Cách bắt đầu một câu lạc bộ phục hồi Internet
(bowshock.nl)- Do chiến tranh, địa chính trị và biến đổi khí hậu, khả năng xảy ra các sự cố Internet nghiêm trọng ở châu Âu trong tương lai có thể gia tăng
- Sử dụng bộ đàm LoRa và phần mềm Meshtastic, một nhóm tình nguyện viên quy mô nhỏ có thể đảm nhiệm vai trò dẫn dắt ban đầu trong việc khôi phục liên lạc
- Các phương thức vô tuyến nghiệp dư truyền thống kém hiệu quả do chi phí, độ phức tạp và mức tiêu thụ điện năng
- Mạng LoRa/Meshtastic có chi phí thấp, tiêu thụ điện thấp và có thể truyền tin nhắn văn bản mà không cần hạ tầng trung tâm
- Việc thành lập câu lạc bộ rất thực tế, bao gồm xây dựng mạng lưới chuyên gia địa phương, chuẩn bị thiết bị và tổ chức các buổi thực hành
Tổng quan
Tại châu Âu, do chiến tranh, căng thẳng địa chính trị và biến đổi khí hậu, người ta dự đoán sẽ có các sự cố Internet thường xuyên hơn trong tương lai. Trong bối cảnh chính phủ và doanh nghiệp phản ứng còn thụ động, một nhóm tình nguyện viên nhỏ có thể đóng vai trò dẫn dắt ban đầu trong việc phục hồi liên lạc bằng cách sử dụng bộ đàm LoRa và trình nhắn tin Meshtastic mã nguồn mở. Câu lạc bộ phục hồi Internet là một phương án xây dựng mạng mesh off-grid chi phí thấp và có thể ứng phó trong tình huống khẩn cấp
Giới thiệu tác giả
- Tác giả Valerie Aurora là một kỹ sư phần mềm hệ thống với 25 năm kinh nghiệm, đồng thời là nhà tổ chức tình nguyện; hiện phụ trách báo cáo về Cyber Resilience Act của châu Âu và tham gia ủy ban chương trình của các cuộc họp RIPE
Vì sao cần câu lạc bộ phục hồi Internet
- Như trường hợp chiến tranh Nga-Ukraine cho thấy, trong khủng hoảng cấp quốc gia, hạ tầng Internet và điện lực có thể bị tê liệt nghiêm trọng
- Các nhà vận hành Internet tại Ukraine đã áp dụng nhiều chiến lược phục hồi khác nhau như máy phát điện, cáp quang thụ động, nhân sự được miễn nghĩa vụ quân sự
- Các nước Tây Âu như Hà Lan vẫn còn chuẩn bị chưa đầy đủ cho khả năng xảy ra thảm họa thực tế
Kỹ thuật cho khủng hoảng và hành động cá nhân
- Từ góc nhìn kỹ thuật trong khủng hoảng, việc buộc tổ chức chuẩn bị trước khi khủng hoảng ập đến gần như là bất khả thi, vì vậy sự chuẩn bị trước từ cá nhân là rất quan trọng
- Cần thành lập câu lạc bộ, tập hợp các chuyên gia mạng và thử khôi phục liên lạc trực tiếp mà không dựa vào hạ tầng trung tâm
Giải pháp LoRa và Meshtastic
LoRa/Meshtastic là gì
- LoRa là công nghệ liên lạc vô tuyến không giấy phép, chi phí thấp, tiêu thụ điện thấp và tầm ngắn (vài km)
- Khi cài firmware mã nguồn mở Meshtastic, có thể nhắn tin dạng mesh mà không cần máy chủ trung tâm, mở rộng từ điểm-điểm (RF) sang mạng mesh
- Có thể kết nối với điện thoại thông minh hoặc PC qua Bluetooth hoặc WiFi
- Tối ưu cho việc truyền các tin nhắn văn bản đơn giản
Hạn chế của Ham Radio truyền thống
- Vô tuyến nghiệp dư có hiệu quả thấp do các vấn đề chi phí cao, công suất cao, giấy phép/đào tạo phức tạp
Hướng dẫn thành lập câu lạc bộ phục hồi Internet
Quy trình tóm tắt
-
Xây dựng một nhóm chuyên gia trong bán kính khoảng 10 km
-
Trong thời gian bình thường, thống nhất phương thức liên lạc qua Signal, Matrix, email...
