Αρκετά ασύρματα δίκτυα WLAN χρησιμοποιούν υπολογιστές PC ως routers, εξοπλισμένα με PCΙ κάρτες ασύρματου δικτύου. Το παρόν κύκλωμα εξασφαλίζει την απρόσκοπτη λειτουργία του PC, καθώς, σε περίπτωση που ο υπολογιστής σταματήσει να ανταποκρίνεται λόγω «κολλήματος» από το software ή το hardware, αναλαμβάνει την επανεκκίνησή του.
Η υλοποίηση ενός ασύρματου δικτύου WiFi μπορεί να επιτευχθεί με πολλούς τρόπους.
Ένας από αυτούς είναι με την χρήση ενός υπολογιστή παλαιάς τεχνολογίας, σαν τον pentium 133MHz, μιας κάρτας ενσύρματου δικτύου LAN (Local Area Network), μέχρι τρεις PCI κάρτες ασύρματου δικτύου WLAN (Wireless LAN) και ένα floppy disk drive.
Δεν χρησιμοποιείται κάρτα γραφικών και σκληρός δίσκος. Λειτουργικό σύστημα αυτής της υλοποίησης μπορεί να είναι μια κατάλληλα διαμορφωμένη διανομή του Linux, όπως το κορυφαίο Paladir, που έχει αναπτυχθεί από τα ιδρυτικά μέλη της ανεξάρτητης κίνησης ασύρματης δικτύωσης της Θεσσαλονίκης Wthess (http://www.wthess.net) και περιλαμβάνεται σε μια μόνο δισκέτα 1,44MB.
Μέσω του WLAN router λοιπόν, είμαστε σε θέση να συνδεθούμε σε οποιονδήποτε υπολογιστή του ασύρματου δικτύου που έχουμε κατασκευάσει και να επικοινωνήσουμε γραπτά (chat) με ήχο-εικόνα (videoconference), να ανταλλάξουμε αρχεία (file sharing) και πάρα πολλά άλλα, με τεράστιες ταχύτητες της τάξης των 850kB/s (kilobytes/second) για διασυνδέσεις στα 22Mbits ( 22Megabits, πρότυπο 802.11b+) .
Συγκρινόμενη με την ταχύτητα των 4.5KB/s και 7.5ΚΒ/s που μπορεί να προσφέρει μια ταπεινή PSTN ή ISDN σύνδεση στο ίντερνετ αντίστοιχα, τα 850ΚΒ/s του wlan, είναι πράγματι εντυπωσιακά. Φυσικά, υπάρχουν και οι συνδέσεις των 54Μbits και τώρα τελευταία των 108Mbits, που κάνουν την ασύρματη δικτύωση, να φαντάζει εξωπραγματική.
Όσο τέλεια φαίνονται όλα αυτά, αρκεί ένα κόλλημα του υπολογιστή-ρούτερ για να καταστραφεί το «όνειρο». Ο υπολογιστής αυτός μπορεί να κολλήσει από το hardware ή το software του, κόβοντας το ασύρματο δίκτυο στην μέση. Φανταστείτε να γίνει αυτό και σε άλλους υπολογιστές του δικτύου.
Το κόλλημα του υπολογιστή δεν είναι μια σπάνια περίπτωση. Σκεφτείτε πόσες φορές άλλωστε έχει συμβεί να κολλήσει ο προσωπικός σας υπολογιστής (PC) από κάποια αιτία, λειτουργώντας τον μόνο λίγες ώρες την μέρα.
Φανταστείτε τώρα πόσο ευαίσθητος θα είναι ο ρούτερ-υπολογιστής, που θα πρέπει να εργάζεται 24 ώρες το 24ωρο χειμώνα-καλοκαίρι, ώστε να είναι δυνατή η λειτουργία του ασύρματου δικτύου. Την λύση σ' αυτό το πρόβλημα έρχεται να δώσει το παρών κύκλωμα, επιτηρώντας συνεχώς τον υπολογιστή και επανεκκινώντας τον, όταν αυτός σταματήσει να ανταποκρίνεται.
