`

СПЕЦИАЛЬНЫЕ
ПАРТНЕРЫ
ПРОЕКТА

Архив номеров

Как изменилось финансирование ИТ-направления в вашей организации?

Best CIO

Определение наиболее профессиональных ИТ-управленцев, лидеров и экспертов в своих отраслях

Человек года

Кто внес наибольший вклад в развитие украинского ИТ-рынка.

Продукт года

Награды «Продукт года» еженедельника «Компьютерное обозрение» за наиболее выдающиеся ИТ-товары

 

"ОГНЕННАЯ СЕТЬ"

0 
 

Говорят, что "голь на выдумки хитра". Увы, как правило, кто живет богаче, тот и способен выдумать более хитроумный и эффективный способ использовать доступные ресурсы. Видимо, потому и живет богато. Так и американцы -- несмотря на "изобилие" не могут успокоиться. Более того, чаще всего они умудряются еще и извлечь прибыль из своих увлечений. Компания Unibrain решила коммерциализировать любительские сети на базе FireWire.

Что-то из ничего

В течение десятков лет компании-производители сетевого оборудования шли к гигабитным скоростям Ethernet-сетей. Вначале даже говорилось о невозможности реализации столь скоростных соединений на базе медных кабелей, и официальный стандарт включал в себя только спецификацию для оптических магистралей. Однако мы все зачастую забываем о способе организации "почти гигабитной" сети без "изобретения велосипеда", иногда даже без покупки дополнительного оборудования. Требуются лишь кабель и набор драйверов, а в некоторых случаях можно обойтись вообще без последних. Таким образом, заплатив лишь за кусок кабеля нужной длины и необходимое количество разъемов, вы получаете сетевое соединение, двукратно превышающее по производительности 100Base-T Ethernet и лишь на 30% уступающее по этому показателю 1000Base-T.

"ОГНЕННАЯ СЕТЬ"
"ОГНЕННАЯ СЕТЬ"
"ОГНЕННАЯ СЕТЬ"
Имя этой сети -- FireNet. Работает она по принципу "что-то из ничего", поскольку ее физический уровень -- интерфейс FireWire. Если два компьютера оснащены портами стандарта IEEE 1394 или FireWire (весьма нередкая вещь, особенно в связи с распространением цифрового фото- и видеооборудования), то, чтобы объединить их в 400-мегабитную сеть, нужен лишь отрезок соответствующего кабеля с двумя разъемами. Сказать, что изобретение сети на базе FireWire принадлежит Unibrain, было бы несправедливо по отношению к инженерам Microsoft, которые тоже воспользовались уникальными особенностями данного интерфейса, включив поддержку таких соединений в стандартную поставку Windows 2000/XP.

Впрочем, речь в статье будет идти, в первую очередь, о решении от Unibrain, поскольку специалисты этой компании подошли к вопросу гораздо серьезнее и обстоятельнее. Почему платный FireNet считается более совершенным продуктом, нежели бесплатные встроенные средства Windows? Основное отличие заключается в широте охвата пользовательской базы: если Microsoft "осчастливила" только владельцев современных ПК с установленными Windows XP и Windows Me, то решение Unibrain годится и для Windows 98SE/2000, и даже для Windows NT. Помимо этого, очевидны стратегические расхождения -- FireNet представляет собой хорошо задокументированную программную систему (750 страниц), которая предназначена для применения ее функций в сторонних программных продуктах (API пользовательского режима). Вдобавок драйверы обеспечиваются поддержкой, и, при желании, вы можете приобрести у Unibrain необходимое аппаратное обеспечение: от кабелей до хабов.

Еще одна тонкость связана с разнообразием типов адаптеров: помимо стандарта OHCI (Open Host Controller Interface), поддерживаемого стеком Microsoft, существуют и фирменные решения, в частности реализованные в контроллерах от Adaptec. Unibrain предпринимает некоторые шаги по расширению совместимости своего сетевого стека, включив в него поддержку Lynx-адаптеров. Поясним: любой чипсет адаптера FireWire состоит из двух чипов или двух наборов чипов. Один из них реализует физические протоколы, единые для всех поставщиков, а другой -- логику соединения или транзакций (LINK). К сожалению, к согласованному решению в области этого самого LINK-уровня производители так и не пришли, и ныне на рынке представлены как чипы, соответствующие стандарту OHCI, так и изделия, поддерживающие Lynx (например, микросхемы производства TI). Чтобы заставить Windows работать с нестандартным адаптером, придется заняться поиском соответствующих драйверов. Также считается, что решение от Unibrain работает быстрее, поскольку, по всей видимости, Microsoft прибегла к неэффективному стандарту IP-over-FireWire.

Пользователь драйверов Unibrain получает пакет управляющего ПО: утилита FireCommander, выполняющая функции командного интерпретатора стека FireNet, FireView -- утилита просмотра конфигурации сети и специальный SBM-драйвер (Serial Bus Management), позволяющий управлять шиной.

