Usb bridge что это
Powered by ZeroTier. Практическое руководство по строительству виртуальных сетей. Часть 2
В процессе первых пяти шагов, описанных в статье Powered by ZeroTier. Практическое руководство по строительству виртуальных сетей. Часть 1 мы объединили виртуальной сетью три географически удалённых друг от друга узла. Один из которых расположен в физической сети, два других — в двух разнесённых ДЦ.
Это не заняло много времени, хотя каждый из этих узлов и добавлялся в сеть по-одному. А как быть, если к виртуальной сети ZeroTier нужно подключить не один, а все находящиеся в физической сети узлы? Такая задача встала однажды передо мной, когда я озадачился вопросом организации доступа из виртуальной сети к сетевым принтеру и маршрутизатору.
Попробовал использовать описанный выше способ — получилось не быстро и не везде просто. Например, сетевой принтер — просто так не подключишь. Mikrotik — ZeroTier не поддерживает. Что делать? Много погуглив и проанализировав матчасть, я пришёл к выводу, что нужно организовывать сетевой мост.
Сетевой мост (также бридж с англ. bridge) — сетевое устройство второго уровня модели OSI, предназначенное для объединения сегментов (подсети) компьютерной сети в единую сеть.
Историей о том, как я это сделал, я и хочу поделиться в этой статье..
Что нам стоит, мост построить.
Для начала мне, как администратору, стоило определиться — какой узел в сети будет выступать в качестве бриджа. Изучив варианты, я понял, что им может быть любое компьютерное устройство, у которого существует возможность организации моста между сетевыми интерфейсами. Им может стать как маршрутизатор — устройство под управлением OpenWRT или оборудование серии RUT компании Teltonika, так и обычный сервер или компьютер.
Вначале, я конечно рассматривал возможность использования маршрутизатора с OpenWRT на борту. Но учитывая тот факт, что существующий Mikrotik меня полностью устраивает, хотя и не поддерживает интеграцию с ZeroTier, а извращаться и «плясать с бубном» уж очень не хочется, я, в качестве сетевого моста решил использовать компьютер. А именно, постоянно подключённый к физической сети Raspberry Pi 3 Model B под управлением последней версии Raspbian — ОС на базе Debian Buster.
Для возможности организации бриджа, на устройстве должен быть доступен один неиспользуемый другими сервисами сетевой интерфейс. В моём случае основной Ethernet был уже задействован, поэтому я организовал второй. Использовав для этой задачи USB-Ethernet адаптер на базе чипсета RTL8152 от Realtek.
После присоединения адаптера к свободному порту USB, обновления и перезагрузки системы:
я проверил, видит ли система USB Ethernet адаптер:
Проанализировав полученные данные
я с удовлетворением отметил, что Device 004 как раз мой адаптер.
Далее уточнил, какой сетевой интерфейс присвоен этому адаптеру:
Оказалось eth1 🙂 И мне уже можно настраивать его и сетевой мост.
Чем собственно я и занялся следуя нижеуказанному алгоритму:
Далее на своём сетевом контроллере:
В Networks кликнул на detail, нашёл и перешёл по ссылке v4AssignMode и отключил автоназначение IP-адресов, сняв отметку с чек-бокса Auto-assign from IP Assignment Pool
После этого авторизовал подключаемый узел, задав название и отметив чек-боксы Authorized и Active Bridge. IP-адрес не назначал.
Потом вернулся к настройке сетевого моста на узле, для чего открыл для редактирования через терминал файл конфигурации сетевых интерфейсов:
Куда добавил следующие строки
Где eth1 — подключённый USB Ethernet адаптер, которому IP-адрес не назначал.
br0 — создаваемый сетевой мост со назначенным постоянным IP-адресом из диапазона адресов моей физической сети.
ztXXXXXXXX — имя виртуального интерфейса ZeroTier, который узнал по команде:
После ввода информации сохранил файл конфигурации и перегрузил сетевые сервисы командой:
Для проверки работоспособности моста, выполнил команду:
По полученным данным — бридж поднялся.
Далее перешёл на сетевой контроллер для задания маршрута.
