Переключение на резервный канал Internet при помощи Logic

В данной статье на практических примерах рассказывается о создании системы автоматического резервирования интернет – канала на базе устройств NetPing 2/PWR-220 v3 c прошивкой Logic (далее по тексту - система). Данная система позволяет автоматически, в случае недоступности основного канала, переключаться на резервный канал. Переключение происходит «прозрачно» для конечного пользователя. Триггером к переключению является неработоспособность основного канала (пропадание пинга через основной канал). Для возврата системы в первоначальное состояние нужно нажать на кнопку.

Принцип работы

Для реализации системы использованы два маршрутизатора, подключенные к основному (Base) и резервному (Reserv) каналам интернет. Выходы маршрутизаторов объединены на коммутатор (Swich), к которому подключены также рабочие станции. К этому же коммутатору подключено устройство NetPing 2/PWR-220 v3. Питание маршрутизаторы получают от управляемых розеток устройства. При первоначальной подаче питания на компоненты системы включается розетка PWR1 устройства NetPing 2/PWR-220 v3 и соответственно оказывается запитанным маршрутизатор Base канала интернет. После его загрузки пользователи начинают получать интернет трафик через этот маршрутизатор. При этом устройство NetPing 2/PWR-220 v3 постоянно контролирует работоспособность как самого маршрутизатора, так и Base канала, путем пингования хоста, расположенного вне системы (удаленного хоста).

В случае пропадания ответа на пинг с удаленного хоста, что может быть следствием как неработоспособности основного (Base) канала, так и выходом маршрутизатора из строя, логика устройства NetPing 2/PWR-220 v3 формирует две команды. Первую команду - на отключение розетки PWR1 (и как следствие этого – обесточивание маршрутизатора основного канала), и вторую команду – на включение розетки PWR2, и, соответственно, включение в работу маршрутизатора резервного канала интернет. После загрузки маршрутизатора резервного канала интернет трафик продолжает поступать на компьютеры пользователей через него. Это состояние является устойчивым, обратного переключения не произойдет, даже при восстановлении работоспособности основного интернет канала. Триггером возврата в исходное состояние служит кнопка. При нажатии на кнопку, подключенную к линии IO1 или IO2 устройства NetPing 2/PWR-220 v3, устройство возвращается в первоначальное состояние – розетка PWR1 включена, а розетка PWR2 выключена. Следует отметить, что кнопка работает «безусловно», то есть возврат в исходное состояние произойдет, даже если основной интернет канал продолжает быть недоступным. Правда, в данном случае система через некоторое время вновь переключит питание на розетку PWR2.

Как реализовать?

Для создания действующего макета системы автоматического резервирования интернет – канала (в дальнейшем по тексту – «система») было использовано следующее оборудование:

Наименование оборудования

Прошивка

Примечание

1

Устройство NetPing 2/PWR-220 v3 и два переходника PRW-220

Logic

Для получения прошивки см. «Полезные ссылки»

2

Маршрутизатор основного интернет-канала:

устройство корпоративного уровня

ZyxelZyWALL 70

Микропрограмма версии 4.00

 

3

Маршрутизатор резервного интернет-канала:

Устройство SOHOуровня

Asus WL500Gp V2

Альтернативная (так называемая «Чешская») прошивка для работы с CDMA модемами. 1.71

Скачать стабильную версию можно с сайта разработчиков. Внимание! Перед установкой прошивки читать FAQ!

http://koppel.cz/cdmawifi/download

4

CDMA модем AnyDATA ADU-500A (EVDO rev0)

Дефолтная прошивка от производителя

 

5

Коммутатор3Com 5 ports Gigabit swich

   

 

Доступ в интернет осуществлялся посредством двух провайдеров:

  • Работоспособность основного канала обеспечивал провайдер 1 (подключение по стандартному UTP кабелю, с выделением статического publicIP).
  • Работоспособность резервного канала обеспечивал провайдер 2(беспроводная CDMA сеть оператора ОАО «Московская сотовая связь» с торговым названием «СкайЛинк»).

