Mein erstes HomeKit Produkt war tatsächlich ein Eve Door & Window, ein kleiner Fenster/Türkontakt der Firma eve (früher Elgato). Dieser funkte über das Bluetooth Protokoll mit dem HomeKit Ökosystem und ließ sich einfach, sicher und schnell einbinden. Es folgten weitere Geräteklassen: Zwischenstecker, Heizkörperthermostate, Rauchmelder und weitere. Alle hatten die Funktechnik Bluetooth mit dabei. Und ich muss wahrscheinlich nicht explizit erwähnen, dass die Reaktionszeiten gelinde gesagt enttäuschen waren. Apple half noch mit iOS10 etwas nach, indem es die Verbindungstechnik verkürzte, aber schon damals war ersichtlich, dass diese Technik nicht optimal funktioniert.

Mehr Steuerzentralen und Reichweitenvergrößerung

Anfangs versuchte sich Eve noch mit einem Trick zu behelfen: Das Produkt „eve Extend“ wurde lange angekündigt und erschien dann tatsächlich. Es sollte die Reichweiten und Reaktionsprobleme lösen. Ein kleines, quadratisches Kästchen, dass über WiFi in Euer Netzwerk integriert wurde und dann mit den Geräten über Bluetooth sprechen konnte. Ich selbst hatte auch einen solchen „eve Extend“, eine Verbesserung konnte ich allerdings nicht wirklich feststellen. Dass das Produkt nur die eigenen eve Produkte unterstützte, verhalf ihm auch nicht wirklich zu einer richtigen Marktdurchdringung.

Verbesserte Geschwindigkeit und mehr Stabilität

Ich habe in den letzten Monaten angefangen, die letzten Produkte, die noch auf Bluetooth LE setzen, auszutauschen. Einige der letzten Geräte waren die Heizkörperthermostate von Eve, die gegen Exemplare von Bosch getauscht wurden. Auch die meisten Fenter/Türkontakte sind mittlerweile auf Thread Versionen ausgewechselt worden. Und was soll ich sagen? Die Stabilität und Geschwindigkeit des gesamten SmartHome haben sich enorm verbessert. Dauerte es bisweilen schon mal einige Zeit, bis sich das Thermostat im Badezimmer schloss, wenn ich das Fenster öffnete, passiert dies jetzt fast instantan.

Ich kann Euch daher nur empfehlen, speziell alte Geräte, die noch mit Bluetooth LE funken, gegen modernere Varianten auszutauschen. Welche Geräte habt Ihr noch mit Bluetooth LE im Einsatz? Schreibt es mir gerne in die Kommentare.

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AirPort Extreme

Es gab Zeiten in meinem Netzwerk, da war ich noch zufrieden mit zwei, drei AiPort Extreme und/oder AirPort Express WiFi Access Points. Die Geräte funktionierten hervorragend, boten eine gute Ausleuchtung und liefen sehr stabil. Irgendwann waren diese Geräte aber dann nicht mehr genug, und das hat mehrere Gründe. Zum einen wollte ich eine zentrale Verwaltung der einzelnen Access Points und zudem boten zumindest die 4. Generation der AirPort Extreme nur WiFi 4. Ich machte mich also auf die Suche nach einer vernünftigen Lösung und kam schnell zu dem Schluss, dass es eine Lösung von Ubiquiti sein sollte.

Ich kannte die Geräte und Lösungen von Ubiquiti schon von meiner beruflichen Praxis und war daher sofort startklar. Doch auch das ist schon einige Jahre her, was kann ich Euch also im Jahr 2024 empfehlen?

Zuallererst möchte ich vorwegschicken, dass wenn Ihr Euch heute einen Access Point zulegt, Ihr definitiv einen WiFi 7 Access Point auswählen solltet. Wie oben bereits erwähnt, empfehle ich Euch die Produkte von Ubiquiti, diese heißen Unifi und das aktuelle WiFi 7 Modell nennt sich schlicht U7 Pro. Der Access Point ist außerdem der derzeit günstigste am Markt, mit Unterstützung von 6GHz.