Для чего в списке узлов сети перешёл по ссылке IP assignment сетевого моста. Далее в открывшемся окне кликнул Managed routes. Перешёл на новую страницу, где в качестве Target указал 0.0.0.0/0, а в качестве Gateway — IP-адрес сетевого моста из диапазона адресов сети организации, заданный ранее. В моём случае 192.168.0.10
Подтвердил введенные данные и стал проверять сетевую связность узлов, пропинговать с узла физической сети узел в виртуальной сети и наоборот.
Вот собственно и всё!
У меня, правда, в отличие от прототипа, с которого были сделаны скриншоты, IP-адреса узлов виртуальной сети из того же диапазона что и IP-адреса узлов в физической. При мостовом соединении сетей эту модель возможна, главное чтобы они не пересекались с адресами раздаваемыми DHCP-сервером.
Про настройку сетевого моста на стороне узла под управлением MS Windows и других дистрибутивов Linux отдельно рассказывать в этой статье не буду — в интернете полно материалов по этой теме. Что же касается настройки на стороне сетевого контроллера — она идентична вышеописанной.
Хочу лишь отметить, что Raspberry PI — бюджетный и удобный инструмент при объединении сетей с ZeroTier, причём, не только как стационарное решение. Например, аутсорсеры могут использовать преднастроенный сетевой мост на основе Raspberry PI для быстрого объединения физической сети обслуживаемого клиента с виртуальными на базе ZeroTier.
На этом позволю эту часть повествования завершить. Жду вопросов, откликов и комментариев — ибо именно на их основе буду строить содержание следующей статьи. А пока предлагаю вам попробовать организовать собственную виртуальную сеть с помощью приватного сетевого контроллера с GUI на основе VDS из маркетплейса на сайте RUVDS. Тем более, что для всех новых клиентов действует бесплатный тестовый период — 3 дня!
Обзор моста Realtek RTL9210B, позволяющего подключать к USB3 Gen2 как NVMe-, так и SATA-накопители
Оглавление
Демонстрация скоростных возможностей USB 3.1 Gen2 (ныне ставшего уже 3.2 Gen2 в рамках компании тотального регулярного переименования стандартов) в свое время проводилась при помощи RAID0 из пары SSD. По очень простой причине — пропускная способность выше, чем у SATA600, а все массовые внешние накопители на тот момент строились по одной единственной схеме — с использованием моста USB—SATA, так что «выше головы» прыгнуть не могли. Вот и пришлось городить массивы. И не только в демонстрационных целях — именно таким был и первый появившийся в продаже накопитель с поддержкой нового интерфейса, а именно SanDisk Extreme 900. Хотя и его можно считать в большей степени демонстрацией возможностей — в тупиковости данного подхода никто не сомневался: накопители получались дорогими, громоздкими, да и вероятность потери данных увеличивалась. Тем более, что в те годы внутренние SSD уже готовились к переходу на PCIe, что должно было радикально повысить скорость передачи данных. Оставалось только адаптировать это ко внешнему использованию.
Задача оказалась более сложной, нежели эволюционное развитие мостов USB—ATA, где на каждом шаге просто немного менялся один из интерфейсов (либо USB переходил на новую версию, либо АТА — начался еще со времен АТА33, потом превратился в SATA и дожил до SATA600), так что на ее реализацию ушло несколько лет. Но в начале 2018 года первое подходящее решение мы увидели — им стал мост USB—NVMe JMicron JMS583. К концу того же года свет увидел аналогичный чип ASMedia ASM2362, а еще спустя год — и Realtek RTL9210. Все они в первом приближении идентичны: с одной стороны — USB3 Gen2, с другой — две линии PCIe 3.0, к которым можно подключить NVMe SSD (AHCI с интерфейсом PCIe нельзя — мы проверяли). На данный момент активно используются в готовых внешних SSD (с первыми двумя мы там уже встречались не раз), а также в отдельных коробочках разной степени брендовости, продающихся на AliExpress и других подобных площадках.
