W4NJA Field Day Computer Networking 2014 - … · 05/04/2014 · Document: W4NJA Field Day Computer...

29
Document: W4NJA Field Day Computer Networking 2014 | Version: 20140405 1 W4NJA Field Day Computer Networking 2014 Document: W4NJA Field Day Computer Networking 2014 Version: April 5, 2014 Author: Paul Smith – ND4X

Transcript of W4NJA Field Day Computer Networking 2014 - … · 05/04/2014 · Document: W4NJA Field Day Computer...

Document: W4NJA Field Day Computer Networking 2014 | Version: 20140405  1 

 

W4NJA Field Day  

Computer Networking 

2014     

       

Document:  W4NJA Field Day Computer Networking 2014 Version:  April 5, 2014 Author:  Paul Smith – ND4X    

Document: W4NJA Field Day Computer Networking 2014 | Version: 20140405  2 

 

For  the  last  few  years  the  Paducah Amateur Radio Association  (PARA) has had 

excellent HF  radio equipment,  computers, and most  importantly  club members 

showing up to operate the radios and assist in any way they can. 

The one issue we have been facing however is a reliable wireless network, to link 

the  logging  computers  (N1MM  software)  together  in  a  100%  reliable manner.  

Because we have been operating  from within a DES communications bus, an RV 

and  a  public  pavilion,  all  spread  out  over  a  local  park, we were  taking  normal 

wireless cards past the limits of their normal ranges. 

So this year, for the 2014 Field Day event, PARA decided to tackle this hurdle, with 

an improved wireless network plan.  The RV has always been in the center of the 

operating  area,  so  we  decided  to  place  an  external  omni‐directional  vertical 

antenna there, and use high gain directional antennas at the other two locations, 

pointing back to the RV and the omni‐directional antenna. 

Ed, AB4IQ built the omni‐directional antenna for the RV.  The beam antennas are 

commercial  units manufactured  by MFJ  and  are model MFJ‐1800.    The Model 

MFJ‐1800  is  a  2.4GHz Wi‐Fi  antenna made  for  802.11b  and  802.11g  wireless 

networks, providing 15 DBi gain with 16 elements. 

 

 

Now that we came up with an antenna solution, the next step was to figure out 

how to connect the logging personal computers to them, in order to achieve that 

100%  reliable  network we were  striving  for.    The  standard  USB  style wireless 

cards would not work, because  they had no means  to connect  to  the  “N”  style 

connector found on the antenna. 

We  then  decided  to  purchase  three  of  the  commonly  available  Linksys  (Cisco) 

Wireless‐G  broadband  routers,  Model  WRT54GL,  Version  1.1.    These  units 

operate on the 802.11b/g wireless standard at 54Mpbs.  

Document: W4NJA Field Day Computer Networking 2014 | Version: 20140405  3 

 

  

 

This would give us the flexibility we would need in 2014 and for several years and 

events to come.  The dual antennas on the back can be unscrewed from the base 

unit.    By  utilizing  this  feature,  we  could  leave  one  of  the  standard  antennas 

connected  for  local wireless connectivity  in  the  immediate operating area  if  the 

need should arise, while  removing  the second antenna and connecting  it  to  the 

beam or omni‐directional antennas for wide area support, through a coax jumper.  

The  second  feature  that  we  saw  as  am  important  feature  was  the  ability  to 

connect up  to  four personal computers  to each of  the  routers  through  the  four 

integrated 10/100 Mbps Ethernet ports.  The third import feature of these units is 

that  they are DD‐WRT compatible.   By upgrading  the  standard “out‐of‐the‐box” 

unit  and  firmware  to DD‐WRT, we  could  control  the  network  to  an  extent  not 

possible before.  For more information on DD‐WRT, see the benefit summary and 

configuration procedure  later  in this article.   By building on this platform,  it now 

becomes easy  to expand our operation  from  the  three  current  stations,  to any 

number we wish  in the  future, by adding an additional antenna and router with 

the upgraded firmware. 

