Router mit alternativen Firmware-Systemen wie OpenWrt und dessen Ableger LEDE lassen sich mit verschiedenen Zusatzmodulen und Konfigurationsänderungen auf höheren Durchsatz und geringere Latenz trimmen. Anleitungen zu solchen Optimierungen beschreiben mehrere Ansätze, die von Beschleunigungsmodulen im LEDE-Quellbaum über Multi-WAN-Bündelung bis zu alternativen Firewall-Betriebssystemen reichen.
Beschleunigungsmodule im LEDE-Quellbaum
Der LEDE-Quellbaum enthält laut einschlägigen Anleitungen mehrere eingebaute Modultypen zur Beschleunigung: Weiterleitungsbeschleunigung, CPU-Frequenzregelung sowie ein Modul zur Verteilung von Cache-Inhalten.
Auf Hardware-Ebene kommt dabei eine Shortcut-FE-Engine zum Einsatz, die den regulären Protokollstapel umgeht und im Paketverzeichnis package/qca/shortcut-fe/ liegt. Zur Strategie-Ebene zählt ein Modul zur CPU-Frequenzregelung unter package/lean/cpufreq/.
Für den Einsatz solcher Module wird ein flashbarer Router mit ausreichend freiem Speicherplatz und einer stabilen Uplink-Bandbreite vorausgesetzt. Anleitungen weisen zudem auf Abhängigkeiten hin: Die Shortcut-FE-Engine setzt die gleichzeitige Aktivierung von NF_CONNTRACK voraus, für die erste Kompilierung wird ein Single-Thread-Build empfohlen.
Zu erwartenden Leistungssteigerungen durch diese Kombination aus Modulen finden sich in den Quellen optimistische Angaben, die sich jedoch nicht unabhängig verifizieren lassen und daher hier nicht im Detail wiedergegeben werden.
TurboACC als Alternative für offizielle OpenWrt-Versionen
Neben den LEDE-eigenen Modulen existiert mit TurboACC ein separates Projekt, das für offizielle OpenWrt-Versionen mit firewall4-Unterstützung konzipiert ist. Zu den Kernfunktionen zählen ein Software-Traffic-Offload über nft_flow_offload, eine Full-Cone-NAT-Implementierung sowie die Integration des BBR-Congestion-Control-Algorithmus und der Shortcut-FE-Engine, sofern der Kernel diese unterstützt.
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Die Installation erfolgt über ein Setup-Skript, das wahlweise vollständig oder in reduzierter Form ausgeführt werden kann; anschließend wird die entsprechende LuCI-Anwendung in der Menükonfiguration ausgewählt und das System neu kompiliert.
Für bestimmte Chipsätze der MT762x-Serie wird zudem Hardware-Traffic-Offload unterstützt, während neuere Filogic-8×0-Plattformen ein spezielles WED-WO-Offloading bieten. Zur Überprüfung der Full-Cone-NAT-Funktion empfehlen die Anleitungen den Einsatz eines NAT-Type-Testers.
Bandbreitenbündelung über mehrere Anschlüsse
Ein weiterer Ansatz zur Durchsatzsteigerung besteht in der Bündelung mehrerer WAN-Anschlüsse über MWAN3-Lastverteilung. Für OpenWrt 22.03 wird dazu beschrieben, wie sich über macvlan mehrere virtuelle WAN-Interfaces mit jeweils eigener MAC-Adresse einrichten lassen, kombiniert mit entsprechenden PPPoE- und Metric-Einstellungen. IPv6 erfordert dabei zusätzliche Anpassungen an der MWAN3-Konfiguration, um Konflikte zwischen den Protokollen zu vermeiden.
In einem dokumentierten Vergleichstest mit iperf3 stieg der Durchsatz bei Nutzung von sechs parallelen Threads gegenüber einem einzelnen Thread auf das Dreifache.
Für den produktiven Einsatz mehrerer Provider-Leitungen wird zudem eine gewichtete Verkehrssteuerung beschrieben, bei der unterschiedliche Anwendungen wie Videokonferenzen, Online-Spiele oder große Downloads gezielt über bestimmte Leitungen geroutet werden, um Auslastung und Latenz zu optimieren.
Alternative Betriebssysteme und Virtualisierung
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Nicht jede Hardware harmoniert reibungslos mit OpenWrt: Bei Tests auf einem älteren x86-Board mit Intel-82574L-Netzwerkchip erkannte das generische OpenWrt-x86-Image die Ethernet-Schnittstellen nicht, da der benötigte Treiber in einem anderen Kernel-Paket liegt als im Standard-Image enthalten.
Als Alternative wurde in diesem Fall das FreeBSD-basierte OPNsense getestet, dessen Installation auf der betreffenden Hardware knapp zwölf Minuten dauerte und im Anschluss stabile Durchsatzwerte in Geschwindigkeitstests lieferte.
Für Anwender, die OpenWrt zunächst ohne dedizierte Hardware ausprobieren möchten, beschreiben Anleitungen zudem den Weg über eine virtuelle Maschine, etwa unter VMware Workstation, samt Konvertierung des OpenWrt-Images in ein passendes Festplattenformat und grundlegender Netzwerkkonfiguration nach dem ersten Start.
Grenzen der Optimierung
Die verschiedenen Ansätze – von Kernel-nahen Beschleunigungsmodulen über Firewall-Optimierungen bis zur Leitungsbündelung – zielen alle auf dasselbe Grundproblem ab: den Engpass zwischen verfügbarer Anschlussbandbreite und tatsächlich nutzbarem Durchsatz.
Welche Maßnahme im Einzelfall sinnvoll ist, hängt stark von der eingesetzten Hardware, der Anzahl verfügbarer Anschlüsse und den Anforderungen der jeweiligen Anwendung ab. Nutzer, die solche Anpassungen vornehmen, sollten dabei die Kompatibilität von Firmware-Version, Kernel und Zusatzmodulen im Blick behalten, da nicht jede Kombination auf jeder Hardware-Plattform reibungslos funktioniert.
