Обзор недорогих Ethernet-маршрутизаторов Buffalo WBR-G54, D-Link DI-604, Hardlink HR-114, Repotec RP-IP515LM и SMC Barricade 7004 VBR

Казавшееся каких-то пару лет назад непонятным и таинственным, словосочетание «network processor», или универсальный сетевой процессор, успело обрасти плотью — вернее, «железом», и надолго прописаться в сетевых устройствах ценой в несколько десятков долларов, выпускаемых миллионными тиражами.

Скорее всего, это только начало: уже в ближайшем будущем, с повсеместным распространением широкополосного доступа, и эти устройства — специализированные сетевые шлюзы-маршрутизаторы, и сетевые процессоры обещают стать самым массовым сетевым оборудованием, неизменным спутником широкополосного доступа. Ведь все чаще встречаются ситуации, когда в квартире, не говоря уже об офисе, пусть даже небольшом, необходимо объединить в сеть несколько компьютеров, предоставить им выход в Интернет и защитить от вторжений извне.

Что за авансы, спросите вы? Ведь задача традиционно решается малой кровью, с помощью коммутатора или, на худой конец, хаба и программного маршрутизатора на базе универсального компьютера. Да, конечно… Но рассмотрим варианты подключения к сети с помощью программного маршрутизатора. Таковых два: ПО маршрутизатора может быть установлено на компьютере, который продолжает использоваться для повседневных задач, либо — на выделенном компьютере, с минималистским набором ПО.

В первом случае любая проблема с компьютером, переустановка операционной системы и т. д. на некоторое время оставит организацию или домашний офис без Интернета. Кроме того, общая безопасность локальной сети может пострадать из-за случайного изменения сетевых настроек или непредсказуемого набора программного обеспечения и дыр, образованных в защите самим этим сочетанием или его компонентами.

Вариант с выделенным компьютером-маршрутизатором хорош. Но тоже не лишен недостатков. Первый из них — энергопотребление. При потребляемой мощности 100 Вт и круглосуточной работе такой маршрутизатор съест за год около 900 кВтч, или, в денежном эквиваленте, около 30 долларов. Второй недостаток — размеры. Средний десктоп займет около 1/8–1/4 квадратного метра жилой или офисной площади. Опять же в переводе на деньги — от 20 у. е. в год, или 50 у. е. — единовременно. То есть непроизводительные затраты, связанные с использованием специализированного программного маршрутизатора, составляют в среднем от тридцати долларов в год. Такая вот арифметика широкополосного доступа и цена традиционно «дешевых» решений.

Перейдем в секцию аппаратных устройств — Cable-, или DSL-маршрутизаторов. Впрочем, название это вносит скорее путаницу, заставляя искать поблизости или, еще хуже, внутри — соответствующий кабельный или xDSL-модем. Мы будем называть их проще и понятнее, и притом без всякой натяжки, Ethernet-маршрутизаторами. Тем более что большинство из них уже может маршрутизировать стомегабитные потоки, а реализованные в малютках возможности раньше можно было найти лишь в гораздо более дорогой технике, стоимость которой измерялась сотнями и тысячами долларов.

Впрочем, и это далеко не полное и не функциональное название, поскольку кроме маршрутизатора эти устройства нередко содержат еще и встроенный четырех- или даже восьмипортовый Ethernet-коммутатор, а порой — и беспроводные интерфейсы. Может, больше подошло бы — «сетевой центр»? Ведь наши герои способны решать практически все задачи небольшой сети, дома или в офисе, и вполне естественно становятся локальным центром сетевых коммуникаций.

Первые широкополосные маршрутизаторы, появившиеся года два тому назад, имели два принципиальных недостатка:
• цена, приближающаяся к двум сотням долларов, заставляла задуматься о более дешевых и доступных программных решениях, благо встроенные маршрутизаторы, NAT- и DHCP-серверы входят в стандартную поставку Windows 2000 и XP;
• мощность встроенных универсальных процессоров была невелика, хотя ее вполне хватало для большинства тогдашних да и сегодняшних задач удаленного доступа.

Начинка одного из типичных устройств того времени, SMC Barricade 7008BR, включала два процессора: коммутационную матрицу RTL 8308 и универсальный шестнадцатиразрядный процессор класса x86 — Am186 (от AMD). Первый коммутировал Ethernet-пакеты, второй в меру сил маршрутизировал. Правда, скорость маршрутизации не превышала 3 Мбит/с, а решаемые задачи ограничивались, по сути, подстановкой IP-адресов (NAT, Network Address Translation) и раздачей сетевых настроек по протоколу DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol). Впрочем, по тем временам и этого было более чем достаточно — смущала лишь, как уже сказано, относительно высокая цена, не позволившая этим устройствам стать массовыми.

