USB over IP — аппаратное решение. Обзор и настройка

Первая статья, касающаяся в том числе и адаптеров USB—Ethernet, была опубликована на нашем сайте . Таким образом, назвать этот класс устройств новым и неизвестным никак не получается — фактически они появились сразу, как только интерфейс USB из забавной диковинки начал превращаться во что-то полезное, а позднее эволюционировали вместе с USB и Ethernet. Первые модели были рассчитаны на USB 1.1 с его максимальной пропускной способностью в 12 Мбит/с, так что требовать от них чего-либо выходящего за рамки сети-«десятки» смысла не имело. Впрочем, следующее поколение устройств уже , но это требовалось лишь для совместимости с прочим кабельным хозяйством — чтоб «не завалить» на 10 Мбит/с все устройства, подключенные к какому-нибудь простенькому хабу. Внедрение же спецификаций USB 2.0 с пропускной способностью до 480 Мбит/с позволило полноценно задействовать «сотку» и начать прощупывать Gigabit Ethernet (пусть и не на полной скорости, но все равно это было существенно быстрее, чем позволял предыдущий стандарт), а переход на USB 3.0 полностью закрыл вопрос с самой быстрой из массовых версий проводной сети. При наличии спроса можно будет повышать скорость и далее — просто пока это не слишком нужно.

Да и сами по себе подобные адаптеры никогда не были предметом массового спроса — настолько, что многие пользователи компьютеров об их существовании просто не знают (собственно, это одна из основных причин, по которой мы решили посмотреть на современное состояние дел в этом сегменте). Сначала поддержка сетей вообще считалась опциональной, но для самых массовых на тот момент компьютеров (то есть настольных) легко решалась при помощи плат расширения (чаще всего — чуть более быстрых, чем встроенные решения, да и лучше совместимых с операционными системами тех лет). Позднее проводная сеть стала обязательной — но точно так же обязательной стала и ее изначальная поддержка любым компьютером (неважно, настольным или мобильным), то есть наличие в нем соответствующего адаптера. На текущий момент некоторые виды компьютерной техники снова начали обходиться без поддержки проводных сетей — но в основном потому, что их пользователей более чем удовлетворяют колоссально развившиеся с тех пор беспроводные сети. Более того, и владельцы компьютеров «классических» форм-факторов даже при наличии встроенного адаптера проводного Ethernet зачастую им не пользуются никогда или почти никогда. Если же говорить об устройствах «нового образца», типа ультрабуков или планшетов, изначально рассчитанных на отсутствие привязки к конкретному месту использования, то там это тем более выполняется.

Теория

С другой стороны, иногда все-таки требуется обеспечить поддержку проводных сетей там, где ее изначально не предусмотрено. Самый простой сценарий — если предусмотрен один сетевой интерфейс, но понадобилось два, а слотов расширения в системе нет (либо они недоступны) — например, когда речь идет о мини-ПК типа Intel NUC и его аналогов. Второй случай — если регулярно возникает необходимость обмениваться большими объемами информации с, например, ультрабуками: даже лучшие версии беспроводных стандартов все еще медленнее, к тому же для их реализации может потребоваться модернизация всей инфраструктуры (тогда как Gigabit Ethernet в домашний сегмент начал продвигаться еще во времена господства в лучшем случае 802.11n с пропускной способностью 150/300 Мбит/с). Возможно также, что использование провода требуется из соображений безопасности, а не скорости. Либо просто в нужном месте нет Wi-Fi, но с незапамятных времен водится сетевая розетка. Либо вообще речь идет о прямом подключении к какому-либо оборудованию, что часто встречается в практике инженера-эксплуатационщика — а носиться по объектам с маленьким планшетом куда удобнее, чем с большим ноутбуком (в маленьких же ноутбуках сейчас встроенная поддержка Ethernet зачастую тоже отсутствует).