-
Trang bị cho mọi người bộ đàm LoRa và pin sạc dự phòng (hỗ trợ sạc nhỏ giọt)
-
Cài firmware Meshtastic lên LoRa và chỉ định kênh liên lạc
-
Tổ chức các buổi gặp gỡ định kỳ, thực hành nhắn tin và khuyến khích hoạt động gắn kết
-
Nếu là người phụ trách trong công ty, có thể đề xuất cấp bộ đàm LoRa, pin sạc dự phòng và tấm pin mặt trời cỡ nhỏ như một phần phúc lợi cho nhân viên
Ưu điểm của LoRa
- Không cần hạ tầng trung tâm, không cần giấy phép, giá rẻ (từ khoảng 20 euro)
- Tiêu thụ điện thấp (dưới 1W), có thể dùng lâu với pin sạc dự phòng cho điện thoại
- Được hỗ trợ bởi Meshtastic mã nguồn mở, truyền tin nhắn ở mức độ tương đương SMS trong vài km
- Ở một số khu vực đô thị, mạng Meshtastic đã hoạt động sẵn
Cách mạng LoRa/Meshtastic hoạt động
- Có thể chuyển tiếp tin nhắn văn bản tới khoảng 10 km với tối đa 3 hop mesh (phụ thuộc địa hình và thời tiết)
- Giao tiếp RF tốc độ thấp (~1~25kbps), công suất thấp (<1W)
- Việc kết nối node và gửi tin nhắn yêu cầu thiết bị hỗ trợ Bluetooth/WiFi
- Một số sản phẩm có nhiều tùy chọn phần cứng như vỏ máy/pin/ăng-ten ngoài
Quản lý nguồn điện và sử dụng năng lượng mặt trời
- LoRa chỉ tiêu thụ 100~200mA, khi dùng pin sạc dự phòng di động (10000~20000mAh) có thể hoạt động trong 2~8 ngày
- Cần pin sạc dự phòng hỗ trợ "sạc nhỏ giọt"; một số mẫu sẽ tự động tắt khi phát hiện dòng tiêu thụ thấp
- Có thể tạo nguồn điện di động thân thiện môi trường bằng cách nối trực tiếp tấm pin mặt trời cỡ nhỏ (800cm², 15W~5W/500mA), không cần bộ điều khiển riêng
Thiết bị được khuyến nghị
- Heltec V3: không có vỏ/pin, màn hình OLED, WiFi/Bluetooth, hỗ trợ USB-C, giá rẻ (khoảng 20 euro)
- LILYGO T-Echo: có vỏ, pin tích hợp, Bluetooth, màn hình e-ink, hỗ trợ GPS, khoảng 80 euro, mạnh về tính di động và khả năng dùng ngay
- LILYGO T-Deck: thiết bị độc lập tích hợp bàn phím/trackball/màn hình cảm ứng, pin khoảng 8 giờ, 70~80 euro, thường xuyên thiếu hàng
- Khuyến nghị nâng cấp ăng-ten ngoài (ví dụ: Taoglas TI.08.A, 868MHz)
Lưu ý nguy cơ hư hỏng thiết bị nếu không gắn ăng-ten
Cài đặt firmware Meshtastic
- Một số sản phẩm được cài sẵn firmware, nhưng đa phần là bản cũ nên khuyến nghị flash firmware mới nhất
- Có thể dùng công cụ trên trình duyệt (Chrome/Edge) hoặc kéo-thả tệp; người có kinh nghiệm có thể dùng CLI/Serial
Thiết lập tần số và kênh
- Các tần số được phép tại châu Âu: 868MHz, 433MHz
- Meshtastic mặc định dùng 868MHz, nên giữ preset modem mặc định (LONG_FAST)
- Kênh được quản lý bằng khóa mã hóa mesh và tên; có thể chia sẻ cấu hình bằng mã QR
Gặp gỡ và huấn luyện
- Nhấn mạnh sự cần thiết của thực hành và xây dựng tinh thần đồng đội trước khi khủng hoảng xảy ra
- Khuyến nghị mở rộng phạm vi người tham gia bằng nhiều khung giờ, địa điểm và hoạt động khác nhau
Tham khảo và cộng đồng
- Có cung cấp mailing list để trao đổi thêm câu hỏi/thông tin
Kết luận
- Câu lạc bộ phục hồi Internet là một giải pháp ứng phó khủng hoảng thực tế, chi phí thấp, tiêu thụ điện thấp và dựa trên mã nguồn mở
- Bằng cách tổ chức nhóm chuyên gia địa phương, chuẩn bị thiết bị và huấn luyện định kỳ, có thể lấp khoảng trống trong phương án dự phòng của hạ tầng nhà nước/doanh nghiệp
- Nếu không có ai bắt đầu, sẽ chẳng có ai làm cả
1 bình luận
Ý kiến trên Hacker News
Tôi từng định mang Meshtastic tới một vùng nông thôn gần như không có Internet để thiết lập, nhưng rồi nhận ra dự án này hoàn toàn chưa sẵn sàng cho tình huống sử dụng không có Internet