Das Gerät kostet aktuell rund 200€ und bietet alle 3 aktuellen Funkstandards im 2,4GHz, 5GHz und 6GHz Bereich. Die Wahrheit ist aber auch: Sehr wahrscheinlich werdet Ihr aktuell gar nicht Client-Gerät besitzen, welches WiFi 7 unterstützt. Das Gegenteil ist der Fall: Die allermeisten SmartHome Geräte, wie HomeKit Steckdosen, Kameras etc. unterstützten nur WiFi 4. Dies ist aber nicht allzu schlimm, da für solche Geräte eher wenige Daten ausgetauscht werden müssen und höhere WiFi Chips den Herstellern somit wenig nützen und nur den Preis nach oben treiben.

Trotz alledem würde ich heute keinen WiFi 6 oder gar WiFi 5 Access Point mehr empfehlen, da man diese meist über viele, viele Jahre verwendet und es daher ärgerlich ist, wenn man heute Technik kauft, die schon viele Jahre alt ist. Die Preisunterschiede halten sich ebenfalls in Grenzen, das Pendant zum U7 Pro in der Vorgängergeneration, der U6 Pro kostet gerade einmal rund 25€ weniger. Da ist dann wahrscheinlich am falschen Ende gespart.

Auf jeden Fall zu empfehlen ist die für die zentrale Konfiguration notwendige UniFi Software. Diese kann entweder auf einem handelsüblichen PC/Mac installieren oder auf einem zentralen Server (Windows, Linux), sollte dieser vorhanden sein. Es gibt aber auch ein separates Hardware Gerät für die Verwaltung. Es nennt sich CloudKey+ und kostet über 200€. Eher empfehlen würde ich Euch dann das Cloud Gateway Ultra, welches neben der zentralen Verwaltung für 30 UniFi Geräte auch noch den passenden Router für Euren Internetzugang mitbringt. Zudem ist der Preis mit 110€ sehr attraktiv.

Einmal eingerichtet, laufen die UniFi Geräte sehr stabil, es gibt lange Firmware-Updates und der Support ist durch die große Marktdurchdringung der Geräte auch sehr gut. Wenn Ihr also nach einem WiFi Update in Eurem Netzwerk Ausschau haltet, dann schaut Euch doch mal die Geräte von Ubiquiti an.

Was ist Eure Meinung zu den Unifi Geräten? Habt Ihr diese bereits im Einsatz oder plant, sie anzuschaffen?

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Nehmen wir als Beispiel einen einfachen Stromzwischenstecker, der per WiFi ins Netzwerk eingebunden ist. Dieser Adapter bekommt über das DHCP Protokoll eine IP-Adresse in Eurem Netzwerk zugewiesen.

Unter dieser Adresse ist dieser Adapter nun in Eurem Netzwerk erreichbar. Der Adapter fängt nun an per Multicast Datenpakete in Euer Netzwerk zu senden. Diese Datenpakete enthalten zum Beispiel Informationen über seinen Namen, seine IP-Adresse sowie die Dienste, die er anbietet. Als Beispiel kann man hier einen AirPlay Speaker nehmen. Wenn Ihr einen solchen in Eurem Netzwerk betreibt und Ihr auf Eurem iPhone in der Musik App das AirPlay Icon drückt, erscheint dieser automatisch in der Liste der wählbaren Ausgabemöglichkeiten. Aber woher weiß Euer iPhone überhaupt, dass dieser Speaker existiert und wie er erreichbar ist?

It just works?

Ganz einfach: Der Speaker hat diese Informationen über Multicast in Eurer Netzwerk gesendet. Das Multicast Protokoll sendet diese Daten an jedes Netzwerkgerät, welches in Eurem Netzwerk existiert, egal, ob es diese bekommen möchte oder nicht.

