Анатомия тружеников сетевого фронта

16.10.2009 | Версия для печати | Послать ссылку по почте | Комментарии | Добавить в

Что, надоели материнки и ноуты? Ничего, сегодня я сменю тему. Что там под столом/на столе/под тумбочкой светодиодами мерцает? Да, а еще три его сородича валяются в ящике, почив после гроз, взрыва БП и экспериментов с прошивками. Правильно, сегодня мы будем разбирать роутеры и DSL-модемы. Авось даже отремонтируем что-то. Следует заметить, что основной темой будет все-таки железо, благо софтовая составляющая весьма неплохо описана как на страницах нашего журнала, так и в Сети.

Роутерная анатомия – начинаем с маленьких

Первым нашим пациентом и одновременно наглядным пособием будет престарелый D-link DI-604, четырехпортовый роутер. В свое время он был весьма популярен, хотя и слыл нестабильным и глюкавым. Давай взглянем, как он устроен. Вывинчиваем два винта, и вот – нехитрые внутренности.

Каждое более-менее интеллектуальное сетевое устройство – это, фактически, специализированный компьютер. Он имеет свой процессор, оперативную и энергонезависимую память, средства для общения с окружающим миром. Всё это хозяйство управляется маленькой, но гордой операционкой, заточенной для работы в режиме реального времени. В качестве оной чаще всего используется адаптированная Linux или что-то более специфичное – eCOS, VxWorks.

Итак, что же мы видим под крышкой? Негусто, на первый взгляд – несколько чипов, конденсаторы, обступившие цепи питания, разъемы. Но под скромной личиной скрываются мощности, которые лет десять назад составили бы честь настольному компу. Суди сам. Сердцем роутера является чип под номером 7, D-Link DL7300A, перемаркированный R1621, производства RDC Semiconductor. Это полноценный RISC-процессор, работающий на частоте 100 МГц и имеющий пятистадийный конвейер. Оперативная память (2 Мб) обозначена цифрой 4, флеш-память (512 Кб) – 3. Чип под номером 5 – DL1005E, в девичестве IC Plus IP175A, является обычным пятипортовым коммутатором. Такой же ты можешь встретить в «свитче» D-Link DES-1005D. 6 – транзистор, обслуживающий цепи питания DL1005E. 8 – блок трансформаторов гальванической развязки. 9 – четыре розетки RJ-45, пятая, отдельно стоящая, предназначена для WAN порта. 1 – кнопка «Reset».

По доступной мне информации, управляется всё это хозяйство закрытой операционкой фирмы AMIT. Она используется в немалом количестве коммуникационного оборудования, порой достаточно высокого уровня (SMC Barricade).

Чаще всего DI-604 «сходит с дистанции» по нескольким вполне банальным причинам. Первая из них – перегрев. Корпус роутера хотя и имеет намеки на щели для вентиляции, в реальности практически не вентилируется. Электронная начинка, фактически, варится в собственном соку. Не дает внутренностям роутера замерзнуть и линейный стабилизатор питания, обозначен «двойкой». Поэтому основной метод лечения будет простым – насверлить в верхней крышке роутера штук тридцать отверстий диаметром 4-8 мм. Радиаторы на процессоре и коммутаторе тоже не повредят, подойдут готовые, из комплектов для охлаждения памяти на видеокартах.
Если же девайс не подает признаков жизни, оживление надо начинать с внешнего блока питания. Зачастую, будучи включенным в розетку на протяжении года-двух, он имеет достаточно причин для кончины. Даже если БП переживет поползновения электриков, норовящих запитать всю квартиру от 380 В, то у конденсаторов, что у него внутри, есть шансы стать «яйцами Чужих».

Наш герой для своей работы требует источник с напряжением +5 В, потребляя при этом ток около 700 мА. Потому для проверки можешь запитать роутер от компового блока питания (красный провод на «молексе» – плюс, черный – минус). Если пациент не подал признаков жизни, то, возможно, причина кроется в одном из линейных стабилизаторов питания. В качестве оных используются L1085DG. Если напряжения на средних выводах «линейников» отличаются от 2.5 В и 3.3 В, то неисправность найдена.