Но все эти мосты объединяет одно — они поддерживают исключительно NVMe-накопители. Для получения искомых скоростей это необходимо — но некоторым хотелось бы и совместимости с SATA SSD в формате M.2. Не то, чтоб это было сильно массово — ведь и самостоятельно внешний SSD собирается обычно раз и навсегда, так что, если уж хватает SATA, проще более дешевую коробочку сразу и купить. Если же сразу ориентироваться на NVMe — то поддержка SATA даже бесплатно не слишком нужна. Пока же за нее приходится доплачивать — тем более. Однако если в хозяйстве (не обязательно персональном) есть, к примеру, разные SSD формата M.2 2280, которые иногда нужно подключать к USB-портам разных устройств, то одна универсальная коробочка может оказаться более удобной, чем пара разных, да и стоить дешевле. В любом случае, было бы подходящее оборудование — а сферу применения для него придумать можно.
А оно есть — стараниями Realtek, даже при разработке своих контроллеров для SSD в свое время старавшейся «родить» универсальное решение. Судя по всему, такой же подход использовался и при работе над USB-мостами, так что к RTL9210 вскоре добавился и RTL9210B. Одна буковка — но существенно расширяющая функциональные возможности: если RTL9210 поддерживает только NVMe, то RTL9210B — и их, и SATA. А что от этого можно получить на практике — сейчас подробно и изучим на примере одного характерного решения.
Orico TCM2M-C3
Это семейство USB-коробочек в ассортименте Orico появилось уже давно и изначально включало в себя только модификации на базе моста JMicron JMS578 — для подключения SATA SSD к порту USB3 Gen1 (ранее известному как USB 3.0). Позднее появились и версии на JMicron JMS583 — т. е. как раз с поддержкой NVMe и USB3 Gen2. Остались в продаже и те, и другие — но первые обычно стоят чуть дороже 1000 рублей, а вторые — около 2 тысяч. А теперь появилась и новая модификация за 2500 рублей на базе Realtek RTL9210B, куда можно устанавливать и то, и другое.
Дизайн не менялся никогда: это компактная (107×33×11 мм) коробочка из прозрачного пластика с алюминиевой вставкой в стороне, обращенной к SSD. Вставка цветная, но для «двухствольной» модификации доступен только синий цвет, для SATA — только черный, а все четыре цвета (кроме упомянутых — еще красный и серебристый) — только для «обычного» NVMe.
Разбирается устройство без отвертки — достаточно сдвинуть половинки относительно друг друга. Это удобно, но при частом использовании должно разболтаться. Однако для него можно и просто достать основную плату из корпуса.
Она такая же, как и во всех подобных устройствах — различаются только контроллером. Накопитель может быть любой длины до 80 мм — благодаря оригинальному креплению, которое уже без одного винтика не обходится.
Но он в комплекте есть — вместе с металлическим «пеньком». Также туда входят отвертка, термопрокладка и два USB-кабеля. Обычное дело при такой цене — более дешевые комплекты других производителей проще. Но дешевых на Realtek RTL9210B пока нет, так что много не сэкономишь. Работать же все будут одинаково, поскольку все определяется контроллером и установленным SSD. В случае двухрежимных моделей таковые как раз будут априори разными — так что непосредственное сравнение этих двух случаев, как нам кажется, как раз наиболее интересно. Им-то мы сейчас и займемся.
Тестирование
Методика тестирования
Методика подробно описана в отдельной статье, однако с тех пор мы ее немного модифицировали. Подробное описание обновления будет готово в скором времени, однако необходимым оно не является — все будет понятно прямо по тексту. В качестве тестового стенда мы использовали Intel NUC 7i7BNH, причем как чипсетные порты USB3 Gen1, так и USB3 Gen2, реализованный в нем посредством Thunderbolt-контроллера Intel JHL7540.
В качестве «рабочих тел» использовались два SSD WD — Red SA500 500 ГБ (SATA600) и Blue SN550 1 ТБ (NVMe). Второй относится к бюджетной линейке, но USB3 Gen2 ограничит и его, так что тестированию это не помешает. SA500 такой емкости в SATA600 «упирается» не всегда, но слишком мешать это тоже не будет. В конце концов, для сборки внешних SSD многие используют куда более медленные модели — вплоть до основанных на безбуферных контроллерах Silicon Motion. Не раз было показано, что зря — но вряд ли эта практика в ближайшем будущем сойдет на нет. А на этом фоне оба получающихся у нас накопителя — просто реактивные в своих классах. Вот и сравним «классы» в одинаковых условиях.
Для всех испытуемых использовалась файловая система NTFS. Кэширование записи для USB-накопителей включено.
