(此文原應編輯並發布於 2008/09/25)

Rider SpokeBlast Theory 在 2007 發表的另外一項作品,概念非常簡單,玩家可以騎著單車拿著 Nokia N800 去尋找其他玩家在神秘地點所埋下的秘密話語,同時 Blast Theory 也會塞一個問題給你,讓你也要找一個安全的地方丟下你的答案。於是玩家們就可以在城市裡一邊搜尋別人的秘密,一邊並藏好自己的秘密。

除了使用 N800 來顯示玩家的位置與播放資訊外,在定位方面則使用了 Mixed Reality Lab, University of Nottingham 所研究的無線網路定位技術。這個計畫的其中一個合作夥伴是 IPerG,IPerG 網站上也有許多關於 Pervasive Computing 的豐富研究。

There are a few wireless driver supports Master mode (infrastructure mode or AP mode), you can manage these interface with iw tools and provide network services for others, just like a wireless router do.

However, many of cards does not support this feature. But you still can use iwconfig to switch to ad-hoc mode, which most of cards support. With ad-hoc mode, the others can directly communicate with you when both agree on the same network name (SSID) and channel.

So, with properly setup, you can create a local wireless network for nearby nodes, or even share your network with others. What I am interested about it’s to share the network with others.

Actually, the modern linux distribution with Network Manager installed has already supported this kind of feature. It’s very easy to setup in Network Manager.

Basically, you just need to setup a ad-hoc network manually, and enable it when you are connected with ethernet or 3g network.

A quick tutorial –

Edit a network, left click the network-manager icon, and select Edit Connections, select Wireless and click on “Add” network.

In the connection editing window, change Mode to Ad-Hoc, and set the SSID you prefer to use.

Switch to IPv4 Settings tab of tab, and change method to “Shared to other computers”. Save the configs.

After you connect to the wan (like pppoe or 3g network), you need to create the ad-hoc network manually.
Left click the network-manager icon, and click on “Create New Wireless Network”.

Just select the connection profile we setup in the previous step, and click Create. That’s it. The network manager will setup your wireless interface and dnsmasq for you.

If you are not using Network Manager, here is my little script to setup an Ad-Hoc network. Use it at your own risk. This is a tips.

這篇文章是 2008 年第三季思考所謂 Shared Infrastructure 的可行性,所整理,草稿寫好至今,一直沒有刊出。現在稍加編修後釋出。文中部份資訊可能已經失真,一些試算表與見解並未完整揭露,敬請見諒。

2008 年中,曾經研究過 CWIRP 的 Amelia Bryne Potter 與 Ryerson University 的 Catherine Middleton 於 2008 年六月在 國際電信協會雙年會所發表的一篇論文,Is it Good to Share? A Case Study of FON and Meraki Approaches to Broadband Provision

這論文主要是分析 2008 年時市場上兩個主要的經營「user-generated」無線網路基礎建設 (Shared Infrastructure) 的公司,FONMeraki 的經營策略與模式,並判斷這兩家公司的策略是否可以確實經營一個良好的公眾網際網路服務。

CWIRP 的背景Infrastructure Canada 所贊助的研究計畫,主要研究方向是

  • 共享型無線網路基礎建設 (Shared/Publicly-owned Infrastructure) 或 管制型無線網路基礎建設 (controlled Infrastructure) 的相關理論
  • 加拿大現有的公眾 ICT 基礎建設計畫研究
  • 關於基礎建設的佈建 (deployment)、技術選擇 (technology choice)、 創新 (innovation)、投資 (investment)、管理 (governance), 採用 (adoption) 與使用 (use) 的不同模式與最佳作法。
  • 共享型無線網路基礎建設的公眾利益等
  • 對於共享型無線網路基礎建設的宣傳與維持應實施何種政策與支持