Дешеветь Ethernet-маршрутизаторы начали прошлым летом, а уже осенью цены упали ниже психологического порога — сто долларов. Тут-то и появились знакомые слоганы — «сетевой процессор» и «высокая интеграция». Примерно такими словами объясняли сотрудники компании D-Link, представляя широкополосный шлюз DI-604, чрезвычайную дешевизну этого устройства: в Штатах осенью прошлого года оно стоило полсотни долларов.

В Москве цены на DI-604 начинаются сейчас с 55 долларов (средневзвешенная цена — около $65–70). Для сравнения, четырехпортовый неуправляемый коммутатор стоит $35–40. То есть за $25–30 (эта цифра в равной мере относится почти ко всем участникам нашего теста) — еще один Ethernet-порт плюс функции управления, диагностики, фильтрации трафика и MAC-адресов, встроенный межсетевой экран (здесь перечислены лишь некоторые, обобщенные функции), — пожалуй, овчинка стоит выделки…

И, наконец, еще один немаловажный аргумент: мощность. У рассматриваемых ниже Ethernet-маршрутизаторов она не превышает 10 Вт (средняя величина — около 6 Вт), то есть сопоставима с мощностью, потребляемой обычным коммутатором. Таким образом, разница в потреблении по сравнению с соответствующим программным решением будет полностью определяться мощностью, потребляемой настольным компьютером.

Нашу выборку составили пять маршрутизаторов: DI-604 от D-Link, Hardlink HR-114, любезно предоставленный компанией MAS Elektronik, Repotec RP-IP515LM (компания «2KOM-Сети»), Buffalo WBR-G54 (Digital Nature) и Barricade 7004 VBR от компании SMC Networks.

D-Link DI-604

Аккуратный пластмассовый корпус серебристого цвета, напоминающий пачку сигарет и оформлением, и размерами, внешний источник питания и сравнительно высокое тепловыделение — при работе довольно ощутимо греются и сетевой процессор, и коммутационная фабрика — на последнюю производителю пришлось установить алюминиевый радиатор.

Попытки обновить ПО выявили наличие двух независимых аппаратных версий, выпускаемых под одним наименованием — одна для США и Канады, другая — для всего остального мира, включая Европу и Россию. Версия для США и Канады основана на процессоре Conexant 84200 и, судя по всему по базовым характеристикам мало отличается от моделей Repotec, Hardlink и SMC. А вот программная функциональность развивается довольно быстро — за три месяца этого года выпущено чуть ли не восемь версий микропрограмм, с 2.10 по 2.18 — только успевай прошивать.

Российская, вернее, европейская версия, обновляется существенно реже. Наиболее свежая прошивка датирована сентябрем прошлого года. Зато заливать ее довольно удобно — можно через Web-интерфейс, а можно и исполняемым файлом, который сам анализирует сетевые настройки и определяет IP-адрес шлюза-маршрутизатора. Остается нажать на кнопку Upgrade и, если необходимо. Ввести пароль — и прошивка уже у адресата.

К чести этой модели, перезагрузка происходит быстро, за одну-две секунды, а изменение настроек маршрутизатора производится без перезагрузки.

Некоторым неудобством, характерным, впрочем, и для большинства участников теста, является браузерозависимость Web-интерфейса. Для настроек лучше всего использовать Internet Explorer, а Opera или Netscape — на время отложить в сторонку.

С появлением прошивки 162b2 в маршрутизаторе появились начатки UPnP, позволяющие открыть Web-интерфейс в окошке «сетевое окружение_»_. Однако, в отличие от других участников тестирования, UPnP не отключается через Web-интерфейс, а интерфейс маршрутизатора не появляется в окошке «сетевых соединений». Тем не менее, возможность телефонные звонков из Windows messenger появляется сразу после перепрошивки, безо всяких дополнительных настроек. Производительность маршрутизатора, несмотря на функциональное разделение задач между сетевым процессором и специализированной коммутационной фабрикой, оказалась довольно средней — Repotec RP-IP515LM показал более стабильные и, в среднем, лучшие результаты.

Repotec RP-IP515LM

Маршрутизатор, единственный из участников теста, заключен в прямоугольный металлический корпус серого цвета. Дизайн выполнен без затей, с боковой стороны корпуса нашлось место для разъема Cenronics, служащего для подключения принтера. Как уже говорилось, в эту модель встроен принт-сервер.