Ihr könnt dies sehr einfach nachprüfen. Im App Store gibt es hierzu eine App namens „Discovery“, diese ist auch für Macs verfügbar. Diese App macht sichtbar, was ihr normalerweise nicht mitkommt. Es listet die verschiedenen Multicast Daten auf, die Euer Gerät unentwegt bekommt. In unserem Beispiel oben werdet ihr feststellen, dass ein „Bereich“ in der App auftaucht, der sich „_raop._tcp“ nennt. In diesem Bereich tauchen alle Geräte auf, die den Dienst „AirPlay“ anbieten. Wahrscheinlich werdet ihr noch weitere Bereiche antreffen, diese werden ebenfalls von Geräten in Eurem Netzwerk ausgesendet.

Home(Kit) Accessory Protocol

Die für uns interessanten Details findet Ihr unter dem Bereich „_hap._tcp.“. Hier tauchen alle HomeKit Geräte auf, die Ihr in Eurem Netzwerk betreibt. Achtung: Natürlich seht Ihr hier nur Geräte, die per WiFi oder Ethernet eingebunden sind. „HAP“ steht hier für „Home(Kit) Accessory Protocol“. Die App „Discovery“ ist also Euer erster Anlaufpunkt, um zu schauen, ob Eurer Geräte sich in Eurem Netzwerk erfolgreich per Multicast bekanntgeben können.

Doch was, wenn hier keine Geräte auftauchen? Wieso können Probleme auftreten und noch viel wichtiger: Wie könnt Ihr diese Probleme lösen? All das in Teil 3 dieser Artikelserie.

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Kommen wir zuerst einmal zu den Begrifflichkeiten. Was genau ist mDNS?

mDNS, oder Multicast DNS, ist ein Protokoll, das entwickelt wurde, um die automatische Entdeckung und Auflösung von Rechner- oder Dienstenamen in lokalen Netzwerken ohne zentralen DNS-Server zu ermöglichen. Hier ist eine technische Zusammenfassung:

1. Funktionsweise:

• mDNS nutzt das User Datagram Protocol (UDP) und das Internet Protocol (IP) für die Kommunikation.
• Geräte senden periodisch Multicast-Nachrichten, um ihre Anwesenheit im Netzwerk bekannt zu geben.
• Diese Nachrichten enthalten Informationen wie den Gerätenamen und die IP-Adresse.
• Andere Geräte im Netzwerk hören auf diese Nachrichten und können die Informationen verwenden, um die verfügbaren Dienste und Geräte zu erkennen.

2. Service Discovery:

• mDNS ermöglicht es Geräten, sich gegenseitig zu entdecken, ohne dass ein dedizierter DNS-Server erforderlich ist.
• Durch das Senden von Multicast-Anfragen können Geräte im Netzwerk nach Diensten suchen, die von anderen Geräten angeboten werden.
• Die Dienstinformationen werden in speziellen DNS-RR (Resource Record) Formaten gesendet, die für mDNS angepasst sind.

3. Namensauflösung:

• Wenn ein Gerät den Namen eines anderen Geräts im Netzwerk auflösen muss, sendet es eine Multicast-Anfrage nach dem entsprechenden DNS-RR.
• Das Gerät, das den Namen besitzt, antwortet mit seiner IP-Adresse.
• Diese Auflösung ermöglicht es Geräten im Netzwerk, miteinander zu kommunizieren, ohne dass der Benutzer die IP-Adresse kennen muss.

4. Anwendungen:

• mDNS wird häufig in lokalen Netzwerken eingesetzt, in denen eine einfache und automatisierte Konfiguration erforderlich ist, z. B. in Heimnetzwerken, kleinen Unternehmen oder bei Geräten des Internet of Things (IoT).
• Es wird auch von Betriebssystemen wie macOS (unter dem Namen „Bonjour“) und verschiedenen Linux-Distributionen unterstützt.

5. Einschränkungen:

• Da mDNS auf Multicasts basiert, funktioniert es nur innerhalb desselben Netzwerks oder Subnetzes.
• Es ist nicht für die Verwendung über das Internet geeignet, da Multicast-Traffic in der Regel von Routern blockiert wird.