Последовательные операции
Как мы уже не раз отмечали, однопоточный режим в Crystal Disk Mark в ряде конфигураций выдает неадекватные результаты, а вот многопоточный и сейчас хорошо подходит для оценки предельных возможностей. Они-то как раз наиболее и интересны.
Хотя и полностью предсказуемы. Режим USB3 Gen1 медленнее, чем и SATA600, и PCIe 3.0 x2 — поэтому в таких условиях гоняться за «скоростным» внешним SSD необходимости нет. Учитывая же, что такие порты до сих пор наиболее массовые (даже в относительно новой системе других может и не найтись — не говоря уже обо всем парке компьютеров и не только), это дает ответ на вопрос — почему схема USB—SATA все еще себя не изжила: так дешевле, но и достаточно. Однако если ориентироваться на USB3 Gen2, то придется доплатить (благо не так и много) — «новый» (хотя и ему уже несколько лет) интерфейс заметно быстрее, чем SATA600.
Работа с большими файлами
В современных условиях чтение данных — в чистом виде задача на интерфейс. Поэтому верно все, что было сказано выше: быстрые модификации USB нужны, но при их наличии необходим и SSD с быстрым же интерфейсом.
А вот для получения высокой скорости записи «быстрым» у SSD должен быть не только интерфейс. «К счастью», сам по себе USB3 Gen2 скорость тоже ограничивает — так что необходимости в топовых моделях нет, а найти что-нибудь с подобающей скоростью можно уже и относительно недорого. Но для SATA600 и эти ограничения в принципе недостижимы: в лучшем случае мы получили бы такую же картинку, как при чтении.
Если же интересуют более сложные сценарии, нежели простое копирование информации в одном направлении, то требования к «собственной» скорости SSD только возрастают. Таким образом, NVMe-модель может быть интересна и при использовании USB3 Gen1 — просто потому, что таковые в среднем быстрее.
Производительность в приложениях
От использования старых версий PCMark мы постепенно отказываемся — рассчитаны они были в первую очередь на тестирование жестких дисков, так что разницы между разными SSD почти «не видят». А вот новый PCMark 10 Full System Drive как раз ориентирован на быстрые твердотельные накопители. И включает в себя самые разные нагрузки — от запуска приложений, до простого копирования данных (для внешних накопителей это и сейчас даже более частая нагрузка), так что дает полную информацию об усредненной «системной» производительностью SSD. Более подробную информацию можно получить из нашего краткого описания теста по ссылке, а сейчас — просто результаты.
Достаточно интересные — как раз благодаря разнообразности сценариев, где нужна не только простая передача данных. И, с учетом того, что USB—SATA переход на Gen2 дает очень мало, в каких-то случаях можно получить даже проигрыш из-за конкретных контроллеров и/или других второстепенных (на первый взгляд) факторов. Если же мы берем более быстрый SSD, то с ним такого не происходит. Причем в таких комплексных условиях может выиграть и на «медленном» интерфейсе. Но у себя же на «быстром», конечно — пропускная способность значение тоже имеет, так что любые ее ограничения все равно сказываются.
Интересен тут и еще один момент: данный тест большинству SATA-накопителей (в т. ч. и Red SA500 500 ГБ) выдает оценку в районе 800 баллов, а тот же Blue SN550 1 ТБ внутри компьютера получает чуть больше 1600. «Переделка» во внешнее исполнение что для того, что для другого заметно снижает показатели. Но в итоге внешний SN550 по «общесистемной» производительности оказывается сопоставим с внутренними SATA SSD. Выходит, что нет смысла по старинке «бояться» USB — современные компьютеры и версии Windows не только способны загружаться и работать в таких условиях, но и делают это достаточно быстро. К вящей радости тех, кто этим уже пользуется 🙂
Итого
Тестирование в очередной раз показало, что идея создания внешних SSD на базе SATA-накопителей до сих пор себя не изжила: такой подход дешевле прочих, а при ориентации на интерфейс USB3 Gen1 (все еще самый массовый) его вполне достаточно. С другой стороны, поддержка более быстрого интерфейса USB не всегда обеспечивает прирост скорости. К примеру, если требуется простое копирование или перенос информации, а в компьютере есть только SATA-накопители (неважно, SSD и/или жесткие диски), то внешнему устройству не требуется работать быстрее — достаточно не быть медленнее. Однако не менее хорошо видно, что переходить на NVMe-накопители и в этом сегменте рано или поздно придется. Во-первых, другого способа загрузить работой USB3 Gen2 (не говоря уже о более быстрых стандартах) на практике нет. Во-вторых, при выходе за рамки простейших сценариев мгновенно оказывается, что высокая производительность накопителя может оказаться востребованной и при работе с низкоскоростными интерфейсами.