По всем этим причинам адаптеры USB—Ethernet не только не вымерли, но и модернизировались, стали даже более универсальными и удобными. В частности, таков наш сегодняшний герой производства компании Deppa (стоимостью от 2 до 3 тысяч рублей на момент подготовки статьи). Подобные продукты есть у многих производителей, причем иногда они стоят существенно дешевле. Но для общего качественного анализа состояния дел он нам вполне подойдет, благо использует популярную элементную базу — в виде контроллера Realtek RTL8153. Появился этот чип в июле 2013 года, однако улучшать его пока необходимости просто нет: сети с большей пропускной способностью на массовое распространение все еще не претендуют. Собственно, по состоянию на конец 2016 года даже в сегменте HPC-кластеров 60% строящихся систем для связи узлов продолжали использовать именно Gigabit Ethernet (чего уж говорить о сетях масштаба «обычных» предприятий), а ведь 1000Base-T (то есть 1 Гбит/с по витой паре пятой категории) в виде спецификаций «устаканился» еще в конце прошлого века.

USB 3.0 (или, как его рекомендовано называть сейчас, «USB 3.1 Gen1») тоже устоялся давно, для полной реализации скоростных возможностей гигабитной сети подходит, имеется в подавляющем большинстве компьютеров и не только компьютеров. Стоит также отметить, что компания Realtek в свое время предусмотрела возможность питания RTL8153 не только от 5 В (стандартное значение для USB), но и от 3,3 В, причем без необходимости в дополнительных схемах — последнее может пригодиться, например, для разработки Ethernet-адаптера под iPhone/iPad:) Впрочем, подавляющее большинство сетевых адаптеров на этом чипе рассчитаны на подключение к USB-порту и все еще на «обычный» разъем А-типа. Адаптер же Deppa нам приглянулся как раз тем, что уже использует разъем Type-C, что облегчает его подключение не только лишь к стационарным компьютерам.

На мобильное использование прямо намекает и дизайн устройства: основная часть размерами с зажигалку (63×23×14 мм) соединяется с USB-разъемом кабелем длиной всего 12 см, а весит вся эта конструкция всего 23 грамма. Для стационарного использования этот адаптер, конечно, тоже подойдет, но в первую очередь производитель упирает на совместимость с MacBook и другими ноутбуками. А только ли с ними?

Практика

Мы решили поэкспериментировать. Для разминки мы взяли NUC 7i5BNH, благо начиная с «седьмого поколения» этих мини-ПК порт USB Type-C есть в каждой модели. Windows 10 снабжена встроенной поддержкой USB-устройств, работающих по протоколу CDC-ECM (Ethernet Control Model), так что отдельная установка какого-либо драйвера не требуется — первое время возни с USB-адаптерами было куда больше (что им популярности не добавляло). То же самое касается и Windows 8.1, а вот для более старых версий Windows драйвер придется устанавливать. Впрочем, Realtek до сих пор поддерживает даже Windows XP.

Но главное, что нас интересовало — сравнение скорости работы со встроенным сетевым адаптером Intel i219V. Выяснилось, что разница есть. Так, например, согласно результатам iperf3, i219V обменивался данными с другим компьютером (точнее, с его сетевым адаптером Qualcomm Atheros Killer E2200) на скорости ≈920 Мбит/с, а RTL8153 обеспечил лишь ≈840 Мбит/с. Загрузка большого файла с NAS продемонстрировала те же 10% разницы. Много это или мало? Мы склоняемся ко второму варианту, поскольку даже 802.11ac на одном потоке выдает примерно вдвое меньше. Соответственно, если вам нужен второй гигабитный адаптер для компактной системы — подобное решение подойдет. Если у вас сгорел «родной» порт Ethernet — тоже.

Но, естественно, наиболее интересно оно тогда, когда и одного-то проводного интерфейса нет — а хочется:) Например, в случае попавшегося под руку MacBook Pro 13″ образца двухлетней давности. Как и следовало ожидать, OS X тоже «подхватила» адаптер практически «на лету», а результаты проверки пропускной способности оказались практически идентичными тем, что мы получили на NUC. Поскольку эти компьютеры имеют сопоставимую производительность, удивляться такому итогу не приходится.