Есть еще одна мелочь, которая может оказаться причиной списания устройства в утиль – заклинивание кнопки Reset. Не раз я извлекал обломки зубочистки из устройств, которые официальный сервис возвращал как «неремонтопригодные».

Зачем нам провод? Нам провод не нужен!

Следующим нашим пациентом будет легендарный девайс – точка доступа D-Link DWL-2100AP. Сия точка доступа стала фактически стандартным оборудованием мелких провайдеров. На ее базе харьковская фирма «Вектор» производит известную в узких кругах BlueBox – точку доступа, способную установить линк на расстоянии более пятидесяти километров. Ну а о популярности DWL-2100AP среди домашних пользователей нечего и говорить. Давай взглянем, что у нее внутри.

Сразу оговорюсь, что на фото изображена плата ревизии DWL2100EU, так как точка доступа имела несколько вариантов исполнения. Мозгами DWL-2100 является широко распространенная SoC (System on Chip – система в чипе) Atheros AR2313. Рабочая частота процессора – 180 МГц, ядро имеет архитектуру MIPS. Цифрами обозначены: 4 – флеш-память (4 Мб), 6 – оперативная память (16 Мб), 7 – IC Plus IC101A, Fast Ethernet трансивер, 9 – трансформатор, рядом с ним расположена розетка RJ-45 для сетевого кабеля. Радиочасть (цифра 3) базируется на трансивере Atheros 2112A. 2 – линейные стабилизаторы питания. Возле них есть достаточно большое количество дорожек и контактных площадок, на которых элементы не распаяны. Не спеши обвинять «ушлых китайцев» в экономии. Дело в том, что на базе платы, производится шесть разных точек доступа, и некоторые из них используют технологию PoE – Power over Ethernet. PoE позволяет питать сетевое оборудование с помощью свободных пар сетевого кабеля. При этом напряжение, подводящееся к устройству, составляет 48 В. Это несколько многовато для точки доступа. Недостающие компоненты как раз и представляют собою преобразователь напряжения и логику, позволяющую идентифицировать устройство как потребитель. Цифрой 1 обозначен стабилитрон, включенный параллельно выводам розетки питания. При превышении напряжения питания он начинает проводить ток, срабатывает защита источника питания, и, таким образом, мозги точки доступа остаются живы после бросков напряжения питания.

Ты, возможно, удивишься, но DWL-2100AP имеет прямое отношение к космическим технологиям. Дело в том, что управляет точкой доступа VxWorks – та же операционка, что рулила марсоходами Spirit и Opportunity да и многими другими. Так что гордись, о владелец!

Самая распространенная проблема, подстерегающая владельца DWL-2100AP – «слет» прошивки. Проблема эта при известном желании решается, наиболее толковое руководство, как по мне, можно найти тут: http://infarct.nm.ru/ap2100-repair.htm. Там же описан способ подключения бездыханной точки доступа к компьютеру для прошивки.

Кстати, практически всё более-менее «умное» сетевое оборудование имеет последовательный (часто говорят «консольный») порт для подключения к обычному компу. В него выводится лог загрузки и служебные сообщения, посредством него же принимаются команды от «большого брата». Таким образом, с помощью терминальной программы (PuTTY, HyperTerminal) можно увидеть, на каком этапе застопорилась загрузка встроенной ОС, изменить какие-то недоступные из web-интерфейса параметры и многое другое. Фактически, мы получаем в свое распоряжение среду, близкую к UNIX-консоли.

Но не ищи на задней панели своей точки доступа заветный разъем – его там нет. Такие вкусности производитель бесплатно не дает. На фото 3 цифрой 5 как раз и обозначено то, что осталось от интерфейсных портов. Группа из 14 площадок выше – JTAG, интерфейс, с помощью которого можно совершать отладку уже собранной платы, заливать прошивку, даже если устройство находится в состоянии «кирпича» и не реагирует на внешние раздражители. Группа из четырех контактных площадок ниже JTAG – и есть искомый последовательный порт. Он не особо нам поможет при полном слете прошивки, тем не менее, в большинстве случаев его будет достаточно. Вот только на выходе у последовательного порта точки доступа максимальная амплитуда сигнала составляет 5 В, а у COM-порта «большого брата» – 12 В. Для того чтобы подружить их, придется спаять преобразователь, схему которого можно найти по ссылке чуть выше. В моем случае он выглядит так, как показано на фото 4.