Нужны ли на этом рынке универсальные контроллеры — вопрос сложный. Если бы в Realtek ограничились выпуском RTL9210B, который отгружался бы по цене одностандартных конкурентов или ниже — был бы один расклад. Но сейчас с ними конкурирует «простой» RTL9210, а более функциональный чип стоит дороже. Поэтому производителям внешних SSD он точно не нужен. Да и для самостоятельной сборки накопителя раз и навсегда — тоже. Однако было бы подходящее оборудование — а сферу применения для него придумать можно. Кому-то именно универсальная коробочка может подойти лучше — или как минимум показаться интереснее. Главное, что подход работоспособный — это мы сегодня и проверили.
Что нужно знать про USB: разнообразие коннекторов и стандартов
Современный мир сложно представить без огромного числа устройств, которые отличаются и форматом, и предназначением. Настольные компьютеры и портативные ноутбуки, универсальные планшеты и смартфоны, которые всегда с собой, современные беспроводные наушники, а еще портативные аккумуляторы и умные часы. Практически каждый такой гаджет в том или ином виде использует интерфейс USB. Он прошел длинный эволюционный путь и подстроился под размер и нужды целого зоопарка из девайсов, которые находятся в обиходе современного пользователя. Этот материал поможет разобраться в его разнообразии.
Краткое введение в историю популярной технологии USB
Нет, технологию USB точно нельзя назвать совершенной. Тем не менее, именно она стала достойной альтернативой для огромного числа интерфейсов, с которыми пользователи вряд ли снова всерьез столкнутся в обозримом будущем. Развитие USB шло постепенно и почти за четверть века породило огромное число несовместимых между собой коннекторов с разной скоростью передачи данных. Альтернативой для всех них в ближайшем будущем станет актуальный USB Type-C. Тем не менее, сначала отправим читателя в прошлое — в те «светлые» времена, когда про USB настоящие «техногики» могли только мечтать.
Почти каждый, кто начал пользоваться современной компьютерной техникой около десяти лет тому назад, даже не задумывается о временах, когда USB еще не было. Тогда для подключения мыши мог использоваться PS/2 или последовательный порт. Клавиатура требовала наличие PS/2, Apple Desktop Bus или порта DIN. Принтеры и сканеры предпочитали большие параллельные порты или SCSI. Для контроллеров использовали специальные игровые порты, которые были также совместимы с профессиональными звуковыми картами. Учитывая, что для большинства таких интерфейсов нужны были отдельные платы, проблема налицо.
Собственно, решением и должен был стать стандарт USB, официальным днем рождения которого считают 15 ноября 1995-го. Его развитие поддерживали компании Intel, Microsoft, Philips, US Robotics и другие. Они хотели упростить подключение к компьютеру самых разных устройств, среди которых и телефоны, которые до USB вообще не могли передавать через провода голос в цифровом формате. Более того, целью создания USB также было увеличение ассортимента устройств, которые можно было использовать вместе с компьютером. Собственно, «шалость удалась», и со всем этим формат удачно справился.
Разъем и коннектор USB
Предварительная версия USB 0.7 была выпущена в ноябре 1994-го, USB 0.8 запустили в декабре этого же года, а USB 0.9 — в апреле 1995-го. Предварительную USB 0.99 показали уже в августе, а USB 1.0 Release Candidate вышла в ноябре 1995 года. Многие наивно полагают, что активное участие во внедрении первых USB приняла компания Apple. Тем не менее, она пришла к этому интерфейсу отнюдь не сразу. Дело в том, что первоначально она отдавала предпочтение технологии FireWire, которая использовалась в ранних iPod. Но и она отказалась от нее в пользу более перспективного решения, которое набирало популярность.