Внешний вид системы:

 

 

  • (1) Устройство NetPing 2/PWR-220 v3
  • (2) Коммутатор 3Com 5 ports Gigabit swich
  • (3) Маршрутизатор основного интернет-канала: ZyxelZyWALL 70
  • (4) Маршрутизатор резервного интернет-канала: AsusWL500GpV2
  • (5) CDMA модемAnyDATA ADU-500A

Компоненты системы

Устройство NetPing 2/PWR-220 v3 с двумя переходниками PWR220

Устройство NetPing 2/PWR-220 v3 управляет питанием маршрутизаторов основного и резервного интернет-каналов, которые подключены к управляемым компьютерным розеткам 220В устройства. Переходники PWR-220 позволяют подключить к управляемым розеткам устройства два маршрутизатора.

Кнопка возврата. Представляет из себя не фиксируемую в нажатом состоянии кнопку с нормально разомкнутыми контактами. Кнопка проводом необходимой длины подключается к клеммной колодке устройства NetPing 2/PWR-220 v3.

Маршрутизатор основного интернет-канала: ZyxelZyWALL 70

В порт WAN-1 маршрутизатора подключен кабель от основного интернет-провайдера.

Порт LAN маршрутизатора соединен с коммутатором.

Маршрутизатор резервного интернет-канала: AsusWL500GpV2

В USB порт резервного маршрутизатора включен беспроводной CDMA модем AnyDATA ADU-500A, обеспечивающий доступ этой связки в сеть «СкайЛинк».

Порт LAN маршрутизатора соединен с коммутатором.

Настройка и подключение

Ниже приведена структурная схема системы:

В структурной схеме имеются следующие отличия от реальной модели, сделанные с целью разгрузить рисунок от второстепенных элементов:

  • Не показан адаптер питания 220VAC/5VDC Маршрутизатор резервного интернет-канала: AsusWL500GpV2
  • Не показан адаптер питания 220VAC/12VDCкоммутатора 3Com

Таблица настроек сетевых интерфейсов

Устройство

WAN порт

LAN порт

DHCP сервер

DHCP клиент

Маршрутизатор основного интернет-канала:

Статический адрес

IP: 77.50.XXX.XXX

Mask: 255.255.XXX.XXX Gateway: 77.50.XXX.XXX

DNS1: 77.50.XXX.XXX DNS2: 77.50.XXX.XXX

IP: 192.168.1.1

Да

192.168.1.2-255

-

Маршрутизатор резервного интернет-канала:

Динамический IP от провайдера

IP: 192.168.1.1

Да

192.168.1.2-255

-

Устройство NetPing 2/PWR-220 v3

-

IP: 192.168.1.100

Шлюз 192.168.1.1

-

Статический IP

Клиентский компьютер

-

Получает настройки от DHCP

-

Да

Алгоритм управления питанием маршрутизаторов.

  • Маршрутизатор 1 подключен к основному интернет каналу (Base) и розетке PWR1
  • Маршрутизатор 2 подключен к интернет каналу (Reserv) и розетке PWR2
  • Пока пинг уходит через интернет канал Base, розетка PWR1 остается под напряжением. Розетка PWR2 при этом обесточена.
  • Как только пинг теряется через интернет канал Base, Logic выключает PWR1 и включает PWR2. Соответственно, стартует Маршрутизатор 2 и интернет канал Reserv.
  • При нажатии кнопки с нормально разомкнутыми (NO) контактами, подключенной к IO1 в режиме входа, текущий уровень IO1 меняется с 1 на 0.

Это служит триггером к возврату в первоначальное состояние (PWR1on, PWR2off).

Практические рекомендации

Разметите компоненты системы на ровной горизонтальной поверхности. Поочередно включая компоненты системы, настройте их сетевые интерфейсы в соответствии с таблицей. Для первоначальной настройки устройства NetPing 2/PWR-220 v3 рекомендуется использовать бесплатную утилиту NPCONF. Подключите кабель от основного провайдера и модем CDMA к WAN портам соответствующих маршрутизаторов. Подключите LANпорты двух маршрутизаторов, устройства NetPing 2/PWR-220 v3, рабочей станции к коммутатору в соответствии со структурной схемой системы. Подключите кнопку возврата к линии IO1, сконфигурированной на «ВХОД». Распиновку клеммой колодки можно посмотреть в «Руководстве пользователя NetPing 2/PWR-220 v3» на сайте компании. Запитайте компоненты системы от внешнего источника питания 220В, на данном этапе настройки подключать маршрутизаторы к управляемым розеткам не следует.

