Я более чем уверен, что многие уже не один раз видели подобные заголовки. Но каждый раз, когда их читаешь, получается, что нужно купить какой-то самый в мире проверенный модем, да к тому же удача должна быть к тебе благосклонна. А ведь самая распространённая проблема заключается в том, что нет такого модема, который бы не зависал по истечению определенного времени. Самый длинный интервал, что я видел – это 8 (восемь) часов. Как следствие, многие отказываются от подобной задумки и опускают руки, а в случае если без роутера никак, то приспосабливают для этих целей старенький ПК, да еще и устанавливают Windows (как правило, XP, ну или что будет под рукой).
Так как ПК и уж тем более Windows, для меня не вариант и «того самого» модема у меня не было под руками, пришлось искать решение.
Если интересно продолжение, прошу под «кат».
Введение
Как, наверное, многим стало понятно из предисловия, передо мной стояла задача сделать небольшой и очень стабильный 3G роутер.
Что для этого потребовалось:
- Роутер DIR-320 (был в наличии)
- 3G модем
- Внешняя антенна
Исследования и постановка целей
Итак, прежде чем делать что-то самому, я начал с того, что проанализировал многочисленные форумы и сообщества. На каждом форуме были ветки с описание тех самых чудо модемов и бесконечного ряда, связанных с ними проблем. Одни были мега стабильными, но с неприемлемо низкой скоростью, другие радовали производительностью, но уже через 30 минут «зависали» намертво. Все это очень сильно огорчало.
Прежде чем идти в «закрома родины» за стареньким ПК, я решил проанализировать имеющиеся факты и самостоятельно исследовать проблему.
Для первичных экспериментов я решил воспользоваться стационарным ПК с Linux. Настроив 3G соединение, посредством имеющегося в наличии Huawei E173, запустил вызов команды ping + wget с интервалом раз в 10 минут. Соединение продержалось около 4 (четырёх) часов, после чего модем перестал отвечать на PPP команды, AT при этом работали. Такой же эксперимент я провел и с AnyDATA ADU-500A (это модем из списка «тех самых»). Как ни странно, закончилось все тем же, только через 5 часов.
Всякие попытки оживить, не приносили долгожданного результата, только полное обесточивание спасало ситуацию.
В очередной раз я решил перезагрузить модем и тут меня осенило, а почему бы просто не потушить USB порт. Сказано-сделано:
- Находим модем из списка всех USB устройств:
for f in `ls /sys/bus/usb/devices/*/product`; do echo -e "$ft`cat $f`"; done - Выключаем порт на 5 секунд и затем включаем:
echo “suspend” | sudo tee /sys/bus/usb/devices/1-1/power/level sleep 5 echo "on" | sudo tee /sys/bus/usb/devices/1-1/power/level
Эксперимент показал, что все прекрасно перезагружается. И соединение может быть опять установлено. С этого момента стало предельно ясно, что нужно делать.
Взяв четыре прошивки для роутера: D-Link, Asus, OpenWRT или DD-WRT, начал повторять эксперимент, но вот незадача, на удивление, ни в одной из прошивок не оказалось возможности управления питанием USB. Вначале я подумал, что это проблема ядра 2.4.x. Но и та же проблема и с 2.6. Более того, после перезагрузки роутера модем оставался проинициализированным. Вывод напрашивался сам собой, нужно разбирать роутер.
Внимательный осмотр и «прозвонка» платы показали, что ножка питания «+5В» подключена непосредственно к источнику питания. Это меня не устраивает и нужно делать модернизацию платы и источника питания.
Наступил момент выбора дистрибутива. У этого замечательного роутера очень мало оперативной памяти и не хотелось, чтобы её потребляли ненужные сервисы, будь то httpd, FTP, SAMBA или что еще. Было принято решение построить дистрибутив на базе OpenWRT самостоятельно, при этом с минимумом предустановленных пакетов и сервисов.
Но прежде чем приступить к сборке дистрибутива и модернизации роутера, предстояла работа по выбору целевого модема/оператора и внешней антенны.