基於上述的課題,CWIRP 過去已經發表三十多篇論文,主要的形式都是深入的案例探討。

而這篇 ‘Is it Good to Share?‘ 則是深入的討論了 FON 與 Meraki 兩家公司的佈建策略與實際網路服務的狀況。 此論文中的論述幾乎全數引用網路上的片段對話,並未實際進行測試與觀測,論文結論值得參考,但稍嫌主觀。

可取的是論文中以下述幾項標的作為評斷標準

  • 可用性 (Usable)
  • 有益性 (Useful)
  • 可靠性 (Reliable)
  • 高品質 (High quality)
  • 持續性 (Sustainable)
  • 佈建普及性 (Ubiquitous)
  • 安全性 (Secure)
  • 費用普及性 (Affordable)

這篇 ‘Is it Good to Share?簡報論文的結論是,雖然這兩家公司所使用的策略可以在中短期間內建立起網路,但是無法提供一個穩健 (robust)、可靠 (reliable)、與高品質 (high quality) 的基礎建設。同時 Meraki 相對於 FON 似乎較為成功,主要是可用性相較之下較高。而 FON 由於持續其商務模式的前景不甚明朗 (沒有人可以於目前評斷),很可能造成網路的未來維運出現變數。

這篇論文點出一個現實,無線網路基礎建設最重要的就是可靠性與有益性。

另外一個問題是,即便採取相對較容易擴增搭建的 Mesh Network 技術,還是要先克服基本的密集度。以 FON 與 Meraki 所使用的 WiFi 技術,礙於 802.11b/g 的規格限制與 ISM 無線電頻譜的功率問題,在都市內受限於建築物的屏蔽,即便從馬路一邊傳到馬路對岸,很大可能無法取得直線視角 (Line of sight),受到建築物的干擾而產生繞射或多重路徑的干擾,以及功率的限制,也讓無線訊號無法傳到較遠的目標地。

除了安裝位置外,即便社區內有相當多居民達成共識,願意將基地台搭設於屋頂或其他收訊良好的場所,藉由專業的無線電訊號測量、評估與安裝設定,來提高可用性。但依然還有其他的問題,包含了調解頻譜分派 (Spectrum assignments)、網際網路路由器數量與 Mesh Network 的最佳配置等等,這些問題影響了傳輸節點隨時可能失效的問題,也很容易造成網路的可靠性大量下降。

我實在認為,由於一般的無線網路機制的技術瓶頸,再純粹依賴住家或一般網際網路者,著實難以建立這樣的網路。WiFi 用於家用網路是一回事,城市級規模,則需要些專業規劃,或更強的 RF 自動化調適機制。依照目前大城市如北市、香港、東京的頻譜擁擠程度,你實在無法預設將機器開啟它就會自動運作的情境。

這種技術上的瓶頸可以從實例中看出,例如 WIFLY 與 FON 在台北市的網路系統。

根據 2007 年 10 月林奕華議員在市議會的質詢中,他引用了自己的使用經驗,與 PC Zone 的論壇討論,指稱「WIFLY 品質使用極差」,甚至會因為網路品質太差,而脾氣暴躁犯了憂鬱症。

另外,根據 TWNIC 在 2007, 2008 年的研究報告,在 2007 年的台灣無線網路使用調查報告,大約 1/4 的使用者使用過無線上網 (此為廣義無線上網使用者,即包含 WiFi 與 3G),使用者最關心的則是「擁有無線上網設備」、「上網設備輕便」、「上網設備普及化」及「戶外及室內皆可無線上網」。

2008 年的調查,一般民眾的使用則向上成長成 36.33%。「搜尋資訊」、「瀏覽資訊與網頁」和「收發電子郵件」是最常使用的功能。線路不穩、連線品質不佳是目前無線網路使用者最常遇到的困擾,有趣的是,這份調查中一般民眾對於無線網路品質的滿意度高達六成,而網路受訪者的滿意度只有 26%。使用者會使用無線網路的地點是「咖啡廳、餐廳、速食店」、「捷運站、機場、火車站」及「家中」。