The site we use  for Field Day  is heavily wooded, making wireless networking  in 

the 5 GHz frequency range extremely difficult.  Because of this we choose to use 

the 2.4 GHz range, which  is native  in  the Linksys router.   Also, since  the N1MM 

logging program used at field day passes all data between the logging computers 

in  plain  text, we  decided  to  lower  the  transmission  rate  from  54 Mpbs  to  11 

Mpbs.   Faster  is not always better  in extreme environments, 11 provides more 

than  enough  throughput,  and  by  locking  all  routers  at  11 Mpbs,  there was  no 

interruptions caused by trying to auto‐negotiate for a faster link. 

Document: W4NJA Field Day Computer Networking 2014 | Version: 20140405  4 

 

 

 

The logging personal computers are to have statically assigned IP addresses in the 

192.168.1.70 through 192.168.1.99 range. 

A WAN link to the internet is possible by using an Ethernet modem connected to 

the Internet Port on the central router. 

After  you  configure  the  firmware  upgrade  to  DD‐WRT  and  then  set  all  the 

configuration  parameters,  you  still  have  one  very  important  job  to  do  before 

testing.    Label Everything.   This  cannot be  said enough.    If  you use  the  routers 

Document: W4NJA Field Day Computer Networking 2014 | Version: 20140405  5 

 

once a year at field day, you will forget some of the settings and setup from year 

to  year.    This  especially  helps  others who  are  assisting with  setup.    Trying  to 

remember which  cable  goes where,  or which  box  is which  in  the middle  of  a 

thunderstorm  is  not  a  fun  way  to  begin  setup.    Here  is  how  we  labeled  our 

routers. 

 

Central Router (There is only one router configured as the Central Router, any other attempt will not end well during 

testing.) 

 

Document: W4NJA Field Day Computer Networking 2014 | Version: 20140405  6 

 

 Secondary Routers (Note the top has different WAN labels, and the bottom has the unique IP information for each 

secondary device.) 

 

Document: W4NJA Field Day Computer Networking 2014 | Version: 20140405  7 

 

  

Document: W4NJA Field Day Computer Networking 2014 | Version: 20140405  8 

 

 

 

 

 

Logging Personal Computer Configuration 

Connected to Router  W4NJA‐001 W4NJA‐002 W4NJA‐003

IP Address  192.168.1.70 192.168.1.71 192.168.1.72

PC name     

   

Document: W4NJA Field Day Computer Networking 2014 | Version: 20140405  9 

 

DD‐WRT Benefits 

DD‐WRT firmware lifts restrictions on a router by providing advanced capabilities that can improve your Internet experience. Here's a list of a few specific DD‐WRT benefits: 

1. Adjustable antenna power to increase your wireless spectrum. 2. Stability of running a Linux based non‐proprietary firmware. 3. VPN (Virtual Private Network) pass‐through capabilities. 4. Advanced QoS (Quality of Service) controls for bandwidth allocation to your 

various Network connections. 5. WDS  wireless  bridging  /repeating  protocol  AKA  the  "Repeater  Bridge" 

mode,  which  allows  you  to  easily  expand  your  network  using  a  second wireless router. 

6. Cycle your router from the Administration settings. 7. Built‐in DNS (Domain Name System) caching ‐ speeds up your connection to 

an array of sites. 8. Viewable  performance  graphs  and  statistics  to  watch  your  network 

performance and measure your bandwidth levels. 9. Configure the router as a Wi‐Fi hotspot for your business or neighbors with 

a verification page using the integrated Chillispot or NOCATSPLASH. 10. Radius Authentication for additional wireless security. 11. VLAN (Virtual Local Area Network) Support. 12. A functional DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) server. 13. Create unique SSIDs (service set identifiers) when using multiple routers. 14. NAT (Network Address Translation) support. 15. Frame Bursting Capabilities. 16. Software support for the SD‐Card hardware modification. 

 

   

Document: W4NJA Field Day Computer Networking 2014 | Version: 20140405  10 

 

DD‐WRT Configuration Procedure 

First  the  DD‐WRT  software must  be  downloaded  to  your  personal  computer.  

Version 24 was available  for  the  Linksys  routers at  this  time.   You will need  to 

download both the mini and standard versions  into two separate download sub‐

folders on your personal computer.   

The  download  site  is  “http://www.dd‐wrt.com/dd‐wrtv2/down.php?path= 

downloads%2Fv24‐sp1%2FConsumer%2F Linksys%2FWRT54GL_1.1/”. 