Khi flash bo mạch, tài liệu chính thức gần như chỉ giới thiệu Web Flasher, còn nếu muốn tự làm từ mã nguồn thì việc cài toolchain như PlatformIO cũng cần Internet
Ứng dụng client cũng được cung cấp qua app store hoặc web app, nhưng không cái nào trong số đó chạy được offline
Trên thực tế chính bo mạch có thể tự host web app, nhưng không phải kiểu cắm thẳng vào máy tính là dùng được mà bắt buộc phải kết nối qua Wi‑Fi AP
Tài liệu chính thức cũng chỉ xem được trên web, không hề hướng dẫn bản PDF dùng offline hay cách self-host
Người rành kỹ thuật thì có thể xoay xở được, nhưng đây rõ ràng không phải điều được nhấn mạnh
Tôi hiểu bản chất của bài viết này là phải chuẩn bị trước, nhưng đến cả tài liệu PDF dùng offline cũng còn không có
Nhân dịp này tôi cũng biết đến dự án Meshcore, nhưng nếu hướng dẫn "bắt đầu" lại là video YouTube thì rõ ràng chưa đủ cho tình huống khẩn cấp
Tôi lúc nào cũng chỉ flash firmware bằng CLI hoặc kiểu "drag and drop"
Firmware đã biên dịch được cung cấp trên GitHub cùng với script, và có thể dùng Meshtastic CLI
Nghe những chuyện này lại càng thấy cần xây dựng một hệ sinh thái và hạ tầng 'local-first thực sự'
Tôi đã thử Meshtastic ở một thành phố lớn tại châu Âu với mức phủ gần 100%, nhưng hiệu năng thực tế rất đáng thất vọng
Vì vấn đề gain của anten và mesh không ổn định nên có rất nhiều tình huống không thể trả lời tin nhắn
Chat công khai thì либо chết hẳn, либо bị spam bằng tin nhắn thử nghiệm; nhìn tổng thể vừa quá chậm, vừa sụp rất nhanh khi số node vượt 100
Ngay cả khi tốc độ kênh thuộc loại nhanh hơn thì cũng bão hòa rất nhanh
Kết cục là đây không phải hệ thống có thể tin cậy trong tình huống khẩn cấp
Tôi thà dùng router Wi‑Fi cũ để dựng một mesh Wi‑Fi công cộng còn hiệu quả hơn nhiều
Những router kiểu này gần như miễn phí, có nhiều client tương thích, lại tiêu thụ điện thấp
Tất nhiên nếu mất điện kéo dài thì cũng có giới hạn, nhưng còn điện là vẫn là một hạ tầng hữu ích
Tôi cũng có cảm nhận tương tự
Mạng mesh, kể cả mesh Wi‑Fi, ở một mức độ nào đó vẫn cần được thiết kế trước
Router Wi‑Fi tiêu tốn khá nhiều điện cho vùng phủ tương đối hẹp
Từng trải qua vụ mất điện quy mô lớn ở Tây Ban Nha, tôi nghĩ cách tận dụng điện thoại như thế này thực sự sẽ hữu ích
Cũng khá lạ khi các hãng điện thoại vẫn chưa triển khai mạng mesh từ trước đến nay
Dù chỉ là nói đùa, nhưng có vẻ như chưa mô phỏng tình huống thực tế
Nếu tưởng tượng xa hơn là cả đường sá cũng tê liệt, lúc đầu có thể thú vị nhưng kéo dài thì sẽ là hỗn loạn kinh khủng
Trong thời bình thì tôi cũng đồng ý
Trước đây khi WhatsApp và nhiều mạng xã hội cùng ngừng hoạt động, tôi đi dạo trên đường phố Berlin và thật sự thấy cả thành phố như sống lại
Băng thông của mesh radio vốn đã rất yếu
Nó còn phải cạnh tranh với nhiều loại nhiễu khác nhau, nhất là khi số lượng radio LoRa tăng lên
Với truyền xa, độ trễ theo từng node và suy giảm băng thông tích lũy khiến nó thực tế khó dùng cho mục đích vượt quá tin nhắn văn bản
Mỗi hop chỉ ở mức khoảng 0.3~27kbps, và nhiều hop thì còn bị chia nhỏ thêm
Ngoài thoại băng thông cực thấp hoặc website chủ yếu là văn bản ra thì khá phi thực tế
Cải thiện căn bản hơn có lẽ là dùng các liên kết microwave cố định tốc độ hàng trăm Mbps làm backbone, còn LoRa chỉ làm mạng truy cập
