По жицата – истории за мрежата (част 1)

Преди няколко дни ми се наложи на работа да проверя една верига за GPS използвана за синхронизация на времето на сървърите. Ако някой се чуди що за верига е тая, нека дам няколко пояснения. Мрежите в компаниите, където работя, са изграждани през последните двайсет години и в помещенията със сървърите (т.нар. “comms rooms”) могат да се проследи историята на компютрите – от архаични VAX-ове с DecNET през IBM мейнфреймове, Alpha сървъри и се стигне до съвременните x86 и Xeon сървъри на HP и Dell. По отношение на мрежите може да се види всичко – от споменатите DecNET суичове и повторители, през FDDI оптични връзки и TokenRing пръстени до последните поколения 10-гигабитов Ethernet и FibreChannel. И най-интересното е, че всичко това работи заедно. Но да се върна отново на темата за GPS-а.

Синхронизирането на множество машини по мрежата е важно, за да се проследят последователнсотта на събития, случващи се на различни възли по мрежата както и да се задават времеви маркери (timestamps) на изпращаната информация до външни потребители (това се използва особено много във финасовата сфера). Съвременното решение е да се използва Network Time Protocol (NTP), който е част от стандартните интернет проктоколи. За съжаление въпреки че TCP/IP работят върху много от гореспоменатите Layer 2 технологии не всички услуги работят със този протоколен стек (във времето на VMS и Novell Netware, TCP/IP не се е считал за особено перспективен извън рамките на образователните и военни институции) и затова се е наложило да се използва специализирано решение, а именно – синхронизиране на времето посредством сериини връзки и GPS (Global Positioning System) система. Сигурно малко хора знаят, че освен за локализиране на местоположението GPS се използва за извънредно точно синхронизиране на времето. Всъщност метода за определяне на координатите върху земната повърхност се базира на отчитане времезакъсненията на сигналите идващи от няколко спътника на ниска орбита включени в системата за GPS. В случая се използва директния сигнал от GPS приемник, който се усилва и преобразува във сериен RS232 сигнал със скорост 4800 бита. Впоследствие този сигнал се подава на някой от серийните портове на сървърите и софтуера се програмира да синхронизира системният часовник с времето от GPS-а. Интересно, нали! Като част от моята работа е да осигуря и проверя дали до сървърите достигат валиден сигнал до серийния порт. Използва се сериен знаков анализатор от балканските войни (поне така изглежда на външен вид). Та най-накрая да си дойда на думата какво ми се случи онзи ден. Както обикновено включих анализатора но вместо да свържа двата проводника към веригата, сеързах само единия. И като по чудо анализатора избълва последователността от ASCII знаци на времето с точност до милисекунди. Как, да му се не види, това чудо работи САМО С ЕДИН ПРОВОДНИК? След картък анализ на ситуацията се досетих, че вероятно заземяването на уреда и на генератора играе ролята на втори проводник и така се затваря веригата. След малко по-продължителен анализ, главоблъскане и няколко проверки накрая стигнах до истината. В слаботоковата електроника втори проводник се използва за т. нар. отправна линия (reference line). Тъй като много от веригите се управляват не по ток, а по напрежение, то често не е необходимо да се създава затворена верига, за да се предаде сигнала. Достатъчно е да се подаде по-голям потенциал спрямо нулевата точка към входната верига, за да се отчете наличие на сигнал. Проблемът е, че относителния потенциал на “нулевата точка” е различен при различните вериги (това е нещо като приложение на Закона за Относителността по отношение на електричеството). С други думи ако в една верига имаме 5 волта спрямо дадена “нулева” точка и друга “нулева” точка, чиято потенциал е 3 волта спрямо първата, то потенциала на веригата спрямо втората “нулева” точка ще е 5+3=8 волта или 5-3=2 волта в зависимост от поляритета. (Пфю, колко теория избълвах). И тъй като цялото оборудване в сградата е добре “занулено” и заземено то не особено трудно да се постигне комуникация с един проводник. Естествено това важи замо за слаботокови вериги (при силнотокови се отчита пада на напрежение (или загубите) във проводниците и съединенията) и при не силно зашумени “нулеви” точки). Това “откритие” хвърли известна светлина по отношение на някои от проблемите, с които съм се сблъсквал преди в сградата. Не че това е от особена важност за повечето хора, но ми отне известен брой мозъчни сикли докато теорията, наблъсквана с години в техникума и университета нагласи пъзела в главата ми, докато се оформи цялостната картина на проблема. И това ми хареса. Още повече, че впечатлява и колегите 🙂

4 thoughts on “По жицата – истории за мрежата (част 1)

  1. Бих се радвал да подискутираме нулевите потенциали и проблемите със зануляването и заземяването на UTP. Покрай бурите тук изгоряха доста switch-ове (А се предполага че сме на оптика).

    Но засега ще се радвам ако кажете дали сте добре и какво става в Лондон.

  2. Tollie, Иванкиса искаше да пита общо взето тоя уред, с който мереше, с батерийки ли се захранва?
    Само се пази от доц. Коцето Илиев. Да не се пресегне и да ни вземе дипломите 🙂 🙂

  3. Уреда си беше ASCII анализатор отпреди 20 години. Яка машина, макар и не правена от руснаци. Захранва се от 220 волта. А относно доц. Илиев – така и не разбрах защо хората се плашат толкова много от него. Даже и ти нямаш основание да се оплакваш… стига да знаеш защо ватметъра има четири изхода 🙂 И нали знаеш защо трифазния ток “върви” по три “жици” – едната за фазата, другата за нулата и третата за косинус фи!

  4. За Иванкиса и защитите от изравняване на потенциали и други забавни историйки – на сайта на Млад конструктор (ех, това любимо списание още е живо!) продават схеми или готови устройства. Иванкис, заслужава си да провериш. И да изровиш поялника от мазето. Знам че в началото докато си припомниш старите навици ще те питат кви са тия бинтове по ръцете 😉
    Относно Коцето Илиев. Коцето е Пич. С главно П. Само че от време на време на ватметъра му някой свързва токовата и напрежителната намотки по схема тип “ЦМЕВКФСЕ” (Циганин Мами Енергото Влошавайки Косинус Фи на Системата за Енергоразпределение).
    А нали знаеш че трансформаторите с ламелни магнитопроводи бръмчат щото са на кише и електроните като взимат завоя се блъскат в стените.
    Ех, от Коцето имам само добри спомени. Колко пишман-инженери от КСТ натръшкаааааа… Ама айде да не злорадствам 🙂

Leave a Reply to Toshe Cancel reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.