從近幾年來歐美大量 Municipal Wireless Network 失敗案例,如 EarthLink, MetroFi, Kite Networks 很明顯的看到沒有健全的營收現金流,單靠廣告,或者少量的使用者,實在難以支持膨大的網路建設成本。如加上台北 WIFLY 的案例,安源投資了十一億,但卻換了差異極大的營收比例(更別說更早一點北中南各地陸續成立但皆以失敗結尾的鄉鎮區域性無線網路服務商),根據 2009 年 10 月 5 日,陳玉梅質詢,WIFLY 的使用量已經低到變成網路鬼城的程度,營收顯然不會太好看,我相信無法滿足基本的營運成本。

若要營運一個 Municipal WiFi,降低資本支出(CAPEX),財務才能早日支持營運成本 (OPEX),從這個角度來看,Shared Infrastructure 是最有機會的。

再從台灣市場的潛在使用者來分析,2010 年全台的 WiFi 網路使用者大約有 460 萬人 (3G 則有 215 萬人),台北市則約有 75 萬到百萬之間,若操作得當,應該還是有機會支持一個 Shared Infrastructure 的 Municipal WiFi 網路系統的營運 (但大概不會賺好幾倍就是),要賺錢還是得有其他營收項目。

根據上述的幾點市場數據,針對 Shared Infrastructure WiFi ,我猜想會有幾個作法 (除了台灣之外,其他大都市的策略可能略同)  –

  1. 透過電信商補貼進入家用用戶。僅提高普及度,商業模式可能為硬體與基礎建設服務費用
  2. 針對咖啡店、餐廳、速度店,提供電路免費,收費之無線網路服務。商業模式為拆帳或硬體銷售費用,後端支援之服務必須完備,如試用卡、客服機制務必完備等。
  3. 一新網路管理後台,提供即時的智慧型 RF 管理、維運機制。透過一般銷售通路或代理商進入市場。商業模式為拆帳或硬體銷售費用。

備註: FON 近年已經營業範圍,將重心專注於有無線網路付費習慣的歐洲區域,主要通路為電信營運商,利用搭售與拆帳方式取得網路擴展速度與增加營收,主要使用者為家中有無線網路需求者,漫遊上網顯非主要需求,新有產品已經終止初期的大幅補貼模式,再經過大幅的削減營運規模與成本後,已達到營收平衡。至於 Meraki 也更改售價策略,專注於提供商業化 Mesh Network 解決方案,甚至做了一些措施,將客戶綁死在他們的收費平台上。因此有衍生的其他商業機制替代如 Open-Mesh 等。

Rex's presentation on OpenWRT case studies 這是連續第三年上台在 COSCUP 分享 OpenWRT 相關的經驗,前兩年談得是基本的使用、或是稍微進階一點修改韌體給一兩百人的研討會使用,稍微還帶到一點技術。

今年的分享,試著想要切合研討會的「Open source friendly hardware platform」的連續議程的主題,切成兩部份,一部分是 OpenWRT 偏商業應用與分析,分析過去一年來在網通市場的生態系統中,不同層面的廠商各用了甚麽樣的策略與方法去應用 OpenWRT 這套開源的系統,並且對業務與市場可以有甚麽樣的幫助。第二部份,則請在網通代工廠工作的 macpaul ,分享從網通廠工程師的角度,以 OpenWRT 做開發的實務整合經驗與效能結果。

我的簡報可於下載,macpaul 的部份可於觀看。全程演講之錄影也已經上線。有任何問題,歡迎與我聯絡,或留言於此。更歡迎在網通產業的前輩給予指教,特別是國內網通廠或 SoC 晶片廠對 OpenWRT 的態度與看法。

This is my third time to share my experience on OpenWRT project at COSCUP. The last two year I have shared the basic usage and software framework of OpenWRT, and also my experience to customize the OpenWRT firmware for open source conferences for allowing more then 100 people get connected with wifi in single room.