Поэтому мы решили усложнить задачу и взяли бюджетный планшет Chuwi Hi10 Plus — типичное для компаний из материкового Китая «двухсотбаксовое изделие» на базе Atom X5-Z8350. В данном случае у нас получилось лишь порядка 600 Мбит/с, что, впрочем, во-первых, все равно намного быстрее, чем встроенный Wi-Fi 802.11n, а во-вторых, иногда важнее сам факт совместимости. В конце концов, высокая скорость передачи тех же файлов этому планшету не требуется: записывать он их «умеет» не быстрее 20 МБ/с — что во встроенную eMMC-память, что на карту microSD. Но, например, Hi8 Pro того же производителя является одним из самых компактных (дисплей с диагональю 8″, размеры 211×123×9,3 мм, масса 350 г) и дешевых (порядка $100) «Windows-ПК», причем построен на той же платформе и тоже снабжен USB Type-C — а значит, при помощи подобного адаптера его можно подключать к оборудованию, поддерживающему Ethernet, не хуже полноразмерного ноутбука и используя то же самое ПО. Естественно, это не слишком удобно, но все-таки возможно, и при необходимости таким способом можно воспользоваться.

Воодушевленные достигнутым результатом, мы решили немного похулиганить и проверить совместимость адаптера с... устройствами, работающими под управлением Android: Deppa ничего подобного не обещает, а вот Realtek о возможности такого использования RTL8153 в посвященном его выпуску пресс-релизе некогда упоминал. Конечно, подводных камней в этом случае больше. Во-первых, наличие разъема USB Type-C еще не гарантирует поддержку им USB OTG: разъем этого форм-фактора может использоваться в конкретном устройстве только для зарядки или связи с компьютером, но не для подключения внешних устройств. Например, так ведут себя смартфоны и, возможно, не только они. Во-вторых, возможны проблемы со скоростью работы, поскольку новый тип разъема хоть и появился в рамках спецификации USB 3.1, но еще не гарантирует поддержку более быстрых скоростных режимов, чем известные со времен USB 2.0. В частности, USB 3.0 точно не поддерживают все 28-нанометровые SoC Qualcomm и практически вся продукция Huawei, за исключением разве что топового (и относительно нового) Kirin 970. Но даже если поддержка «внутри» SoC есть, производитель конечного устройства может не развести соответствующие контакты в разъеме — это не запрещено. В-третьих, общие выводы по программной поддержке делать крайне сложно — очень многое может зависеть от конкретной прошивки. Формально используемое в Android ядро Linux поддерживает CDC-ECM, однако слишком уж «толстая» программная прослойка «намазана» сверху.

Поэтому глобальным массовым тестированием мы заниматься не стали. Просто отметим, что опробованы были два устройства: планшет Asus ZenPad 3S 10 (Z500KL), работающий под управлением Android 7.0, и смартфон Huawei P20 Pro с установленной EMUI 8.1 (Android 8.1). С обоими адаптер работать не отказался. Правда, сразу обнаружились определенные ограничения: очень похоже, что сервисы Google привязываются к MAC-адресам устройства, так что при проводном подключении не удается, например, зайти в Google Play. Но браузер и разные сетевые утилиты работают — как минимум, не хуже, чем по Wi-Fi. В случае планшета Asus — и не лучше: «сердцем» данной модели является Qualcomm Snapdragon 650, что сразу ограничивает поддержку спецификациями USB 2.0, да и те работают не в полную силу — на загрузке файла у нас получилось лишь ≈25 МБ/с. А вот Huawei P20 Pro выдал вдвое больше — это тоже далеко от теоретического максимума, но явно демонстрирует наличие поддержки USB 3.0.

Эпикриз

На этом мы решили поставить точку. Главное, что удалось определить: адаптеры USB—Ethernet действительно способны работать не только там, где должны, но и там, где проводное подключение устройства изначально не планировалось «by design». Впрочем, последнее, как нам кажется, лучше рассматривать просто в качестве забавного технологического казуса — навскидку в голову не приходит ни одного типового сценария, в котором подключение Android-устройства к проводной сети было бы жизненно необходимым. Другое дело — компактные компьютеры с изначально «настольными» операционными системами (Windows, macOS или Linux). В каких-то случаях ими приходится заменять настольный же компьютер, и, как видим, возможностей современной реализации шины USB вполне достаточно для того, чтобы не слишком страдать об утерянных в погоне за портативностью возможностях расширения типового десктопа. Во всяком случае, один или несколько гигабитных сетевых адаптеров к ним подключить точно можно, и работать они будут сопоставимо с вариантом, использующим «внутренние» шины. Так что если по какой-то причине вам это сделать нужно — решение есть. Но на массовость оно безусловно не претендует, поскольку давно уже нужно не всем пользователям.