Ethernet-порт маршрутизатора не выделен в отдельный блок, что может вызвать некоторую путаницу. В особенности с учетом того, что, как выяснилось, переключатель MDI переключает, как оказалось, один из внутренних портов, и пердусмотрен, очевидно, для каскадирования коммутаторов локальной сети. То есть, не разобравшись, можно включить WAN-кабель в локальный порт, со всеми вытекающими последствиями. Как у и удругих участников теста, зафиксированы пробелмы совместимости с браузерами, отличными от IE. Так, при работе с Opera 7.01, не устанавливались флажки и не работали некоторые формы.

По скорости маршрутизации и ее стабильности маршрутизатор занял уверенное второе место: при максимальной прогрузке канала и двунаправлено передаче этот параметр составлял 7 Мбит/с, а при асимметричной работе скорость достигала 16-18 Мбит/с!

Интересной показалась и возможность протоколирования Интернет-активности по каждому из локальных компьютеров, вплоть до ведения списка посещаемых сайтов — возможность, которая может пригодиться и в корпоративной, и в домашней сети. Еще одна особенность — интерфейс позволяет прописать этому маршрутизатору аж три DNS-сервера — первичный, вторичный и третичный — видимо, на случай, если откажут два других.

Hardlink HR-114

Пластмассовый черный корпус стильных форм и очертаний. Чуствуется, что интерфейсы этого маршрутизатора и SMC 7004VBR ваял один художник, вернее, Web-мастер. Не исключено, что сходство лежит и на более глубоком уровне: интерфейсы и логика их построения на удивление похожи, отличия лишь в небольших деталях. Начальные настройки обоих маршрутизаторов могут вызвать проблемы в сетях со статической адресацией и аутентификацией по MAC-адресу: для того, чтобы клонировать MAC-адрес с сетевой карточки настольного компьютера. Приходится пользоваться меню динамической маршрутизации, и уже потом — устанавливать статический IP-адрес.

Далее, в зависимости от ситуации, один и тот же компьютер мог получить по протоколу DHCP разные IP-адреса. Эту особенность можно было бы понять в сети с сотней-другой компьютеров. Но когда их всего два, логичнее было бы привязать раздаваемые по протоколу DHCP адреса к MAC-адресам сетевых карточек (впрочем, не исключено, этим грешат и другие участники тестирования).

Как и у двух других маршрутизаторов, использующих интегрированный сетевой процессор, —  7004VBR и RP-IP515LM — для индикации состояния локального Ethernet-порта (10 или 100 Мбит/с) используется пара светодиодов.

Поддержка UPnP обещана к марту. К сожалению, маршрутизатор оказался на последнем месте по скорости передачи данных по WAN-интерфейсу, но, с учетом того, что и HR-114, и RP-IP515LM  используют один и тот же сетевой процессор, у этого маршрутизатора довольно большой потенциал. Ждем следующей прошивки.
Дополнительная возможность этого маршрутизатора — он может работать как управляемый мост, и, если бы в интерфейсе была предусмотрена возможность фильтрации MAC-адресов, мог бы быть очень востребован в городских сетях. Вместе с тем, эта возможность наглядно демонстрирует еще одну особенность сетевого процессора Conexant: все его Ethernet-порты, по сути, равноправны, специализация — городской или локальный интерфейс, происходит на чисто программном уровне.

WBR-G54

Про это устройство мы уже писали — продолжим знакомство. По локальным интерфейсам результаты для всех тестов пропускной способности аналогичны предыдущим, что ясно показывает, что скорость передачи локальной сети в большей мере зависит и определяется конечными устройствами — для проведения более корректных тестов необходимы более совершенные сетевые адаптеры.

Большая вычислительная мощность сетевого процессора — по заверениям Broadcom, она впятеро превышает вычислительные возможности ядра ARM7TDMI, предопределила наилучший результат в режиме двунаправленной маршрутизации данных — равные полосы пропускания по протоколу TCP/IP, 10,7 Мбит/с, и скорость маршрутизации, достигающую 27 Мбит/с.

SMC Barricade 7004 VBR

По размерам пластмассового корпуса 7004VBR похож на RP-IP515LM, а знакомство с внутренним устройством наглядно показывает внимание, которое конструкторы этого маршрутизатора уделяли защите от помех — системная плата крепится в корпусе на массивном, пусть и одностороннем, металлическом экране.

Как и у других маршрутизаторов, проблемы с Opera — минимализм и жетские требования к объему памяти приводят к тому, что браузер может подвесить встроенный в маршрутизатор Web-сервер — вместе с самим устройством. Проблему удалось решить использованием IE, после внесения первоначальных настроек ситуация больше не повторялась. То есть, дело скорее всего в одном из элементов интерфейса — именно, назначении статического адреса.