Make sure the WRT54GL is connected to a UPS power supply. 

Now, disconnect your personal computer  from  the outside  internet and hook  it 

up  to LAN Port 1 of  the  router you are going  to upgrade.   Do not go  through a 

network  switch,  doing  so will  cause  the  upgrade  to  fail  and  you will  brick  the 

router. 

Give your personal computer a static IP address of 192.168.1.73. 

Now  you have  to do  a hard  reset on  the WRT54G  router.    If  you do not do  it 

exactly like this, you will turn your router into a brick for the trash man to pick up 

next week.  This is known as a “30 30 30 reset”.  To do this: 

1. Press the reset button with the unit powered on for at  least 30 seconds – 

do  not  release  the  reset  button  until  you  are  completely  done with  the 

third step. 

2. Now,  still  holding  in  the  reset  button,  unplug  the  router  for  at  least  30 

seconds,  still holding  in  the  rest button.   Do not  release  the  reset button 

until you are completely done with the third step. 

3. After 30 seconds, plug the router back  in, still holding the reset button  in.  

Keep the reset button  in  for 30 seconds.   Now after a total of 90 seconds 

“30 30 30” has finally passed, you for release the reset button. 

After you have completed the reset on the router, use your web browser and surf 

to it using the IP address of 192.168.1.1.    You will be prompted for a User Name 

and Password.  Leave the User Name blank and enter a password of “admin”. 

Document: W4NJA Field Day Computer Networking 2014 | Version: 20140405  11 

 

Note  the existing  Firmware  version  in  your  router.    It will be  shown  in  the  top 

right corner.  In this example, it is Firmware Version v4.30.14. 

 

Now click on the “Administration” tab. 

You will  again  be  prompted  for  the User Name  and  Password.   Use  the  same 

information you entered earlier. 

Now on the menu line under Administration, click on “Firmware Upgrade”. 

Browse to the folder on your personal computer where you downloaded the DD‐

WRT firmware upgrades and select “dd‐wrt.v24_mini_generic.bin” file.  You have 

to upgrade  to  the mini  version  first, and  then do another  firmware upgrade  to 

install  the  DD‐WRT  Standard  version.    You  cannot  go  straight  to  the  DD‐WRT 

Standard version, your must upgrade to the Mini version first. 

Document: W4NJA Field Day Computer Networking 2014 | Version: 20140405  12 

 

Ensure that you are connected to a UPS.    If you should  lose power to either the 

personal computer, or the Linksys, during this process, you now have a nice new 

fancy brick. 

 

Click on “Upgrade” at the bottom of the screen. 

The  upgrade  may  take  five  minutes  or  more.    Do  not  interrupt  the  process, 

whatever you do.  You will see a progress bar in the middle of the screen showing 

percent completed.   Read  the next  step below before  clicking on any buttons.  

Again, failure to do this will brick your router. 

After the upgrade appears complete you will get the following message.   Do not 

immediately  click  on  “Continue”.    There  are  still  processes  going  on  in  the 

background.    Just  let  it  set  at  this  screen  for  a  full  five minutes  before  doing 

anything or clicking “Continue”.  This is very important. 

 

Document: W4NJA Field Day Computer Networking 2014 | Version: 20140405  13 

 

Now after at  least five minutes have passed, process “Continue”.   This will reset 

and reboot the Linksys WRT54GL router. 

You will now be prompted  for a user name and password after  the  router  rest.  

Because we  upgraded  the  firmware  to  DD‐WRT,  the  login  information  is  now 

different.  The User Name is “root” and the Password is “admin”. 

If all is successful, you will see the following screen. 

 

As you can see when you compare this to the screen shown above, several things 

have changed.  Linksys in the top left has been changed to dd‐wrt.com.  If you see 

this, you can uncross your fingers and toes; you did not brick your router during 

the upgrade.   A  close examination of  the  two  screens  shows  several additional 

features and changes. 

 

Document: W4NJA Field Day Computer Networking 2014 | Version: 20140405  14 

 

You  are  now  half  way  through  the  upgrade  process.    You  have  completed 

installing the Mini version.  Now you will install the Standard version. 

The next steps will be much like installing the Mini version of DD‐WRT. 