Το θεωρητικό κύκλωμα
Το κύκλωμα έχει την ελάχιστη δυνατή σύνθεση υλικών, ώστε να μειώσουμε στο ελάχιστο την κατανάλωση ρεύματος, με συνέπεια την μείωση εκπομπής θερμότητας και του μεγέθους της πλακέτας, χωρίς να χάνουμε καθόλου την ευελιξία που διαθέτει ένα σύγχρονο ψηφιακό κύκλωμα, δηλαδή την μετατροπή των χαρακτηριστικών του, αλλάζοντας μόνο το πρόγραμμα που έχει στην μνήμη του ο μικροελεγκτής. Καρδιά του κυκλώματος είναι ο μικροελεγκτής (IC1) ATtiny12 της Atmel.
Το θεωρητικό κύκλωμα της κατασκευής
To IC1 ανήκει στην νέα γενιά μικροελεγκτών της atmel και διαθέτει 5 Ι/Ο pins γενικής χρήσης, εσωτερικό προγραμματιζόμενο RC ταλαντωτή κ.ά.
Το IC1 παρακολουθεί συνεχώς την κατάσταση του pin 10 του CN2. Το software που συνοδεύει την κατασκευή (watchdogd) και τρέχει σε Linux, στέλνει ένα σήμα στο μοτέρ του floppy disk drive για να γυρίσει, αλλάζοντας την κατάσταση του pin 10 από λογικό '1' σε λογικό '0' για πέντε δευτερόλεπτα, κάθε ένα λεπτό.
To IC1 βλέποντας αυτή την αλλαγή, ανανεώνει τον χρόνο timeout του εσωτερικού count-down μετρητή. Ο χρόνος timeout είναι από 1 - 8,5 λεπτά, ανάλογα με το αρχείο Hex που θα επιλέξετε να προγραμματίσετε τον μικροελεγκτή. Εάν στα μέσα σε αυτό το χρονικό διάστημα το IC1 δεν δεχτεί σήμα από το software, θα σημαίνει ότι ο υπολογιστής έχει «κολλήσει», προχωρώντας στον οπλισμό του RE1 μέσω του T1.
Οι επαφές του RE1 συνδέονται στα δύο reset pins του motherboard του ρούτερ-υπολογιστή. Η D2 αναβοσβήνει κάθε δευτερόλεπτο και κατά την αλλαγή κατάστασης του πιν10 του CN2 μένει αναμμένη για 5 δευτερόλεπτα.
Κατασκευή του κυκλώματος
Η κατασκευή του κυκλώματος δεν θα παρουσιάσει δυσκολία, καθώς τα υλικά που απαρτίζουν την κατασκευή είναι πολύ λίγα.
Σημασία πρέπει να δοθεί στην πολικότητα των διόδων D1 και D2, καθώς και στην ορθή φορά τοποθέτησης του IC1.
Το τυπωμένο κύκλωμα της κατασκευής
(οι διαστάσεις είναι 7x5cm)
Όσο αφορά τις κολλήσεις, κολλάμε πρώτα τα μικρότερα και κοντύτερα εξαρτήματα και στην συνέχεια τα μεγαλύτερα και ψιλότερα.
Τις επαφές του ρελέ θα τις συνδέσετε στα 2 reset pins, που διαθέτει η μητρική πλακέτα (motherboard) του υπολογιστή-ρούτερ.
Ο χρόνος timeout έχει προρυθμιστεί σε κάθε αρχείο Hex. Έτσι, αν επιλέξετε να προγραμματίσετε τον IC1 με το αρχείο "RouterWDT_1.5.hex" ο χρόνος timeout θα είναι 1,5 λεπτό.
Η τοποθέτηση των υλικών
Εν επιλέξετε το αρχείο "RouterWDT_3.hex" ο χρόνος timeout θα είναι 3 λεπτά κ.ο.κ.
Επειδή ο χρόνος του count-down μετρητή δεν είναι και τόσο κρίσιμος, προτιμήσαμε να χρησιμοποιήσουμε τον εσωτερικό RC ταλαντωτή στα 1,2MHz, που είναι ήδη προρυθμισμένος ο μικροελεγκτής από το εργοστάσιο.
Έτσι, δεν απαιτείται η χρήση εξωτερικού ταλαντωτή (κρυστάλλου).
Λειτουργία
Ο υπολογιστής-ρούτερ, όπως είπαμε, φορτώνει το λειτουργικό σύστημα από δισκέτα.