Как и у HR-114, клонирование MAC-адреса — вещь, необходимая для авторизации в некоторых домовых и городских Ethernet-сетях - реализовано довольно неудобно. 
Вообще, интерфейс и заложенная функциональность во многом похожи на Hardlink HR-114, в который добавили множество дополнительных — и полезных возможностей, и, при этом, умудрились, видимо, за счет устранения узких мест в микропрограмме несколько повысить его производительность.

Используется микросхема, по маркировке на которой не удалось выяснить ее происхождение, но, скорее всего, это все тот же Conexant CX84200 или его реплика — уж очень похожи заложенные характеристики и поведение на остальных участников теста.
Скорость маршрутизации в городскую сеть — около 5,7-6,1 Мбит/с, в зависимости от степени задействования межсетевого экрана и реализованных в нем функций. В обратном направлении, из городской сети, скорость несколько меньше, и не превышает 4 Мбит/с со средним значением около 3,8 Мбит/с. При двунаправленной передаче максимально возможных потоков скорость в обоих направлениях выравнивается и составляет около 2,3 Мбит/с, с прежним пятисекундным интервалом, необоходимым на раскачку, после которой скорость увеличивается примерно на пять процентов.
При отключенном межсетевом экране скорость маршрутизации утраивается и достигает 15,2 Мбит/с наружу.

Заложенные в этот маршрутизатор возможности — в частности, фильтрация до 32 MAC-адресов позволили бы ему занять достойное место даже в домовых сетях, будь в нем предусмотрены хотя бы минимальные возможности учета трафика.

*  *  *

Общим для всех этих устройств является наличие пяти Ethernet-портов со скоростью 10/100 Мбит/с (хотя в спецификации на WAN-интерфейс может стоять одинокая десятка), один из которых служит для подключения к Интернету — городской Ethernet-сети или специализированному модему. Встроенный 32-разрядный сетевой процессор в ряде случаев реализует не только функции маршрутизатора, но и коммутационной матрицы, плюс довольно богатая функциональность, реализуемая чисто программным способом: встроенный межсетевой экран, поддержка виртуальных частных сетей (VPN), встроенный сервер для динамической настройки параметров IP (DHCP) и трансляции сетевых адресов (NAT). С помощью NAT маршрутизаторы позволяют подключить к Сети до 253  компьютеров, используя всего один реальный IP-адрес.

Еще одно, практически общее свойство участников обзора — поддержка Universal Plug and Play (UPnP). Эта технология, активно продвигаемая Microsoft, позволяет устройствам, объединенным в сеть, самостоятельно обнаруживать друг друга, собирать сведения о структуре сети и автоматически производить настройки, необходимые для совместной работы компьютеров и отдельных приложений. В частности, с помощью UPnP, а точнее, одной из его функций, NAT Traversal, становится возможной работа мультимедийных приложений, реализованных в Windows Messenger (IP-телефонии и видеоконференцсвязи), с виртуальных IP-адресов, — то есть с компьютеров, размещенных за NAT-прокси и вместе использующих один реальный IP-адрес.

В отличие от соперников, Repotec RP-IP515LM (около $90) имеет встроенный сервер печати, а Buffalo — беспроводной интерфейс драфта стандарта IEEE 802.11g. Цена WBR-G54 заметно выше 100 долларов, но так как около половины стоимости приходится на долю самого беспроводного интерфейса, мы сочли возможным включить в обзор эту модель наравне с другими.

Внутреннее устройство Hardlink HR-114, SMC 7004VBR и Repotec RP-IP515LM — очень похоже. Ethernet-порты через согласующие трансформаторы и фильтры подключены напрямую к сетевому процессору. Скорее всего, несмотря на непонятную маркировку на микросхеме маршрутизатора SMC, во всех трех случаях используется процессор Conexant 84200, объединяющий пять физических интерфейсов 10/100Base-T Ethernet и универсальный микроконтроллер на базе ядра ARM7TDMI с тактовой частотой 75 МГц. Помимо управления маршрутизацией, микроконтроллеру приходится еще и коммутировать Ethernet-пакеты между четырьмя сегментами локальной сети. Впрочем, с этими задачами он справляется замечательно: скорость передачи данных по протоколу TCP/IP в локальной сети достигает 80–90 Мбит/с, а маршрутизации — до 15 Мбит/с. Правда, последняя начинает падать при задействовании функций межсетевого экрана, но это неудивительно, ведь параллельно растет и нагрузка на процессор. Впрочем, даже в наихудших условиях скорость на внешнем интерфейсе не падала ниже 1,5–2,5 Мбит/с — то есть была более чем достаточна для большинства Интернет-приложений, а при действующих тарифах на трафик и попросту избыточна.