Click on the Administration Tab. 

Click on “Firmware Upgrade”. 

The  dropdown  for  “After  flashing,  rest  to”  should  be  set  to  “Reset  to  Default 

settings”. 

Browse to the folder on your personal computer where you downloaded the DD‐

WRT firmware upgrades and select “dd‐wrt.v24_std_generic.bin” file. 

Click on “Upgrade” at the bottom of the screen. 

The upgrade may take 300 seconds or more.   There  is a countdown timer  in the 

middle  of  the  screen  showing  how much  time  is  left  for  the  upgrade.   Do  not 

interrupt the process, whatever you do.  Read the next step below before clicking 

on any buttons.  Again, failure to do this will brick your router. 

You will now see a message saying “Upgrade Successful” and the unit will reboot. 

During the reboot you will lose your web interface page. 

After the reboot  is complete, surf to 192.168.1.1 again using your web browser.  

You will see the following screen. 

 

Document: W4NJA Field Day Computer Networking 2014 | Version: 20140405  15 

 

Key in a password you can remember.  For our example we will use “paraw4nja”.  

The User Name will  remain  “root”  (this  is a Linux based box).   Remember your 

password, without it you are dead in the water. 

You will now be forced to click on the “Change Password” button. 

There are so many new features;  it  is hard to begin explaining them all.   One of 

the  interesting  ones  is  the  ability  increase  the  standard  transmit  power  of  the 

WRT54GL  from  the  out‐of‐the‐box  70 mW  setting  all  the way  up  to  251 mW.  

While this does not sound  like much of an  increase,  it makes a huge different  in 

range.  One note on increasing the power setting however, with increased power 

comes  increased  heat  –  so  be  careful  in  an  environment  that  is  not  air‐

conditioned, like Field Day. 

Now you are ready to configure the Linksys WRT54GL router.   Only the changes 

mentioned need to be made.  If you make a change to one router, you need to do 

it to all to keep them consistent. 

Router Name  W4NJA‐001 W4NJA‐002 W4NJA‐003Local User  root  root  root 

Local Password  paraw4nja  paraw4nja  paraw4nja 

Local IP Address  192.168.1.20  192.168.1.21  192.168.1.22 

DHCP Address Range  192.168.1.200 ‐ 205  192.168.1.210 ‐ 215  192.168.1.220 ‐ 225 

GUI Port  8080  8080  8080 

Security Mode  WPA2 Personal  WPA2 Personal  WPA2 Personal 

WPA Algorithms  TKIP+AES  TKIP+AES  TKIP+AES 

WPA Shared Key  PARAW4NJApara  PARAW4NJApara  PARAW4NJApara 

 

 

   

Document: W4NJA Field Day Computer Networking 2014 | Version: 20140405  16 

 

Central Router Configuration – W4NJA‐001 

 

 

 

 

Document: W4NJA Field Day Computer Networking 2014 | Version: 20140405  17 

 

 

 

 

 

Document: W4NJA Field Day Computer Networking 2014 | Version: 20140405  18 

 

 

Document: W4NJA Field Day Computer Networking 2014 | Version: 20140405  19 

 

 

 

 

 

Document: W4NJA Field Day Computer Networking 2014 | Version: 20140405  20 

 

 

 

 

Document: W4NJA Field Day Computer Networking 2014 | Version: 20140405  21 

 

 

 

Document: W4NJA Field Day Computer Networking 2014 | Version: 20140405  22 

 

 

 

 

Document: W4NJA Field Day Computer Networking 2014 | Version: 20140405  23 

 

 

 

Document: W4NJA Field Day Computer Networking 2014 | Version: 20140405  24 

 

 

 

 

   

Document: W4NJA Field Day Computer Networking 2014 | Version: 20140405  25 

 

Secondary Router Configuration – W4NJA‐002, Etc. 

 

Document: W4NJA Field Day Computer Networking 2014 | Version: 20140405  26 

 

 

 

 

Document: W4NJA Field Day Computer Networking 2014 | Version: 20140405  27 

 

 

 

Document: W4NJA Field Day Computer Networking 2014 | Version: 20140405  28 

 

 

 

Document: W4NJA Field Day Computer Networking 2014 | Version: 20140405  29