Технологии виртуализации прочно вошли в современный IT мир. Сегодня невозможно найти компанию, которая бы не использовала решения для виртуализации (виртуальные сервера, виртуальные рабочие места, VDI) в своей работе. И все было бы отлично и безоблачно, но гипервизоры, основа инфраструктуры внесли и определенные ограничения на созданные и используемые виртуальные машины.
Одно из ограничений - это отсутствие USB портов на виртуальных машинах. Если раньше мы могли подключить необходимое USB устройство (например, ключ защиты ПО или смарт-карту с ключами шифрования) к физическому серверу, то теперь - поскольку сервера стали виртуальными – эта задача так просто не решается. Как решить эту проблему быстро и эффективно – я расскажу в этом обзоре.

Первое, и казалось бы наиболее очевидное решение - использовать программные эмуляторы портов, но такой подход имеет требует иметь постоянно включенный компьютер, на котором и будет работать ПО для эмуляции. Вывод : неудобное, ресурсоемкое и дорогостоящее решение.

Следущий выбор - програмно-аппартные устройства для решения задачи проброса (эмуляции) USB портов на удаленной машине. Простые, эффективные и недорогие устройства. Выбор остановился на решениях компании Digi International -

AnywhereUSB представляет собой компактное устройство USB hub – с дополнительным подключением Ethernet кабеля.

Модели AnywhereUSB

2. AnywhereUSB/ 5 – 5 портов USB

3. AnywhereUSB /14 – 14 портов USB

Настройка и управление

Для настройки устройства рассмотрим Web интерфейс - как наиболее удобный и простой вариант.

Управление IP адресом

Сетевые сервисы легко конфигурируются через web интерфейс

Для желающих тонко настроить все параметры сетевого интерфейса доступны соответствующие инструменты

Web интерфейс имеет множество дополнтельных инструментов, позволяющих посмотреть активных подключения, статус и uptime устройства, настроить функции безопасности и.т.д

Текущие подключения:

Состояние устройства:

С настройкой устройства все просто и понятно, теперь перейдем к машине, на которую осуществляется проброс USB портов.

Настройка клиенткой машины

Настройка проста и интуитивно понятна.

Все, что необходимо для настройки:
1. Установить драйвера для AnywhereUSB;
2. Указать IP адрес устройства.

Устройство подключено, в окне доступна информация о состоянии устройства.

В случае необходимости получения детальной информации, о подключеном устройстве, свободных/занятых портах – можно воспользоваться утилитой детального просмотра.

Стоит отметить, что решение очень просто в развертывании и надежно в эксплутации. Весь процесс развертывания и настройки занимает не более 30 минут.

Примерная схема подключения устройства AnywhereUSB

Детальную информацию об устройствах AnywhereUSB, скачать драйвера и документацию можно найти сайте компании Digi International -

P.S. Данный обзор написал мой коллега, который, к сожалению, пока не является хабраюзером.

В одной из прошлых статей мы обсуждали способы подключения самых разных сущностей как файлов и каталогов: WebDAV, BitTorrent, SSH и даже память видеоадаптера. Но что, если мы хотим получить доступ не к удаленному или локальному сервису, а к устройствам удаленной машины? Скажем, пробросить на локальную машину USB-порт и использовать подключенные к нему устройства как локальные.

Особенность Unix-подобной системы - относиться к любому из своих компонентов как к файлу - давно уже стала общим местом в разговорах о ее внутреннем устройстве. И бесчисленное количество статей о том же Linux тому свидетельство. Оборудование - не исключение. Видеокарта, аудиокарта, внешний девайс, подключенный через USB, в понимании Linux не что иное, как файл.

Оттого удивительно, что из всех операционных систем только Plan 9 (если не считать пары отпочковавшихся проектов со схожей судьбой), в котором подобный подход доведен до логического конца, способен без лишних телодвижений распознавать оборудование удаленного компьютера и управлять им, как своим собственным.

В Plan 9 за проброс оборудования отвечает RPC-протокол 9P. Он обеспечивает доступ вообще к любым файлам и устройствам, как локальным, так и сетевым. К сожалению, Linux похвастать таким универсальным инструментом не может. Зато здесь есть несколько инструментов (если не сказать - костылей), обеспечивающих доступ к оборудованию удаленной машины.