Просмотрев карту покрытия разных операторов, пришел к выводу, что наиболее подходящим является MTS. Помимо карты покрытия, мне очень понравилось то, что у них можно всю статистику и управление совершить из достаточно удобного WEB интерфейса. Купив их самый лучший модем, с обещанным максимумом в 14,7 Мбит/с и минимум в 3Мбит/с, начал свое приключение.
Возможно, кому-то будет интересно:
- 3G модем (был куплен MTS WeTelecom WM-D300)
- Направленная антенна CDMA-450 (неплохая по заверению продавца, какого-то неизвестного производителя)
После покупки начал попытки подключиться к этому модему. И как всегда возник ряд вопросов:
- Он настойчиво отображается как CD-ROM
- Ни слова в интернете об этом модеме, максимум, что было найдено это упоминание о предыдущей модели (WM-D200)
Анализ dmesg показал, что CD-ROM монтируется как SCSI, это навело на мысль, что его нужно отключать именно как SCSI, никакие usb_modeswitch тут не работают, да собственно и не нужны.
Разумеется, был сразу написан свой софт, который это делал. Но непокидающая мысль, о том, что это кто-то уже писал и скорее всего это уже есть в портах/portage или еще где-то, заставило поискать. Первый же проход по папке с man’ами показал, что есть чудеснейший пакет sdparm. Установив и проверив, стало ясно — это то, что нужно.
Так как теперь все стало на свои места и больше не осталось вопросов, можно приступать к работе.
Сборка OpenWRT
Все шаги выполняются в консоли Linux. Обратите внимание, релиз Backfire выбран из-за того, что это последний релиз с ядром 2.4. Это очень важно, так как ядро 2.6 само по себе очень требовательно как к производительности процессора, так и к системным ресурсам.
- Скачиваем исходник OpenWRT:
svn co svn://svn.openwrt.org/openwrt/branches/backfire openwrt-backfire - Переходим в папку с исходником
cd openwrt-backfire - Обновляем все пакеты
./scripts/feeds update -a - Добавляем из пакетов sdparm
./scripts/feeds install sdparm - Открываем меню настройки
make menuconfig - Выбираем интересующую платформу
Target System (Broadcom BCM947xx/953xx [2.4]) - Встраиваем интересующие нас пакеты (по умолчанию они не включены даже как модули)
<*> sdparm........................ Read or modify SCSI or USB disk parameters <*> chat................................. Establish conversation with a modem <*> comgt............................... Option/Vodafone 3G/GPRS control tool <*> kmod-scsi-generic........................ Kernel support for SCSI generic <*> kmod-usb-core............................................ Support for USB <*> kmod-usb-ohci............................... Support for OHCI controllers <*> kmod-usb-serial..................... Support for USB-to-Serial converters <*> kmod-usb-storage..................................... USB Storage support <*> kmod-usb2................................... Support for USB2 controllers - Все остальные пункты оставляем без изменения
- Выходим из меню конфигуратора с сохранением
- Собираем инструменты
make tools/install -j`grep -c processor /proc/cpuinfo` make toolchain/install -j`grep -c processor /proc/cpuinfo` - Открываем меню настройки ядра Linux
make kernel_menuconfig - Настраиваем MTD
[*] Support 2-chip flash interleave - Выходим из меню конфигуратора с сохранением
- Собираем OpenWRT
make -j`grep -c processor /proc/cpuinfo` - После того как прошивка собрана, её нужно прошить в устройство. На эту тему есть масса инструкций (например, на сайте DD-WRT)
Проверка прошивки
После того как прошивка была «залита» и роутер перезагрузился, подключите к нему модем и соедините роутер посредством Ethernet с вашим ПК. Настройте на интерфейсе (в моём случае это eth0) вашего ПК IP адрес выполнив команду:
ifconfig eth0 inet 192.168.1.2/24
Далее, подключитесь к роутеру по Telnet. Для этого из консоли выполните следующую команду:
telnet -l root 192.168.1.1
Вход будет совершен автоматически без запроса пароля. Это в корне не верно. Чтобы исправить ситуацию, задайте пароль, выполнив команду в консоли:
passwd
Выполните команду «exit», для выхода из telnet сессии.
