Экзотические локальные сети: FireWire и USB

Олег Татарников

Сеть на USB

Сеть на IEEE-1394

Актуальность проблемы совместного использования компьютерных ресурсов не нуждается в особых доказательствах: у многих помимо настольного имеются еще и портативные компьютеры, на которых приходится работать и дома, и в офисе; некоторым хочется объединиться с соседями для совместных партий в различные компьютерные игры или для обмена файлами — вот тут-то и выручает локальная сеть. Сегодня аппаратные и программные средства для построения домашних сетей пользуются повышенным спросом и широко представлены на рынке.

хемы построения локальных сетей на базе Ethernet-технологий давно и хорошо описаны. Писали мы и о построении сетей на основе USB и FireWire (например, «Домашние сети на FireWire и USB» в № 4’2001). Что же с тех пор изменилось? Прежде всего последовательные шины передачи данных USB и FireWire наконец получили широкую поддержку со стороны разработчиков операционных систем и различных периферийных устройств, они чаще используются в персональных компьютерах (и настольных, и мобильных) и практически вытеснили как последовательный интерфейс RS-232, так и параллельный Centronix и даже в некоторых приложениях заменили SCSI.

В материнских платах наконец появился новый высокоскоростной интерфейс USB 2.0, и производители внешних устройств его широко поддерживают. Новый USB-интерфейс обеспечивает передачу данных со скоростью до 480 Мбит/с против 12 Мбит/с, то есть в 40 раз быстрее старого USB-стандарта. В этом смысле FireWire (1394) выглядит менее привлекательно (хотя современный стандарт IEEE-1394 предусматривает синхронную передачу данных со скоростью до 800 Мбит/с), но и контроллер IEEE-1394 сейчас включается во многие современные материнские платы.

Недавно компании Sharp и Sony завершили разработку технологии оптоволоконных домашних сетей, основанных на стандарте IEEE-1394. Эта технология будет продаваться под маркой OP i.Link и полностью совместима с интерфейсом IEEE-1394 для металлических кабелей. По традиции OP i.Link (как ранее FireWire) предназначена главным образом для объединения устройств бытовой электроники в локальные сети с целью обмена аудио-, видео- и другими мультимедийными данными. Интерфейс позволяет использовать одножильный пластиковый оптоволоконный кабель и светодиодный лазер. Диапазон дальности передачи данных — от 0,6 до 10 м, максимальная пропускная способность первых промышленно выпущенных сетей — 100 Мбит/c, а вторая версия системы сможет передавать данные на скоростях до 400 Мбит/c.

Известно, что как только компания Intel начала массовую поставку чипсетов из серии 845X (основная отличительная особенность этих чипсетов — официальная поддержка памяти DDR333), то сразу появились топовые платы, оснащенные высокоскоростными USB- и FireWire-портами. Одной из первых оказалась компания ASUS, которая вышла на рынок с платой P4PE, поддерживающей процессоры Pentium 4 533/400 МГц FSB. Данная плата имеет целых шесть портов USB 2.0 и два порта IEEE-1394. Кроме того, анонсировано, что все новые платы ASUS будут оснащены и такой новинкой, как BLUE PCI Slot, который, обладая дополнительной функциональностью, позволит с помощью дополнительного контроллера реализовать все существующие сегодня беспроводные (wireless) подключения, в том числе и Bluetooth.

Выпуск чипсетов с поддержкой двухканальной DDR-памяти наладили также VIA Technologies и SiS — их материнские платы также оснащаются интерфейсами IEEE-1394 и USB 2.0.

Новые материнские платы от Gigabyte Technology (GA-7VAXP и GA-8ST-L), как и платы от ASUS, оснащаются шестью портами USB 2.0/1.1 и тремя портами IEEE-1394. Первая материнская плата предназначена для процессоров Socket A (Duron/Athlon/Athlon XP) и построена на чипсете VIA KT400/VT8235, вторая основана на наборе логики от SiS (SiS645DX/SiS962L) и рассчитана на работу с Socket 478-чипами, в число которых входят Pentium 4 Willamette, Pentium 4 Northwood и Celeron Willamette-128.