И швец и жнец

И DI-604 и DWL-2100AP являются устройствами специализированными. Для домашнего пользователя узкая специализация не слишком привлекательна – нам бы всего побольше и за малые деньги. Потому устройства «все в одном» доминируют на рынке. Наиболее популярными являются беспроводные роутеры – помесь точки доступа и проводного роутера. Внутренности другого популярного роутера – Canyon CNP-WF514. В нем использована Marvell’овская платформа Libertas, состоящая из ARM-процессора Marvell 88W8510 и трансивера Marwell 88W8010. Благодаря низкому энергопотреблению чипсета и неплохо отлаженной прошивке роутер оказался весьма стабильным и надежным, невзирая на дешевизну.

Следующим объектом исследования будет настоящий универсал – Thomson SpeedTouch 780WL.

Да, вот тут не скажешь, что что-то не распаяли. Сердце и мозг шлюза – Broadcom BCM6348, фактически, телефонная станция и комп на одном кристалле – обозначен цифрой 5. Перечисление его функций в официальном даташите занимает полную страницу. Рулит этим хозяйством MIPS-ядро на частоте 256 МГц. 1 – аналоговая часть DSL модема и VoIP кодек (Infineon 3332). 3 – оперативка (128 Мб), 6 – флешка (4 Мб), 7 – радиочасть, рулит ею Broadcom BCM4318. 8 – импульсный двухканальный источник питания, и это уже не прихоть, начинка шлюза потребляет немалую мощность. 9 – пятипортовый коммутатор, 10 – трансформаторы развязки.

На подобной платформе базируется далеко не один популярный роутер: D-Link DSL-2640U, ASUS AM604, Asus WL-600g как пример. Варьируется только обвязка, которая обеспечивает те или иные дополнительные функции – принт-сервер, VoIP и т.д.

Thomson 780WL мне достался в качестве подарка, потому на нем я отвел душу вволю. Были впаяны разъемы последовательного порта (2), JTAG (4). Изначально девайс работал под какой-то версией Linux. Так как существуют новые ядра для MIPS-архитектуры, я ухитрился запустить на нем Linux 2.6.30.4. Прошивка не единожды убивалась вусмерть, радиочасть ломалась для поднятия мощности. Неплохой получился комплект для ознакомления.

У подобных комбайнов есть одно слабое место в плане надежности – процессор. Большая степень интеграции и рабочая частота ядра выливаются в немалую потребляемую мощность. После получасовой работы шлюза с открытой верхней крышкой палец на процессоре смог бы удержать только человек с сильной волей. Температура чипа достигает 85 градусов. Монтаж BGA, припой бессвинцовый... Диагноз мои постоянные читатели легко поставят сами. Особо страдали от перегрева D-Link DSL-2640U. В кому они впадали после 4-6 месяцев работы. Прогрев с флюсом решал проблему... на те же 4-6 месяцев. Рекомендация будет такой же, как и для DI-604 – улучшать охлаждение всеми доступными путями. Лучше дырки в верхней крышке, чем мертвый роутер на антресоли.

Как ты видишь, я не особо разжевываю все мелочи и нюансы. Основная моя цель – показать тебе, что современное сетевое оборудование – это не «черный ящик», не вещь в себе, а отличный полигон для экспериментов. Его можно и нужно исследовать, ремонтировать и модернизировать под себя. Роутер – это практически готовая платформа для разнообразных поделок. Вот, посмотри на досуге: http://tinyurl.com/ne7le5. Человек сделал Wi-Fi радио на базе ASUS WL-520gU. На вышеупомянутом Thomson 780WL сейчас крутится моя самопальная охранная сигнализация и утилита мониторинга выводка бесперебойников, которые несут вахту дома.

КОММЕНТАРИИ:

Keywords: zPOSTz zARTICLEz, zNETWORKz z18744z
Для Авторов: edit delete