Важно! Одновременная работа в сети двух маршрутизаторов недопустима, так как их LAN порты имеют одинаковые IP адреса. Это приведет к конфликту IP адресов в системе и неработоспособности сети.

Убедитесь в том, что рабочая станция получила корректные сетевые настройки от DHCP сервера маршрутизатора (ПУСК-ВЫПОЛНИТЬ-CMD- ipconfig /all). С рабочей станции зайдите на web интерфейс маршрутизатора (192.168.1.1) и устройства NetPing 2/PWR-220 v3 (192.168.1.100), чтобы убедиться в их работоспособности. Убедитесь в наличии доступа в интернет с обоих маршрутизаторов, поочередно включая их в сеть 220В. Все хорошо? Можно переходить к конфигурации модуля логики в устройстве NetPing 2/PWR-220 v3. IP адрес устройства может бытьлюбой, разумеется, из диапазона 192.168.1.2-255, шлюз 192.168.1.1 Зайдите на web интерфейс устройства. Логин и пароль по умолчанию - visor - ping. Теперь зайдите на вкладку «УПРАВЛЕНИЕ 220В» и установите для обоих каналов значение «ЛОГИКА».

Для сохранения настроек нажмите кнопку «Применить изменения».

Зайдите на вкладку «ЛОГИКА» и выполните настройки модуля в соответствии со скриншотом.

После установки значений нажмите кнопки «Применить изменения» для модуля настроек логики и пингера. Система готова к работе. Отключите все компоненты от электросети, подключите питание маршрутизаторов к управляемым розеткам устройства NetPing 2/PWR-220 v3. Включите все компоненты в сеть. На устройстве NetPing 2/PWR-220 v3 должен загореться зеленый светодиод возле розетки PWR1, свидетельствующий о наличии питания на ней. Убедитесь в наличии доступа в интернет на рабочей станции.

Теперь отключите кабель от WAN порта маршрутизатора основного интернет канала. Через несколько секунд система переключит питание на резервный маршрутизатор, обесточив основной. После загрузки резервного маршрутизатора доступ в интернет восстановится. При нажатии на кнопку система перейдет в исходное состояние.

Заключение

В заключении хотелось бы описать ряд сложностей и нюансов, с которыми столкнулся автор статьи при практической реализации вышеописанной системы.

В качестве хоста для пингования предлагается использовать общедоступный Google DNS 8.8.8.8 или 8.8.4.4. Разумеется, в качестве хоста для пингования можно указать любой другой стабильно работающий публичный IP адрес. При выходе в сеть через беспроводной модем, как в данном случае, сотового оператора Скайлинк, казалось бы, логично пинговать сайт и DNS провайдера, поскольку сетевой трафик к этим узлам не тарифицируется. Однако, как показала практика, провайдеры не очень приветствуют такой подход, связанный с перманентной бесплатной загрузкой их оборудования, и результатом может быть запрет ответа на пинг с конкретного IP. Это, в свою очередь, повлечет «ложную» недоступность удаленного хоста.

В данной статье автор рекомендует на рабочих станциях настраивать сетевой адаптер на получение настроек от DHCP сервера маршрутизатора. На приведенном в пример оборудовании это хорошо работало. Однако, мы не исключаем возможности, что при повторе этой схемы на другом оборудовании при переключении с одного на другой маршрутизатор интернет так и не заработает без дополнительных действий (самое простое - перезагрузка рабочей станции или отключение с последующим включением сетевого интерфейса). Как вариант, можно попробовать прописать статические настройки сети на рабочей станции:

IP любой из диапазона 192.168.1.0/24, исключая, 192.168.1.1 (маршрутизатор) и 192.168.1.100 (устройство NetPing 2/PWR-220 v3)

Маска 255.255.255.0

Шлюз 192.168.1.1

DNS 8.8.8.8 и 8.8.4.4

Модуль Logic несет в себе гораздо более широкие возможности, описание которых выходит за рамки данной статьи. Но даже в пределах данной системы можно добиваться другой необходимой реакции на внешние события, меняя и комбинируя логические правила.