesen. Alle anderen Interfaces existieren zwar und können über ifconfig abgefragt oder ggf. manuell konfiguriert werden.

Bei den Devices kann über die Option "interfaces" Bridges automatisch gebildet werden. Das folgende Beispiel beschreibt die Konfiguration zweier Devices intern und extern.

Das Device extern wird aus dem Interface "eth1" mit der Adresse 192.168.1.1 gebildet, das Device intern aus eth0 und den verschiedenen WLan-Interfaces mit der Adresse 192.168.0.1.
UPDATE: Wie ihr seht funktioniert das "bridgen" bereits auch sauber in der eth-Sektion! (und AVM hat es ja auch selber mit dem wlan-IF so gemacht)

        ethinterfaces {
                name = "extern";
                dhcp = no;
                ipaddr = 192.168.1.1;
                netmask = 255.255.255.0;
                dstipaddr = 0.0.0.0;
                interfaces = "eth1";
                dhcpenabled = no;
                dhcpstart = 0.0.0.0;
                dhcpend = 0.0.0.0;
        } {
                name = "eth0:0";
                dhcp = no;
                ipaddr = 169.254.1.1;
                netmask = 255.255.0.0;
                dstipaddr = 0.0.0.0;
                dhcpenabled = yes;
                dhcpstart = 0.0.0.0;
                dhcpend = 0.0.0.0;
        } {
                name = "intern";
                dhcp = no;
                ipaddr = 192.168.0.1;
                netmask = 255.255.255.0;
                dstipaddr = 0.0.0.0;
                interfaces = "eth0", "ath0", "wdsup1", "wdsdw1", "wdsdw2",
                             "wdsdw3", "wdsdw4";
                dhcpenabled = no;
                dhcpstart = 192.168.0.20;
                dhcpend = 192.168.0.200;
        }

Dann die bestehende ar7.cfg durch die veränderte Datei überschreiben:

    cat /var/tmp/ar7.cfg > /var/flash/ar7.cfg

Dann die Änderungen mit einen Reboot oder ar7cfgchanged aktivieren.

Ergänzung:
Auch der special Modus kann über die ar7.cfg konfiguriert werden.
Als Beispiel ein Ausschnitt aus einer Alice Konfiguration)

	cpmacspecial {
		enabled = yes;
		normalcfg = "eth0,1,2,3", "eth3,4";
		atacfg = "wan,1", "eth0,2,3", "eth3,4";
	}

und ein Anderes mit "split" Interfaces

cpmacspecial {
    enabled = yes;
    normalcfg = "eth0,1", "eth1,2", "eth2,3", "eth3,4";
    atacfg = "wan,1", "eth1,2", "eth2,3", "eth3,4";
}

Der Syntax:

modus = portmapping[, …]

modus =: normalcfg|atacfg
portmapping =: "netdevname,portnum[,…]"
netdevname =: wan|eth[0-3] (aber vielleicht auch eigener Namen)
portnum =: [1-4] (so vielen wie es auf das Gerät gibt)

Beispiel

Die vier Ports sollen in zwei Gruppen aufgeteilt werden: LAN 1 und LAN 2 sollen für das interne Netz zur Verfügung stehen (als eth0), LAN 3 und LAN 4 werden zwei Freifunk-Router angeschlossen, die zusammen in einem separaten Subnetz stecken (als eth1), vom internen LAN also getrennt sein sollen.

Ruft man cpmaccfg ohne weitere Parameter auf, erscheint eine knappe Übersicht über Kommandos und Parameter. Damit ermittelt man, welche PORTMASK für die jeweiligen Interfaces zu verwenden ist. Diese Portmaske ergibt sich aus der Logischen-Oder-Verknüpfung der jeweiligen Portkonstanten. Das sind folgende Werte: LAN 1 = 0x01, LAN 2 = 0x02, LAN 3 = 0x04, LAN 4 = 0x08 und der CPU-Port ist 0x20.

Für das obige Beispiel muss also folgender Befehl aufgerufen werden:

cpmaccfg ssms eth0 0x23 eth1 0x2c

Man beachte, dass in beiden Portmasken der CPU-Port eingeschlossen wurde. Macht man dies nicht, entsteht zwar das Interface, es "sieht" aber keinen Traffic (noch nicht probiert, zu überprüfen).

Anschließen kann mit cpmaccfg ssm special diese Konfiguration aktiviert werden.

Sicherheits-Warnung

Beim Booten startet die Box immer im Modus normal, d.h.: wie und wo man auch immer die Umschaltung in den gewünschten Modus realisiert (z.B. per debug.cfg oder in einem Freetz Startup-Skript), es existiert immer eine gewisse Zeitspanne, in der sich alle vier Ports im gleichen "Layer 2-Subnetz" befinden. Erst nachdem die Umschaltung erfolgt ist, befinden sich die Ports in getrennten "Layer 2-Netzen". Erst dann muss eine Kommunikation über Layer 3 (IP-Ebene) erfolgen, wo eventuelle iptables-Regeln greifen (oder halt die interne AVM-Firewall).

Schon bevor der Kernel bootet, wird der Switch vom Bootloader als normaler Switch konfiguriert. Die Konfiguration im Kernel umzustellen verkürzt die Zeitspanne etwas, beseitigt aber nicht das grundsätzliche Problem.

Da für den Bootloader keine Quelltexte frei verfügbar sind, wäre ein Anpassung schwierig.

Kompatibilität

  • FB 7170, Speedports W900V, W701V Diese Boxen haben einen eingebauten Switch (ADM6996), cpmaccfg funktioniert.
  • 7270/3270 Tantos-Switches: cpmaccfg funktioniert (Beweis)
  • Alice IAD 5130, Alice IAD WLAN 3331, FB 5140/3170/2170 funktionieren ebenfalls problemlos (jeweilige akt. Firmware) (cpmaccfg ebenso).
  • 5124 sollte ebenfalls sauber funktionieren
  • 7050 Kein Switch-Baustein vorhanden, es handelt sich um richtige Netzwerkinterfaces.
  • 7320 wie 7050/5050 Boxen. Es sind reale Netz-IF (eth0 & eth1) welche auch getrennt koniguriert werden können (und das sogar permanent in der ar7.cfg im Bridgemode).

Änderungen 7270v2 vs. 7270v3

Bei der 7270v3/3270v3 hat sich der CPU Port von Bit5 auf Bit0 verschoben und die Interface Ports sind um eins nach links gerückt. Für das obige Beispiel muss also folgender Befehl auf der 7270v3 aufgerufen werden:

cpmaccfg ssms eth0 0x07 eth1 0x19

# eth0: Maske 0000 0111
# eth1: Maske 0001 1001

# 7270v3: 0001 1111               7270v2: 0010 1111
#                 x---- CPU Port -----------x
#                x----- Port 1   -----------------x
#               x------ Port 2   ----------------x
#              x------- Port 3   ---------------x
#            x--------- Port 4   --------------x