This year, I like to line up with the track ‘Open source friendly hardware’. So with another speaker Macpaul, we split the talk into two parts. The first part is presented by me, talked about how the industry use OpenWRT in their products, and how OpenWRT can do in the ecosystem. I tried to analysis how the strategies work on the business and marketing. The second part is presented by mapcual, as a OEM vendor engineer, macpaul shared his experience on day-on-day router firmware development, and the performance of the OpenWRT software stack.

At the beginning of this conference,  we were thinking about invite the core developers of OpenWRT project. But due to the limit of the event funding, the team can not afforded the ticket and hotel for trip of speaker. Hope, next year we will have opportunity to invite the core developers from the other country.

Photo is taken by Jim Grisanzio, The best photo of my talk I can find on Internet. Thanks! Jim.

身為一個熱愛使用各種開放原碼韌體的開發者,我一直很關注各種可以應用第三方韌體的網通硬體產品。若要說起非官方韌體,最早的開放原碼社群起源之一就是 Linksys 的 WRT54G 系列產品。若你也曾尋找類似的產品,你會知道 Linksys WRT54G 一直都是最多開放原碼韌體支援的平台,而且可以採購特定版號 (v2 到 v4) 間的產品,因為這幾款早期的產品,尚未受到後來產品縮減成本的壓力,記憶體與快閃記憶體等硬體資源較多,容易安裝功能強大但佔用較多記憶體的第三方韌體版本。

雖說這款產品已經在市場上流通相當久,其中原廠的早期硬體版本早以斷貨。但是在拍賣網站或中國市場依然可以找到大量的早期硬體版本,甚至是裸版,價格有點渾亂,從接近原廠售價到幾乎是 BOM 成本的價格都有,數量不限。若稍微仔細查看,會發現產品上面的序號欄位是空白的,甚至沒有原廠品牌。原來這是傳說中仿冒原廠電路板與外觀設計的山寨版路由器。

令人聯想的是,為甚麽一般的 SOHO 家用等級無線路由器產品,技術門檻顯然比手機低許多,但卻沒有演化出同山寨手機一樣的複雜多樣性市場,反而更多還持續行品牌仿冒、產品複製的山寨老路。

筆者想主要的因素恐怕是毛利率與網通單調產品的特性。網通產品同手機不同的是,消費者不因為不同的外觀,或功能性潮流更換設備,許多網通設備都是安裝之後,在硬體故障前都不會進行異動或升級,除非需要有納入新技術的需求,如轉換至 IPv6 或 802.11n 等,才會考量因相容性而進行產品升級。

即便廠商在有限的變化中極力追求產品差異化,設計不同的外型,或特殊的韌體功能,但是相對太多多樣性的產品,也會造成製造、庫存等運營成本提高,利潤跟銷售量不見得會因此提昇。最終,能夠影響銷售量的,還是端看行銷資源的投入多寡。

於是這些中國山寨網通設備製造廠商,除了為其他自有品牌商代工外,最有穩定的利潤莫過於重複製造一些具備固定市場的特定模組產品。這些設備的固定族群來自進階使用者與系統整合商。以 WRT54G 而言,網路上有許多開放原碼的韌體系統,包含了 OpenWRT, DD-WRT, HyberWRT (已停止維護) 等,都支援此硬體平台。因此進階使用者或小規模系統整合商,甚至是無線網路分享社群,都有機會客製化自己的功能,並可以調整一些在原廠韌體中不予開放的選項,適用於不同的需求與應用。
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朋友的介紹下,知道了法國的 /tmp/lab 正在籌辦 Wireless Battle Mesh 2009。身為一個 OpenWRT 使用者,以及 802.11 Wireless Mesh Networks 的技術評估人員,一直都持續私下地嘗試不同的 Wireless Mesh Network 通訊協定的不同組合,希望能夠找到一組技術本質上最適宜 Urban Wireless Network 使用的方案。除了開放原碼的協定外,也有機會測試一些台灣廠商所自行開發的私有協定。

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Source: http://n0rg.org/wbm2009