USB

Когда речь заходит о пробросе оборудования на другой компьютер, возможно, первое, что приходит на ум, - это веб-камера на домашнем ноутбуке или подключенный к нему смартфон, доступ к которым нужно обеспечить с удаленного десктопа. Например, из офиса на другом конце города (в другом городе, в другой стране).

В подобном случае выручить может утилита . Развитием утилиты уже давненько никто не занимался, но на ее работоспособности это пока не сказалось - в репозиториях большинства популярных дистрибутивов такой пакет присутствует.

Первым делом пакет USB/IP следует установить на ту машину, доступ к устройствам которой необходимо получить извне. Далее загружаем необходимые модули:

$ sudo modprobe usbip-core $ sudo modprobe usbip-host

Проверяем, все ли корректно загрузилось:

$ sudo lsmod | grep usbip

И запускаем сервер:

$ sudo usbipd -D

Поскольку USB/IP имеет собственную, независимую от встроенной систему адресации, поиск устройств выполняется командой

$ sudo usbip list -l

Она покажет список всех устройств, подключенных в данный момент в USB-шине.

Теперь можно приступить непосредственно к расшариванию девайса (допустим, это будет веб-камера с индексом 2-3 из полученного списка):

$ sudo usbip bind --busid=2-3

Очередная проверка правильности выполненных действий:

$ sudo usbip list -r localhost

Итак, перейдя на клиентскую машину, устанавливаем на нее USB/IP и запускаем:

$ sudo modprobe usbip-core $ sudo modprobe vhci-hcd

Проверяем доступность расшаренного оборудования на сервере по списку:

$ sudo usbip --list АДРЕС_СЕРВЕРА

И присоединяем нашу камеру:

$ sudo usbip --attach АДРЕС_СЕРВЕРА 2-3

Проверяем результат:

$ sudo usbip --port

Теперь удаленное USB-устройство должно появиться в списке локальных, и с ним можно будет работать, как с любым другим. Для проверки корректности подключения выполняем команду lsusb:

INFO

Существует клиентская часть USB/IP для Windows. Однако из-за ошибки в версии протокола в ее исполняемом файле из коробки она работает некорректно. Требуются дополнительные телодвижения с подменой констант в исходниках.

RS232

Самым лаконичным решением взаимного расшаривания в Линуксе могут похвастаться COM-порты. Никакие дополнительные драйверы для этого не нужны. За все отвечает одна маленькая утилита remserial , доступная в исходниках. Подходит как для доступа из Линукса к оборудованию, подключенному через RS232 на удаленном компьютере, так и для связки двух девайсов с COM-портами, подключенных к разным машинам, связанным по сети.

Расшарить RS232, указав сетевой порт (-p), скорость, режим stty (-s) и имя порта (здесь /dev/ttyS0), можно так:

$ remserial -d -p 23000 -s "9600 raw" /dev/ttyS0 &

Подключиться к COM-девайсу, расположенному на удаленной машине (сервере), - так:

$ remserial -d -r адрес_сервера -p 23000 -s "9600 raw" /dev/ttyS0 &

Допустимо запускать несколько экземпляров программы с разными портами и адресами подключенных девайсов.

Продолжение доступно только подписчикам

Вариант 1. Оформи подписку на «Хакер», чтобы читать все материалы на сайте

Подписка позволит тебе в течение указанного срока читать ВСЕ платные материалы сайта. Мы принимаем оплату банковскими картами, электронными деньгами и переводами со счетов мобильных операторов.

От компьютера, не имеющего выход в глобальную, или локальную сеть, пользы очень мало. Но, на такое устройство, как сетевая карта, пользователи не обращают внимания до тех пор, пока оно не перестаёт работать, или когда к машине, находящейся в локальной сети не потребуется подключить Интернет. Вот тогда у «чайников» и возникают проблемы.

В каждой современной материнской плате имеется встроенный адаптер, который и используют для подключения к сети. Но довольно часто именно он становится слабым местом платы. Сеть начинает барахлить, пока в один «прекрасный» день на ее значке в системном трее не появляется жирный красный крест.

Как установить сетевую плату, если нет свободных PCI

Обычно в таких случаях юзеру советуют не трогать материнскую плату, а подключить новую внешнюю . Такое устройство стоит недорого, и работает отлично, т.к. при подключении через PCI – слот обеспечивается высокая скорость работы.