Tôi rất muốn nghe trải nghiệm của những người đã thực sự thử kiểu này
Trọng tâm của bài viết không phải là để mạng mesh thay thế Internet hiện có
Cuộc thảo luận này khiến tôi hình dung về việc xây một mạng backbone cho cộng đồng ở quy mô thành phố dựa trên liên kết microwave
Đúng vậy, và nếu còn dùng cả kiểu điều chế độc quyền thì tình hình càng tệ hơn
Tôi lại nghĩ tương lai của 'khả năng phục hồi' không nằm ở các mạng vô tuyến đường dài như một thú vui
Mà ở các kết nối cự ly ngắn, gián đoạn, nơi con người di chuyển một cách tự nhiên mang theo lưu lượng Internet trong thiết bị lưu trữ, tức kiểu sneakernet
Sẽ có một lớp tin cậy tối thiểu nơi người ta xác minh private key và danh tính khi gặp trực tiếp, thực tế hơn nhiều so với mô hình địa chỉ trôi nổi khắp nơi
Tất nhiên hai mô hình này có mức độ rủi ro khác nhau đối với người vận hành
Cấu hình hạ tầng có khả năng phục hồi cao nhất là khi ai cũng là người vận hành trực tiếp, không có mục tiêu giá trị cao tập trung
Theo tôi, sẽ rất tuyệt nếu hệ thống khuyến khích sử dụng những người đưa tin vật lý đường dài
Tôi đã thử nncp, một công cụ sneakernet; nó khá kiểu Unix nên cần nhiều công sức, nhưng nếu bọc bằng UI thì vẫn vận hành được
Ý tưởng này cũng khá giống Secure Scuttlebutt
Ở Mỹ, đất quá rộng nên kiểu sneakernet như vậy hiệu quả trong thành phố
Tôi tò mò "mang lưu lượng Internet trong thiết bị lưu trữ" cụ thể nghĩa là gì
Có lẽ nên hiểu nội dung bài này trong bối cảnh đô thị nơi các nhà mạng lớn chi phối
Ở Dresden, Đức, nhiều tổ chức tình nguyện đã tự kéo đường truyền khắp thành phố, và gần đây còn có cả điểm trao đổi Internet do tình nguyện viên vận hành (DD-IX)
Chỉ cần có điện là chúng ta có thể có Internet riêng của mình
Có lẽ tác giả đang hình dung một hệ thống vẫn hoạt động được cả khi không có điện, kể cả phải dựa vào pin
Khi nghĩ đến lúc lưới điện sập, tôi lại thích truyền dữ liệu bằng laser hơn là RF
Nội dung có phần cũ và chưa hoàn chỉnh, nhưng hiện tại Meshcore đang cạnh tranh với Meshtastic
Meshcore
LoRa chỉ đủ cho nhắn tin văn bản; đừng mơ đến chuyện gửi ảnh, giọng nói hay file nhị phân
Một lựa chọn khác là kết hợp bộ đàm Trung Quốc giá rẻ như Quangsheng UV-K5 với APRS vệ tinh
Tầm 20 euro là có thể nhắn tin văn bản
Tôi thấy mục đích của Meshcore hơi khó hiểu
Nếu vào trang About của Meshcore thì chỉ thấy video YouTube chứ không có nút "Download Docs PDF"
Thực ra LoRa vẫn có thể làm thoại chất lượng thấp, nhưng là vì băng thông quá thấp
Tôi mới biết đến Meshcore, nhưng nó có vẻ bài bản và trau chuốt hơn Meshtastic
LoRa và APRS, kể cả APRS vệ tinh, về bản chất đều có băng thông cực thấp
Tôi cho rằng bản thân Meshtastic/LoRa có quá nhiều hạn chế nếu xem như một phương tiện liên lạc
Trong tình huống xung đột hay chiến tranh, cứ phát tín hiệu LoRa là pháo hoặc rocket có thể nhắm ngay vào tọa độ phe mình
Ví dụ ở Ukraine, nếu cho drone DJI bay bằng firmware mặc định thì cũng bị phát hiện gần như ngay lập tức
Trên radio ở Ukraine, quy tắc số một là cố tránh dùng liên lạc mã hóa
Lý do không mã hóa là vì tín hiệu mã hóa lại khiến đối phương xem đó là “nhân vật quan trọng” và lập tức biến thành mục tiêu tấn công
Nếu việc đó thực sự dễ biến thành mục tiêu pháo binh như vậy, thì cũng có thể lợi dụng ngược lại bằng cách thả ngẫu nhiên thiết bị LoRa gần tiền tuyến rồi bật lên theo bộ hẹn giờ ngẫu nhiên