Выполните вход по ssh:
ssh root@192.168.1.1
Следующим шагом, удостоверимся, что модем был распознан ядром, выполнив команду в консоли:
grep "^P:.*22de.*6803" /proc/bus/usb/devices
Результатом выполнения этой команды, будет строка с VID и PID модема. В противном случае, проверьте, что было сделано не по инструкции.
Модернизация аппаратного обеспечения роутера
Для управления питанием USB порта нужна свободная ножка процессора. Но так как это не инженерная плата, а конечный продукт, данный вариант не подходит. По счастливой случайности, у этого роутера масса светодиодных индикаторов на передней панели. Один из них мы вполне можем приспособить под наши нужды. В моем случае выбор пал на индикатор со значком принтера, так как он соответствовал светодиоду USB на proc-fs (/proc/diag/led/usb).
Управление питанием будет осуществлять дополнительная плата с минимально необходимым набором деталей. Вот её схема:
Пара слов о схеме. Оба транзистора работают в качестве ключей. При подаче логической единицы на вход «CTRL», транзистор VT1 откроется, что в свою очередь приведет к открытию транзистора VT2 и питающее напряжение подастся на USB порт. Как таковые, расчеты не производились, поэтому, схема не может считаться оптимальной. Например, транзистор VT1, просто был единственным N-P-N транзистором в поле досягаемости, собственно как и резисторы.
На изготовление печатной платы не было ни времени, не желания, по этому, я обошелся небольшим кусочком монтажной платы. Вот так выглядит конечный вариант:
Зелёными надписями отмечены одноименные порты на схемы. Резистор R4, припаян непосредственно к ножке светодиода.
Пошаговая инструкция по модификации:
- Обесточьте роутер и разберите его
- Уберите не нужный R48 – этот резистор соединяет светодиод с ножкой процессора
- Удалите предохранитель F1 – этот предохранитель, должен обеспечить защиту в случае короткого замыкания на линиях питания USB. Его номинал мне не известен, но я его применил в своей схеме (R3). Обратите внимание, надписями желтого цвета отмечены места подключения платы управления
- Удалите защитное покрытие с проводника, ведущего сигнал от процессора к резистору R48. К этому проводнику, должен быть подпаян порт «CTRL» платы управления
- Приклейте плату управления в наиболее удобное для вас место. Мне, оказался, по душе свободный участок, чуть ниже антенного гнезда. В этом случае длина соединительных проводов будет наименьшей
- Припаяйте резистор R4 непосредственно к аноду светодиода, как указанно на фотографии. Также обратите внимание на подключение соединительных проводов
- Закончите монтаж соединительных проводов
- Итоговый результат
- Соберите и включите роутер
Модернизация программного обеспечения роутера
Это последний шаг на пути к «счастью». Нам нужно будет написать ряд новых скриптов и внести изменения в уже имеющиеся. Итак, все по прядку.
Подключитесь к роутеру по ssh, так как все следующие шаги будут выполняться непосредственно на нём.
Создание утилит для управления USB
Перейдите в папку /etc/ppp. Многих заинтересует, почему была выбрана именно эта папка в качестве целевой. Ответ прост, так исторически сложилось. Думаю, /usr/local/sbin будет более подходящей, но сути это не меняет
cd /etc/ppp
- Создайте usb-up.sh. Этот скрипт будет включать питание на USB порте
$ cat usb-up.sh #!/bin/sh logger -t "USB PwrCtrl" "Turn-on USB power" echo 1 > /proc/diag/led/usb - Создайте скрипт для перезагрузки USB порта
$ cat resetusb.sh #!/bin/sh logger -t "USB PwrCtrl" "Turn-off USB power" echo 0 > /proc/diag/led/usb # Sleep in 3 sec is an optional, but may be useful for some modem types #sleep 3 logger -t "USB PwrCtrl" "Turn-on USB power" echo 1 > /proc/diag/led/usb - Создайте скрипт для проверки существования процесса pppd