6. Sicherheit:

• Da mDNS in lokalen Netzwerken betrieben wird, kann es potenzielle Sicherheitsrisiken darstellen, wenn es nicht richtig konfiguriert ist.
• Die Authentifizierung und Verschlüsselung von mDNS-Nachrichten sind möglich, aber nicht standardmäßig implementiert und erfordern zusätzliche Konfiguration.

Insgesamt bietet mDNS eine einfache und effektive Möglichkeit für Geräte in lokalen Netzwerken, sich automatisch zu entdecken und miteinander zu kommunizieren, ohne auf einen zentralen DNS-Server angewiesen zu sein.

Ok, soweit zu mDNS. Was genau ist aber DNS-SD?

DNS-SD, oder DNS Service Discovery, ist ein Protokoll, das auf dem Domain Name System (DNS) basiert und entwickelt wurde, um die automatische Entdeckung und Anzeige von Netzwerkdiensten zu ermöglichen. Hier ist eine technische Zusammenfassung:

1. Funktionsweise:

• DNS-SD ermöglicht es Netzwerkdiensten, ihre Verfügbarkeit und Konfigurationsinformationen über DNS zu veröffentlichen.
• Dienstanbieter veröffentlichen spezielle DNS Resource Records (RR) in einem bestimmten Namensraum, um ihre Dienste bekannt zu machen.
• Clients können dann DNS-Anfragen senden, um Dienste im Netzwerk zu entdecken und deren Konfigurationsdetails abzurufen.

2. Service Discovery:

• Dienstanbieter verwenden DNS-SD, um Dienste wie Drucker, Dateifreigaben, Medienserver usw. im Netzwerk bekannt zu machen.
• Sie veröffentlichen Dienstbeschreibungen, die Informationen wie den Diensttyp, den Port und andere Parameter enthalten.
• Clients können DNS-Anfragen senden, um Dienste eines bestimmten Typs oder mit bestimmten Eigenschaften zu finden.

3. Namensauflösung:

• DNS-SD ermöglicht es Clients, den Hostnamen und die IP-Adresse eines Dienstes zu ermitteln, um eine Verbindung herzustellen.
• Clients senden DNS-Anfragen, die spezielle Service Discovery Resource Records (SRV RR) oder Pointer Resource Records (PTR RR) enthalten.
• Die Antwort enthält den Hostnamen und die IP-Adresse des Diensteanbieters.

4. Anwendungen:

• DNS-SD wird in verschiedenen Umgebungen eingesetzt, einschließlich lokaler Netzwerke, Unternehmensnetzwerke und IoT-Umgebungen.
• Es ermöglicht die automatische Konfiguration von Netzwerkdiensten, was die Benutzerfreundlichkeit und Interoperabilität verbessert.
• DNS-SD wird von verschiedenen Betriebssystemen und Anwendungen unterstützt, darunter macOS, Linux, Windows und iOS.

5. Integration mit DNS:

• DNS-SD erweitert das herkömmliche DNS-System um spezielle RRs, um Dienste zu veröffentlichen und zu entdecken.
• Es verwendet bestehende DNS-Infrastrukturen und Protokolle, was die Implementierung und Integration erleichtert.

6. Sicherheit:

• DNS-SD bietet grundlegende Mechanismen zur Sicherung von Diensten, einschließlich der Möglichkeit, Dienste nur für autorisierte Clients sichtbar zu machen.
• Zusätzliche Sicherheitsfunktionen wie Authentifizierung und Verschlüsselung sind möglich, erfordern jedoch häufig zusätzliche Konfiguration und Implementierung.

Insgesamt bietet DNS-SD eine leistungsstarke Möglichkeit für die automatische Entdeckung und Anzeige von Netzwerkdiensten über das DNS-Protokoll. Es verbessert die Benutzerfreundlichkeit und Interoperabilität von Netzwerken und wird in einer Vielzahl von Umgebungen eingesetzt.

Klasse, als letztes müssen wir noch VLAN verstehen.