Συνεπώς ο ένας από τους δυο 34πινους κονέκτορες που έχει η καλωδιοταινία του υπολογιστή, είναι κατειλημμένος από το floppy disk drive. Στον δεύτερο κονέκτορα, θα συνδέσετε τον επιτηρητή μας και θα τροφοδοτήσετε με ρεύμα τον CN1, από ένα ελεύθερο βύσμα του τροφοδοτικού. Το software για την κατασκευή είναι το watchdogd «τρέχει» σε λειτουργικό σύστημα Linux
Ο πηγαίος κώδικας είναι ελεύθερος και διαθέσιμος κάτω από την άδεια GNU (General Public License), πράγμα που σημαίνει ότι μπορείτε να μοιραστείτε ή και να αλλάξετε τον κώδικα ελεύθερα.
Η κατασκευή αυτή μπορεί να βρει εφαρμογή σε όλους τους servers-routers που λειτουργούν με Floppy based Linux ή CD-ROM based Linux, καθώς η επανεκκίνηση τους δεν θα προκαλέσει κανένα πρόβλημα στο σύστημα, σε αντίθεση με τα Windows και Linux συστήματα, που είναι εγκατεστημένα και εκκινούν από τον σκληρό δίσκο.
Στα Floppy based Linux, η εκκίνηση του λειτουργικού συστήματος γίνεται από δισκέτα ενώ στα CD-ROM based Linux η εκκίνηση του λειτουργικού συστήματος γίνεται από CD.
Τα υλικά
R1: 1kΩ
R2: 4,7kΩ
C1: 100nF
D1: 1N4148
D2: LED
CN1: 4 pin αρσενικός, γωνιακός για τροφοδοσία floppy
CN2: 34 pin αρσενικός, γωνιακός για πλακέτα
Τ1: BC547
IC1: ATtiny12 (προγραμματισμένος)
RE: ρελέ 12V-DC (τύπου RW-SS-112D)
Μερικά λόγια για το ασύρματο δίκτυο wthess
(http://www.wthess.net)
Το ασύρματο δίκτυο wthess ξεκίνησε δειλά τα πρώτα του βήματα, 1 Μαρτίου 2003, με την πρώτη ζεύξη μεταξύ Εύοσμου και Βαρδαρίου Θεσσαλονίκης. Έκτοτε ο αριθμός των κόμβων (wlan routers) αυξήθηκε στους 22.
Η φιλοσοφία του δικτύουΤο wthess δημιουργήθηκε με σκοπό τη δημιουργία ενός οργανωμένου ασύρματου δικτύου στην περιοχή της Θεσσαλονίκης. Επικεντρώθηκε στην ασφάλεια και στη διαθεσιμότητα ενός τέτοιου δικτύου, δύο τομείς που παρουσιάζουν αυξημένη δυσκολία στην υλοποίησή τους.
Για το σκοπό αυτό, η ομάδα του wthess:
Το δίκτυο κορμού πρέπει να έχει ιδιαίτερες αντοχές σε αυξημένο φορτίο, γρήγορη σύνδεση μεταξύ των κόμβων, ασφάλεια μέσω κρυπτογράφησης και ομοιομορφία, ώστε να μπορεί να αντιμετωπίζεται γρήγορα κάποιο πρόβλημα σε έναν από τους κόμβους του.
Το wthess πρότεινε και υλοποιεί ένα σχέδιο 'προτυποποίησης' των κόμβων ενός δικτύου κορμού. Στο δίκτυο του wthess χρησιμοποιούνται υπολογιστές σε ταράτσες, παλαιάς τεχνολογίας (pentium 100-200MHz), οι οποίοι είναι εξοπλισμένοι με μια κάρτα ενσύρματου δικτύου, μία τουλάχιστον κάρτα ασύρματου δικτύου και ένας οδηγός δισκέτας.
Η μινιμαλιστική αυτή προσέγγιση:
Στο δίκτυο wthess χρησιμοποιείται μια πρότυπη κρυπτογράφηση, ώστε τα δεδομένα να είναι ασφαλέστερα από επίδοξο hacker, από ότι όταν περνούν χωρίς κρυπτογράφηση. Χρησιμοποιείται το λειτουργικό σύστημα linux, με τη μορφή του paladir, το οποίο περιέχει επιπλέον εργαλεία για τη σταθεροποίηση των ζεύξεων και τα οποία δεν βρίσκονται σε ανάλογες διανομές linux.