В чем преимущество сети FireNet в сравнении с решением на основе Ethernet? Во-первых, вам не потребуется покупать и настраивать относительно дорогостоящее оборудование -- карты и хабы. Вдобавок ко всему, прежде чем пытаться ставить карту 1000Base-T в ПК, вам следует убедиться в наличии и доступности 64-битного слота PCI.

Конечно, если ваш компьютер(ы) не оснащен(ы) портами FireWire, стоимость сети возрастает на стоимость соответствующего адаптера(ов) ($20--30). Однако если вы постоянно имеете дело с FireWire (или планируете приобрести новую видеокамеру), то, обновив оборудование после выхода очередной версии стандарта (FireWire 800 поддерживает скорости до 3200 Mbps и расстояние между узлами до 100 м), "бесплатно" получите и более производительную сеть.


Технические детали

Драйверы FireNet обеспечивают инкапсуляцию Ethernet-протокола в протокол FireWire. При этом каждый подключенный ПК получает виртуальный адрес, использующийся вместо идентификатора сетевой карты, который необходим для установления соединения в случае обычной Ethernet. Впрочем, не все столь очевидно. Сегодня существует два способа передачи сетевых данных через FireWire: эмуляция Ethernet, о чем мы и говорили до сих пор, и IP-over-1394. Второй способ, в отличие от первого, стал официальным, в том смысле, что для него написан соответствующий RFC под номером 2734.

В документе под названием "IPv4 over IEEE 1394" описаны способы инкапсуляции пакетов IP в кадры FireWire, а также механизмы фрагментации и сборки пакетов. Для этих целей вводится специальный формат заголовка, содержащий номер последовательности и прочие необходимые сведения. Помимо основного режима для соединений точка--точка (unicast) поддерживаются множественные рассылки (multicast) и широковещательная передача (broadcast). Разработан протокол разрешения адресов (установления соответствия между IP-адресом и физическим адресом узла) 1394 ARP. Его эффективность очень важна, поскольку при каждом подключении нового устройства и реинициализации шины происходит переназначение физических адресов устройств.

Пакеты отсылаются по асинхронным или изохронным каналам (два типа каналов, предусмотренных в рамках стандарта IEEE 1394) в зависимости от установленного типа транзакции. Асинхронные каналы обеспечивают выдачу подтверждений приема, но обладают меньшими правами, нежели изохронные каналы. Последним позволяется занимать до 80% пропускной способности шины, а затребованные ресурсы резервируются за существующими каналами (гарантия качества сервиса, QoS).

Недостатком технологии "IP поверх FireWire" является необходимость фрагментировать слишком большие для протокола шины пакеты, что не требуется при использовании эмуляции Ethernet. Поэтому поддержка IP появилась в драйверах Unibrain лишь в 2001 г., и теперь пользователь наделен правом выбирать один из двух режимов передачи данных. Документ RFC 2734 появился как попытка унифицировать сетевые процедуры для различного класса сетевых устройств и устанавливает четкие и универсальные правила выполнения сетевых операций, в то время как Ethernet-эмуляция работает гораздо быстрее за счет упрощенных алгоритмов, ориентированных на однородную среду (только ПК и несетевые периферийные устройства). Говоря в целом, существенная зависимость производительности сети от мощности используемых компьютеров -- это бич любой программной сети на базе FireWire. Согласно данным, полученным тестовой лабораторией ZDNet в ходе экспериментов с FireNet, скорость передачи данных для ПК, оснащенных процессорами Pentium III 733 MHz и Pentium II 400 MHz, отличается почти в два раза.

С физической точки зрения FireWire представляет собой шину, позволяющую адресовать множество устройств, которые функционируют независимо друг от друга. На одну "гирлянду" можно "повесить" до 63 ПК. При этом, в отличие от USB, в топологии FireWire нет места "главному", или "корневому" узлу (его обязанности может исполнять любой из участников сети), что исключает необходимость выделения одного компьютера для выполнения роли "сервера". Предельная длина сегмента для шины IEEE 1394a ограничена 10 м, а максимальный проброс между двумя узлами не должен превышать 4,5 м -- дают знать о себе те же проблемы, что и в случае с гигабитной Ethernet. Но поскольку шина не задумывалась как сеть, то и параметры дальности связи оказались искусственно заниженными. И решение аналогично: Unibrain за $40 продает FireRepeater, представляющий собой обыкновенный мост FireWire (подобные мосты были предусмотрены еще при написании стандарта для шины). Мост снабжен тремя портами и способен увеличить "дальнобойность" до 110 (!) м.

Все было бы хорошо, если бы не закономерный вопрос: как расширить сеть за пределы двух ПК, если каждый из компьютеров имеет только один разъем FireWire? Ответ все тот же -- хабы, но в данной ситуации FireWire-хабы. Помимо "размножения" единственного порта, они способны заменить мосты, увеличивая максимальный диаметр сети. В частности, компания Sewell Development продает стильно оформленные трехпортовые хабы всего за $16.