Такое засилье интерфейса IEEE-1394 обусловлено тем, что VIA Technologies выпустила дешевый FireWire-контроллер VIA Fire IIM VT6307, служащий для поддержки интерфейса FireWire непосредственно на материнских платах. Данный контроллер способен поддерживать до двух FireWire-портов и предназначен для установки либо на материнские платы, либо на PCI-платы расширения.

Таким образом, USB 2.0 и FireWire становятся уже неотъемлемой частью современного топового ПК. Однако шина USB удерживает прочное лидерство в качестве дешевого решения для низкоскоростных соединений, поскольку стоимость самой архитектуры и даже шнуров для USB-соединения останется значительно более низкой: USB-кабель — 1,5-2 долл., а FireWire — 10-15 долл.

Кроме того, появляются интересные решения типа Epson USB On-The-Go (OTG), которые отбирают у Firewire-контроллера прерогативу интерфейса «без компьютера».

Epson объявила о разработке контроллера S1R72005, поддерживающего стандарт USB On-The-Go 1.0 (OTG), который предполагает взаимодействие двух устройств, оснащенных USB-портами и поддерживающих интерфейс USB 1.1 или USB 2.0, напрямую друг с другом, без необходимости подключения их к ПК (более подробно см. на сайте usb.org).

Сеть на USB

тех пор как мы подробно рассматривали сети на USB в вышеупомянутой публикации, кроме значительного повышения скорости соединения, мало что изменилось — разве что USB-хабами стали оснащаться многие мониторы, что позволяет подключать несколько устройств, расположенных прямо на рабочем столе. Однако в плане производительности и функциональных возможностей средства для построения домашних сетей с использованием USB-интерфейса по-прежнему значительно отличаются друг от друга. Если сеть вам нужна только для обмена файлами, вы можете воспользоваться простым и дешевым кабелем для соединения двух компьютеров через USB-порты наподобие нуль-модемного. Скорость передачи данных у такого кабеля довольно высокая, он подсоединяется к любому современному компьютеру, имеющему USB-порт, но набор функций и возможностей у подобного устройства весьма беден.

Если же сеть вам нужна не только для совместной работы с файлами и принтерами, но и для решения более сложных задач, то вам понадобится такая система, которая позволит организовать на основе USB-портов настоящую одноранговую сеть, в которую можно объединить до 17 компьютеров. При создании сети из нескольких компьютеров используется топология типа «звезда».

Если рассматривать подобную сеть со стороны программного обеспечения, то один компьютер (как правило, тот, к которому подключен USB-концентратор) выполняет роль управляющего, а остальные находятся под его управлением. Сеть на основе USB-трансиверов имеет свою внутреннюю структуру из собственных цифровых имен (не забудьте проследить, чтобы они были разными!) и через драйверы, которые являются бриджами (мостами) и подключаются к обычной сети. Естественно, при этом можно совместно использовать принтеры и любую другую периферию, как в обычной локальной сети на базе Ethernet-адаптеров. Таким образом очень удобно, например, подключать по USB-порту портативный компьютер к корпоративной сети. Для этого потребуется лишь наличие свободного USB-порта на настольном компьютере, подключенном к корпоративной сети. В такой конфигурации настольный компьютер используется как шлюз между корпоративной и USB-сетями.

Как и у всех USB-устройств, инсталляция такой системы очень проста. Если на вашем компьютере до этого не была установлена сеть, то вам придется ее настроить. Установка протоколов и их параметров происходит как для обычного сетевого адаптера. Однако в любом случае (в отличие от варианта FireWire) после установки драйверов вам необходимо будет перегрузить компьютер и только потом подключить кабель к свободному USB-порту. Работа с сетью на основе указанных USB-трансиверов полностью идентична работе с традиционной локальной сетью: вы можете подключать принтеры, сетевые диски и прочие сетевые ресурсы. Скорость передачи данных по такой сети находится на уровне 10-Мбит/c Ethernet для USB 1.1, а для USB 2.0 сравнима со 100-Мбит/c Ethernet — для домашних целей этого более чем достаточно, поскольку можно работать по протоколу TCP/IP или играть в сетевые игры под IPX.