Ein Virtual Local Area Network (VLAN) ist eine Technologie, die es ermöglicht, ein physisches Netzwerk in mehrere logische Netzwerke zu unterteilen, die sich wie separate und unabhängige Netzwerke verhalten. Hier ist eine technische Zusammenfassung:

1. Funktionsweise:

• VLANs verwenden Switching-Technologien, um den Datenverkehr innerhalb des Netzwerks zu segmentieren.
• Sie arbeiten auf der Ebene 2 des OSI-Modells und nutzen den IEEE 802.1Q-Standard zur Markierung von Paketen mit VLAN-IDs.
• Switches verwenden diese VLAN-IDs, um den Datenverkehr zwischen den Ports entsprechend den definierten VLAN-Konfigurationen weiterzuleiten.

2. Logische Segmentierung:

• Durch die Verwendung von VLANs können Netzwerkadministratoren das physische Netzwerk in mehrere virtuelle Segmente unterteilen.
• Jedes VLAN bildet ein eigenständiges logisches Netzwerk, das unabhängig von anderen VLANs betrieben werden kann.
• Geräte innerhalb desselben VLANs können miteinander kommunizieren, während der Datenverkehr zwischen verschiedenen VLANs in der Regel durch Router oder Layer-3-Switches weitergeleitet wird.

3. Flexibilität und Skalierbarkeit:

• VLANs bieten Flexibilität, da sie es ermöglichen, Netzwerke entsprechend den Anforderungen der Organisation oder Anwendung zu organisieren.
• Sie erleichtern die Skalierung, da sie es Administratoren ermöglichen, neue logische Segmente hinzuzufügen oder bestehende zu ändern, ohne physische Veränderungen am Netzwerk vornehmen zu müssen.

4. Sicherheit:

• VLANs verbessern die Sicherheit, indem sie den Datenverkehr zwischen verschiedenen Netzwerksegmenten isolieren.
• Durch die Segmentierung können Sicherheitsrichtlinien und Zugriffskontrollen auf VLAN-Ebene implementiert werden, um den Datenverkehr zu steuern und Sicherheitsrisiken zu minimieren.

5. Anwendungen:

• VLANs finden in einer Vielzahl von Umgebungen Anwendung, einschließlich Unternehmensnetzwerken, Rechenzentren, Schulen, Universitäten und öffentlichen WLAN-Netzwerken.
• Sie werden verwendet, um Abteilungen, Benutzergruppen, Gäste und sensible Systeme voneinander zu isolieren und die Netzwerkleistung zu optimieren.

6. VLAN-Trunking:

• VLAN-Trunking bezeichnet den Transport von Datenverkehr über ein einzelnes physisches Kabel, das mehrere VLANs unterstützt.
• Trunk-Ports auf Switches ermöglichen die Übertragung von VLAN-markierten Paketen zwischen Switches oder zwischen Switches und Routern.

7. VLAN-Tagging:

• VLAN-Tagging bezieht sich auf das Hinzufügen von VLAN-IDs zu Ethernet-Frames, um den Datenverkehr den entsprechenden VLANs zuzuordnen.
• Dies geschieht mithilfe des IEEE 802.1Q-Protokolls, das einen zusätzlichen Header im Ethernet-Frame für die VLAN-Kennzeichnung bereitstellt.

Insgesamt bietet VLAN-Technologie eine effektive Möglichkeit zur logischen Segmentierung und Organisation von Netzwerken, was zu einer verbesserten Leistung, Sicherheit und Skalierbarkeit führt.

Diese 3 Technologien bzw. genauer gesagt, eher die ersten beiden, sind wichtige Merkmale in einem HomeKit Netzwerk. Die Lauffähigkeit dieser Technologien ist zwingend erforderlich. Wie Ihr testen könnt, ob diese vernünftig laufen und was zu tun ist, wenn nicht, erkläre ich Euch im nächsten Teil dieser Reihe.

The post mDNS, DNS-SD, VLAN – Was im Netzwerk für HomeKit wichtig ist | Teil I first appeared on HomeKit Daily.