Практические заметки

Есть и некоторые сведения о производительности FireWire в роли сети (использовалась первоначальная версия шины, работающая на скорости 400 Mbps). В качестве теста выбрали 25 аудиофайлов размером 40 MB каждый. 100Base-T адаптеры от Linksys показали пропускную способность 59 Mbps, 1000Base-T адаптеры от D-Link продемонстрировали скорость передачи, равную 157 Mbps, а результаты FireNet оказались где-то посередине -- 121 Mbps. Однако, учитывая различие номинальной пропускной способности шины IEEE 1394 и Gigabit Ethernet, реальная эффективность программной сети оказалась выше. Объяснение этому можно найти, если принять во внимание, что обработка пакетов и арбитраж шины FireWire реализованы исключительно на аппаратном уровне, в отличие от программного стека Ethernet. Естественно, приведенные цифры имеют значение только в сравнении и не могут использоваться как абсолютные. Зависимость программных драйверов от производительности ПК и неполный отчет об условиях тестирования не позволяют делать однозначных выводов об абсолютной скорости передачи данных.

Когда я впервые появился с идеей этой статьи в нашей Тестовой лаборатории, то оказалось, что коллеги испытывают определенный скепсис относительно практической возможности применения IEEE 1394 в качестве сети. Проще говоря, припомнился случай, когда после попытки соединить два ПК с помощью данного интерфейса у одного из них сгорел порт. Учитывая, что по кабелю подается питание, соединение двух хост-контроллеров действительно может закончиться плачевно, если они неправильно спроектированы. Впрочем, по свидетельству посетителей некоторых Web-конференций, даже контроллеры стандартных аудиокарт SoundBlaster Audigy снабжены специальными диодами, исключающими "лобовое столкновение" по питанию.

Занимаясь организацией сети FireWire, следует помнить о существовании трех типов кабелей и двух типов адаптеров. Стандартный кабель обозначается как "6 на 6", собран из шести отдельных проводов, два из них поставляют питание (40 В, 1,5 А), а остальные образуют две скрученные пары, по которым передаются и принимаются данные со скоростью 400 Mbps. Разводка должна быть перекрестная. Существуют и кабели "4 на 4": экономия на проводах выливается в падении скорости передачи, ограниченной потолком в 100 Mbps. Снижены здесь и напряжение питания, равняющееся 5 В, и ток -- 0,5 А. Кабели отличаются также минимальной длиной соединения: 0,7 м -- в первом случае и 1 м -- во втором. Есть и особый "гибридный" кабель "6 на 4": на одном его конце находится разъем на 6 контактов, а на противоположном -- на 4. Напряжение питания и минимальная с максимальной дальности подключения в таком соединении должны соответствовать более "слабому" стандарту "4 на 4".

Где может быть востребована FireNet-сеть? В небольших фирмах, бюро и отделах крупных компаний, занимающихся обработкой цифрового видео и фотографий. Здесь компьютеры, скорее всего, уже оснащены необходимыми портами и адаптерами. Также рады будут обрести возможность создать недорогую, но очень производительную домашнюю сеть любители цифрового видео. Иногда сеть может сыграть роль дешевого "моста", соединяющего два сегмента Gigabit Ethernet. А наиболее впечатляющим примером использования FireWire "по-новому" является организация разделения одного мультимедийного (и не только) устройства между несколькими компьютерами. В частности, подключив с помощью FireNet видеокамеру или устройство сетевого хранения данных (конечно, оснащенное интерфейсом FireWire), вы разгрузите основную офисную сеть, получив две параллельные, каждая из которых выполняет свою функцию. Относительно хранения данных добавим, что существует достаточно большой выбор специальных "стыковочных станций", предназначенных для установки в них накопителей IDE/ATA и предоставляющих внешний интерфейс IEEE 1394. Вдобавок ко всему эти устройства еще и запитываются от шины, не требуя дополнительных проводов и розеток. Среди внешних устройств, работающих с FireWire, есть и магнитооптические дисководы от Fujitsu, и винчестеры LaCie Big Disk емкостью до 500 GB (FireWire 800), и даже принтеры, такие, как Epson Stylus Color 900G.

И напоследок из разряда анекдотов: спустя несколько лет после того, как Unibrain и Microsoft выпустили коммерческое ПО для организации сети на базе FireWire, неожиданно встрепенулась Apple Computers и пристальнее взглянула на свое же детище. Так появился недавний анонс о разработке стека IP-over-1394 для Mac-систем. Пока на указанной страничке написано только о некоем FireWire Preview Release и дан электронный адрес для тех, кто заинтересован в скорейшем появлении окончательной версии стека на свет.
0 
 

Напечатать Отправить другу

Читайте также

 
 
IDC
Реклама

  •  Home  •  Рынок  •  ИТ-директор  •  CloudComputing  •  Hard  •  Soft  •  Сети  •  Безопасность  •  Наука  •  IoT