Таким образом, наличествующие USB-средства являются идеальным решением для объединения в сеть современных настольных и портативных компьютеров, с которыми вы работаете в офисе или дома. Подключаемый к порту USB-кабель стоит дешево и обеспечивает достаточно высокую пропускную способность комплекта, хотя и ограничивает расстояние между компьютерами до 5-10 м, вследствие чего все узлы сети должны быть размещены в пределах одной комнаты.

Сеть на IEEE-1394

олее значительные изменения со времени последней публикации произошли в организации домашней сети на базе IEEE-1394. Мало того, что сами контроллеры значительно подешевели (и все шире интегрируются в материнские платы) — удобство и гибкость такого подключения стали значительно выше, чем у сетей на основе USB-интерфейса. Установка контроллера очень проста, ибо все необходимое имеется в самих операционных системах: Windows Me или Windows XP. Вам даже не понадобится диск с дистрибутивом системы (если, конечно, вы уже инсталлировали все компоненты стандартной локальной сети). После вставки FireWire-контроллера система его автоматически распознает:

Контроллер IEEE-1394 обычно делит прерывание с контроллером USB, но конфликты не возникают даже при их одновременной работе.

Теперь вам нужно соединить кабелями IEEE-1394 два компьютера, а если компьютеров несколько, то понадобится специальный концентратор. После соединения компьютеров кабелем появляется надпись, говорящая о том, что Windows обнаружила и инсталлировала новое сетевое устройство:

Итак, теперь у вас в компьютере находится не просто плата интерфейса IEEE-1394, а еще и новый сетевой адаптер 1394 с производительностью 400 Мбит/с!

Конечно, вам могут понадобиться дополнительные кабели, которые часто не входят в поставку FireWire-адаптера или материнской платы, оснащенной FireWire-интерфейсом. К тому же эти кабели довольно дорогие. Высокая цена объясняется тем, что используемые частоты и скорости требуют высококачественных соединений. В FireWire используется два типа разъемов: 6-контактные (с питанием от шины) и 4-контактные (последние, как правило, применяются на видеоаппаратуре). Большинство компьютерных адаптеров рассчитано на подключение по 6-проводному кабелю, то есть для соединения компьютеров в сеть вам понадобится кабель 6Ѕ6 (если, конечно, хотя бы одна из ваших плат не оснащена 4-контактным разъемом — тогда для подключения и компьютеров, и цифровой камеры можно использовать один и тот же шнур). Получившийся сетевой адаптер с точки зрения системы абсолютно такой же, как и традиционный Ethernet:

Настройка указанного адаптера ничем не отличается от настройки любого другого сетевого адаптера:

Единственное различие — это скорость передачи: соединив два дешевых FireWire-адаптера, мы получим 400 Мбит/с, а это потенциально в четыре раза быстрее, чем 100-Мбит/c Ethernet. На практике скорость передачи несколько ниже ожидаемой, но тем не менее она позволяет проигрывать оцифрованную запись DV-фильма, находящуюся на другом компьютере без подрывов.

Единственным серьезным ограничением FireWire-сети является 4,5-метровый лимит на длину провода. Если при построении вашей сети вы превысите эту длину, то вам понадобятся еще и FireWire-репитеры, а для объединения большего количества устройств (до 63 на одном мосту) нужны уже FireWire-концентраторы. Таким образом, FireWire-сеть еще менее протяженная, чем USB. Как мы видим, наряду с высокой скоростью передачи данных и удобством подключения FireWire-устройств у данной сети сохраняется ряд недостатков — относительно высокая стоимость комплекта и ограничение на длину соединений.

Однако высокий потенциал такой сети, прежде всего при работе с видеоизображениями и другой мультимедийной информацией под управлением Windows Me или XP, делает ее исключительно перспективной для будущих применений, особенно если у вас уже есть цифровая видеокамера и для работы с нею вы уже оснастили и настольный компьютер, и ноутбук интерфейсами IEEE-1394.

Отметим, что возможность простой организации сети на базе FireWire-контроллеров есть только у операционных систем Windows Me и семейства Windows XP. Если вы попробуете проделать все вышеописанное со старыми операционными системами Windows 95/98 или Windows 2000, то остановитесь на шаге инсталляции самого контроллера, а сетевого адаптера уже не получите:

КомпьютерПресс 10'2002