Маршрутизаторы D-Link DI-604 и Buffalo AirStation WBR-G54 устроены несколько сложнее (не говоря о том, что последний содержит универсальный интерфейс Compact PCI и подключенный к нему беспроводной адаптер). Здесь функции маршрутизации и коммутации разделены между двумя микросхемами — сетевым процессором и коммутационной матрицей, поэтому можно ожидать большей производительности и независимости скорости маршрутизации от загрузки локальной сети. По процессору Amit SOC, используемому в D-Link DI-604, не удалось найти практически никаких данных, а вот параметры BCM4702 каких-нибудь пять лет назад были характерны скорее для производительных рабочих станций. Соответственно, скорость на внешнем интерфейсе, по данным тестовой утилиты Chariot, достигала 27 Мбит/с, а при двунаправленной передаче данных по протоколу TCP/IP и максимальной загрузке канала маршрутизатор стабильно работал на 10 Мбит/с в каждом из направлений — ровно и без потерь!

Несмотря на общность решаемых задач и даже, в некоторых случаях, едва ли не полное сходство аппаратных платформ, все побывавшие у нас маршрутизаторы — поразительно разные устройства, каждое по-своему демонстрирующее взгляд разработчиков на то, как должен выглядеть маршрутизатор и какие задачи он должен решать.

Впрочем, разные подходы к конструированию и разделение функций по маршрутизации и коммутации не всегда означают выигрыш в производительности: параметры устройств если и отличаются, то незначительно. Совершенно ясно одно: чем больше функциональности и меньше микросхем будет заложено в конструкцию, тем ниже будет себестоимость производства. Тем более что с ростом степени интеграции прежнее внимание к деталям аппаратной реализации утрачивает былое значение, и все большее распространение получают так называемые типовые конструкции (reference design).

И все большее значение, с ростом вычислительной способности, приобретает встроенное ПО — ведь подавляющее большинство функций и даже аппаратная специализация реализуется чисто программным способом. От качества встроенного ПО зависит и производительность, и надежность конечной продукции.

Инсталляция в такие устройства базовой и (или) специфической — согласно требованиям и спецификациям заказчика — функциональности становится основным бизнесом для многих IT-компаний (взять хотя бы поразительное сходство интерфейсов продукции Hardlink и SMC — наверняка обе компании использовали схожие программные решения). Зайдите, например, на сайт фирмы Jungo, продвигающей программную платформу OpenRG для домашних маршрутизаторов. Межсетевой экран? — пожалуйста. NAT? — извольте. Пакетный голос? — без проблем! Для какой платформы изволите? А то у нас на выбор: хотите — Conexant, хотите — Intel, а хотите — Texas Instruments или даже Geode от National Semiconductor.

Бизнес Jungo, как нетрудно догадаться, основан на аутсорсинге и все том же стремлении к сокращению сроков выхода на рынок (адаптация готового решения всегда быстрее разработки нового) и продаже лицензий на использование адаптированной программной платформы.

Другая, пожалуй, не менее популярная сейчас ветвь развития — использование открытых платформ и программных пакетов. Промелькнувшее недавно сообщение об умельце, встроившем в MP3-проигрыватель iPod операционную систему ucLinux, воспринимается как шалость и невинное чудачество. Встраивание в «домашние» Ethernet-маршрутизаторы, которые уже сейчас могут маршрутизировать потоки в десятки мегабит в секунду, открытых операционных систем или разработка специализированных модулей вряд ли будет восприниматься как чудачество, тем более что производители чипсетов все чаще, стремясь уменьшить стоимость вхождения на рынок для потребителей, включают в состав своих типовых конструктивов и средств разработки встраиваемый (embedded) Linux. Вот один из недавних примеров такого рода: в конце февраля компания LSI Logic заявила, что теперь в составе референс-дизайна платформ на основе чипсета HomeBASE будет поставляться специализированный дистрибутив Linux, с сетевыми драйверами и приложениями, необходимыми для реализации DHCP, NAT, Ethernet-маршрутизации и коммутации.

Вы только подумайте: может быть, уже в недалеком будущем мы сможем загрузить из Сети несколько дополнительных программных модулей и добавить в домашний или офисный сетевой центр (коммутатор/маршрутизатор/беспроводную точку доступа ценой несколько десятков долларов) возможности сервера IP-телефонии, учета и фильтрации трафика, динамической маршрутизации — да чего угодно, были бы задачи.