不過礙於資源與時間的限制,只能作一些業餘程度的實驗,還沒有機會可以設定起不同的協定做效能評比。很高興可以聽到在法國巴黎,有一群人,實際的選用了三種不同的 Mesh Network 路由協定 OLSR, BatmanBABEL,並為三種不同的協定各自設定了 25 個節點進行測試。

其中 OLSR 與 BABEL 都是 Layer 3 mesh protocol,算是單純的 IP-based mesh routing protocol。在這個活動之前,我並不知道關於 BABEL 這個協定的資訊,據聞是巴黎第六大學 (Universite Pierre et Marie Curie, ‘Universite Paris 6’) 的 Juliusz Chroboczek 所開發,比較大的特色是 BABEL 可以同時支援 IPv4/IPv6 dual stack, 不像目前有些 Mesh Protocol 都僅能單獨支援 IPv4 或 IPv6。無法同時支援兩種 IP 協定。如 Batman 在 batman-adv 版本中才支援 IPv6, OLSR 則只能單獨支援 IPv6.

Source: http://n0rg.org/wbm2009

你若曾經研究過幾種不同的 Mesh Network Protocols,應該會知道由於協定的差異與不同演算法實做,常常造成 CPU、記憶體的耗損上有極大的差異,進而影響網路的延展性。另外,由於路由協定考慮的變數不同,有的協定容易造成非常容易斷線的狀態,或者由於考慮變因太多,使的路由的收斂時間變長,甚至因為路由中的黑洞問題,造成路由無窮迴圈。又或者,控制網路的封包過大、過多,結果造成網路上被控制封包佔據,傳輸效能不彰的現象。

即便上述許多現象可以透過演算的方式測試,但是更多時候,若能夠實際的架設一個實驗網絡,是最能夠進行效能校調,以及務實的進行效能評比的了。而 Wireless Battle Mesh 2009 的目的就是如此,為了能夠測試每一種協定的差異,公平的使用同一套 Linux 套件系統(BSP) OpenWRT 與同樣等級的硬體平台。

Source: http://n0rg.org/wbm2009

Wireless Battle Mesh 2009 Wiki 上的說明提到,本次測試使用的硬體有 FON Fonera, Linksys WRT54GL, Linksys WRT54GS v4, ASUS WL-HDD25 等。根據小道消息,Batman Adv 的效果比 OLSR 與 BABEL 都好一點,儘管這跟我期待的結果一樣,不過還沒看到數據之前,我自己也還無法信服阿。更多關於 Wireless Battle Mesh 2009 的圖片與影像紀錄可以於找到。

類似的無線測試計畫,我還注意到柏林自由大學 (Freie Universität Berlin)Distributed Embedded Systems (DES) testbed,目前建制了七十個節點,最終希望建制到一百個點。多種開放原碼的路由協定也都會被置入此測試平台中,目前利用此測試平台所研究的十六篇論文都已經發表在網站上。從DES Testbed 的相關研究一頁,我們看到有許多大學也曾經或正在設置過類似的研究平台。如 Leipzig Wireless Mesh Testbed, USCB MeshNet, UMIC-Mesh.net, 韓國 WiSEMesh(Wireless Scalable and Efficient Mesh network) 等。

其中部份大學的研發動力,也演化成社區的自治無線網路基礎,變成一個更廣大的使用者族群。或是像 MIT 的 Roofnet,脫離學術網路變成獨立的商業公司 Meraki Networks, 將技術商業化到全世界市場,算是相當成功的轉型案例。

另外一個我特別注意的測試系統是 ORBIT Lab (Open-Access Research Testbed for Next-Generation Wireless Networks),這個系統有趣的是除了設定 20×20 的測試節點陣列,使用者可以利用終端端設定每一個節點要載入測試的作業系統磁碟檔案,也可以透過 API 控制、查詢每個節點的狀況。是我目前見到最先進的測試環境了,先前曾經找過國內的大學、研究機構,都還沒看到有機構投資這樣的測試環境。不愧是美國國家科學基金會花了五百四十五萬美金分四年所投資的 Networking Research Testbeds (NRT) 研究計畫阿。