Однако если все PCI – слоты уже используются другими устройствами (видеокарта, звуковая карта, TV-тюнер и т.д.), или же для пользователя открытый кейс является дремучим лесом, то самый быстрый и простой вариант решить проблему «умершей» встроенной сетевой карты – это поставить внешний адаптер.

Что такое сетевой usb-адаптер

Внешние сетевые карты обычно совсем небольшого размера (примерно с коробок спичек), выполнены в пластиковом корпусе и имеют USB шнур для подключения.

Что касается производителя, то такие девайсы выпускают все известные изготовители компьютерных сетевых устройств: D-Link, TP-LINK, Edimax, Intel, Acer и др.

Подключение сети Ethernet через USB

Подключить внешнюю сетевую карту сможет каждый. Для этого USB кабель нужно подключить в любой свободный USB – порт компьютера. Обычно такие адаптеры устанавливаются по технологии plug’n’play. То есть все необходимые драйвера будут инсталлированы Windows автоматически.

На этом процесс подключения сетевого адаптера окончен. Теперь необходимо просто подсоединить сетевой кабель к разъёму в адаптере.

Проверить правильность своих действий можно, отыскав раздел «Сетевые платы» в диспетчере устройств. Если всё было сделано верно, в разделе высветится название установленного сетевого адаптера.

Большинство моделей маршрутизаторов TP-Link имеют USB порт. Он используется для подключения USB-накопителей, принтеров, и USB-модемов (в некоторых моделях) . Сегодня я покажу как подключить флешку, или внешний жесткий диск к роутеру, и без сложных настроек получить доступ к USB диску по сети практически с любого устройства. Проще говоря, с компьютера, или даже мобильного устройства (Android) мы сможем заходить на флешку, которая подключена к роутеру TP-Link. Доступ к накопителю смогут получить устройства, которые подключены как по Wi-Fi, так и по сетевому кабелю. Можно будет не только просматривать файлы на накопителе, но и записывать и удалять.

А еще, подключенную к роутер флешку можно использовать для . Если в вашей модели маршрутизатора есть такая функция.

Настройка сетевого доступа к флешке через роутер TP-Link

Скорее всего, никаких настроек на роутере делать вообще не придется. Если там настройки заводские, вы не меняли настройки USB, то общий доступ включен по умолчанию.

На данный момент, на рынке есть роутеры со старой панелью управления (которая зеленая) , и с новой (голубая) . Насколько я понял, на более старых моделях нет доступа к накопителю через "Сетевое окружение". Это значит, что накопитель подключенный к роутеру не будет автоматически отображаться на вкладке "Сеть" в проводнике Windows. Его нужно будет добавить вручную.

Мы начнем настройку с самого простого, и рассмотрим разные нюансы.

Подключаем USB диск к маршрутизатору

Для начала, в USB порт вашего роутера подключите накопитель. Это может быть обычная флешка, или внешний жесткий диск.

Я не советую подключать накопитель, на котором есть важная информация. Так как всегда есть риск потерять ее. Лучше попрактиковаться на чистом накопителе, или на котором нет ценной информации. Ну и не изменяйте настройки, когда не знаете что они означают.

Если у вас зеленая панель управления, то нужно открыть вкладку "Настройки USB" – "Совместный доступ".

Как видите, сервер по умолчанию включен. Чтобы задать настройки доступа, создать новые учетные записи, нужно убрать галочку "Анонимный доступ ко всем томам". Так же можно отключить доступ, нажав на соответствующую кнопку.

На новых роутерах, с новой панелью управления нужно в разделе "Дополнительные настройки" открыть вкладку "Настройки USB" – "Общий доступ". Мы получали доступ через "Сетевое окружение". Как видите, его можно отключить, просто убрав галочку возле него.

Вот собственно и все. Если вас интересует доступ к файлам, которые находятся на накопителе подключенному к маршрутизатору с телефона, или планшета на Android, то я советую использовать приложение ES Проводник. В нем есть вкладка сеть, где будет отображаться сетевой накопитель. Если же автоматически он не появится, то там есть возможность подключить сетевой диск по адресу \\192.168.0.1, или \\192.168.1.1.

Если не получится зайти с мобильного устройства, то напишите в комментариях. Покажу более подробно.