#!/bin/sh if ps | grep -q /usr/sbin/pppd; then logger -t "PPP watcher" "PPP alive" else logger -t "PPP watcher" "No PPP daemon" /etc/ppp/resetusb.sh fi - Сделайте скрипты исполняемыми
chmod a+x /etc/ppp/*.sh - Добавим корректную обработку подключения модема к USB. Обратите внимание на то, что в OpenWRT, по умолчанию, нет udev, а вместо этого используется hotplug «демон»
$ cat /etc/hotplug.d/usb/11-modem #!/bin/sh # Copyright (C) 2013 Sergey Shcherbakov <shchers@gmail.com> case "$ACTION" in add) (grep -q "^P:.*22de.*6803" /proc/bus/usb/devices) &sleep 2 done logger -t "WM-D300" "ZeroCD ready and will be ejected" /usr/bin/sdparm --command=eject /dev/scsi/host0/bus0/target0/lun0/generic } (grep -q "^P:.*22de.*6801" /proc/bus/usb/devices) && [ ! -c /dev/usb/tts/0 ] &(grep -q "^P:.*22de.*6801" /proc/bus/usb/devices) && [ -c /dev/usb/tts/2 ] && ! (ifconfig 3g-wan 1>/dev/null 2>/dev/null) &; remove) ! (grep -q "^P:.*22de.*6801" /proc/bus/usb/devices) &; esac
Внесение изменений в существующие скрипты
- Запретите WAN интерфейс, заданный по умолчанию, выполнив команду
sed -i 's/interface wan$/interface wan_dflt/' /etc/config/network - Добавьте новый описатель WAN интерфейса с настройками для 3G
$ cat /etc/config/network … config interface wan option ifname ppp0 option device /dev/usb/tts/0 option service evdo option proto 3g option username 'mobile' option password 'internet' option pppd_options 'noipdefault maxfail 3' option connect '/etc/ppp/usb-up.sh' option disconnect '/etc/ppp/resetusb.sh' option keepalive 20 - Для того чтобы добавить автоматическое включение USB порта при инициализации роутера, нужно модифицировать стандартный скрипт /etc/init.d/usb, добавив в конце функции start() вызов скрипта /etc/ppp/usb-up.sh
$ cat /etc/init.d/usb … start() { ... # Turn-on power on USB /etc/ppp/usb-up.sh } … - Дополнительно можно модифицировать, но необязательно, Chat скрипт (/etc/chatscripts/evdo.chat). На самом деле, он должен работать даже без изменений, но я предпочел немного его «причесать». Вот мой вариант:
ABORT BUSY ABORT 'NO CARRIER' ABORT ERROR ABORT 'NO DIAL TONE' ABORT 'NO DIALTONE' ABORT 'NO ANSWER' REPORT CONNECT TIMEOUT 10 '' AT OK ATDT#777 CONNECT '' - Добавляем в Cron задачу, которая будет проверять наличие процесса pppd каждые пять минут. Для этого следует вызвать команду “crontab -e” и добавить следующую строку:
*/5 * * * * /etc/ppp/check.sh - Разрешаем выполнение Cron и запускаем его
/etc/init.d/cron enable && /etc/init.d/cron start - Настройку WiFi приводить не буду, так как она достаточно стандартная и прекрасно описана на официальном сайте OpenWRT
На этом все, больше изменений не будет. Я рекомендую перезагрузить роутер, хотя 3G и так должен «ожить» через пять минут.
Вместо эпилога
Домашние испытания продлились 41 день. Как результат, ни единого сбоя на протяжении всего периода. Ожидаемая стабильность достигнута.
Перед отправкой в «поля», были проведены испытания пропускной способности в киевской квартире. Разочарование застигло врасплох, достигнутый максимум не превышал 1Мбит/с, при этом только на больших файлах. Минимальный пинг был а пределах 220мс. Решив не прекращать испытания, поехал за город. Уровень был на максимуме, при этом индикатор CDMA Rev.B уже не горел. На самом деле, я не теплил надежд на 14Мбит/с, но ожидал увидеть, как минимум, уже достигнутый 1Мбит. Но очередное разочарование не заставило себя ждать, достигнутый максимум составлял уже около 350Кбит/с.
На этом, всяческие эксперименты с модемом от MTS были прекращены. Вернуть его так и не удалось. А вот антенну продавец обменял на модель способную работать в связке с модемами Интертелеком и PeopleNET. Чему я был несказанно рад, а модем пускай будет в коллекции, когда-нибудь пригодится.
Автор: shchers