Сертификацией новых стандартов и коннекторов USB занималась и продолжает заниматься некоммерческая организация USB Implementers Forum (USB-IF). Она объединяет разработчиков и производителей, которые используют технологию USB. Главная цель этой компании заключается в продолжении принципов интерфейса: сохранение направления на унификацию разъемов и кабелей, управление необходимым потреблением энергии, использование утвержденных протоколов для передачи данных, унификация набора функциональных возможностей и драйверов для всех гаджетов с поддержкой USB.
Стандарты передачи данных USB с прицелом на скорость
Начать нужно с того, что у технологии USB есть два основных нюанса, на которые нужно обращать внимание в первую очередь. Первый — стандарт передачи данных, который обозначается цифрой возле названия USB: USB 1.0 и USB 1.1, USB 2.0, USB 3.0, USB 3.1 и USB 3.2, USB4. Второй — тип коннектора, который используется для подключения и обозначается буквой после слова Type через дефис: Type-A, Type-B, Type-C. Для коннекторов также можно использовать сокращения вроде USB-A, USB-B, USB-C — более того, они могут быть в форматах Mini и Micro. Сначала о стандартах, которые, в первую очередь, отвечают за скорость.
USB 1.0 (USB 1.1). Первый официальный стандарт USB увидел свет 15 января 1996-го. Он умел работать в двух режимах: с низкой пропускной способностью (Low-Speed) на скорости до 1,5 Мбит/с и высокой пропускной способностью (Full-Speed) — до 12 Мбит/с. Максимальная длина кабеля с использованием экранирования и высокой пропускной способности могла составлять 5 м. К одному USB 1.0 теоретически можно было одновременно подключить до 127 устройств, и они могли работать на разной скорости. Действительно массовым же стал стандарт USB 1.1, который с учетом ошибок выпустили в сентябре 1998-го.
Интересно, что USB 1.0 работал с напряжением 5 В и силой тока 0,5 А. Его мощность равна их произведению — 2,5 Вт. На фоне зарядки на 96 Вт, которая поставляется вместе с 16-дюймовым MacBook Pro 2019 года, это значение кажется критически малым. Тем не менее, оно вполне сравнимо с 5 Вт в стандартном блоке питания для смартфонов, который Apple кладет даже в комплект поставки iPhone 11. По большому счету, все, что выше 2,5 Вт в USB 1.0, можно считать быстрой зарядкой гаджетов, которая не будет рассматриваться в данном материале. Чтобы не растягивать его, все подробности про нее мы разложили по полочкам
Сертификация USB High-Speed
USB 2.0. На рубеже тысячелетий стало понятно, что USB 1.0 работает слишком медленно. На этом настаивали Hewlett-Packard, Intel, Lucent (Alcatel-Lucent), Microsoft, NEC, Philips и другие компании. Именно поэтому в апреле 2000 года появилась спецификация USB 2.0, которая кроме Low-Speed и Full-Speed также получила возможность работы с режимом High-Speed на скорости до 480 Мбит/с. Первый отлично подходил для мышек и клавиатур, второй использовали для мультимедийных гаджетов, а третий применялся для устройств хранения данных — например, флешек. USB 2.0 обратно совместим с USB 1.0 и USB 1.1 без High-Speed.
Сертификация USB SuperSpeed
USB 3.0 (USB 3.1, USB 3.2). До появления USB 3.0 в 2008 году технология USB фактически положила на лопатки практически всех конкурентов. Тем не менее, к этому времени взвыли производители внешних дисков, которые уперлись в потолок USB 2.0 по скорости и максимальной мощности. Именно для них появился новый режим передачи данных под названием SuperSpeed — 5 Гбит/с. В 2013 году с выходом USB 3.1 прежний USB 3.0 начали называть USB 3.1 Gen 1 — также появился USB 3.1 Gen 2 с поддержкой SuperSpeed+ на скорости 10 Гбит/с. USB 3.2 представили в 2017-м, и его смогли разогнать до 20 Гбит/с (SuperSpeed++).
Сертификация USB SuperSpeed+
USB4. 29 августа 2019 года миру показали новый стандарт USB4 — именно слитно, без пробела между названием технологии и цифрой. Новый протокол передачи данных увеличивает ее скорость до 40 Гбит/с. Его можно использовать даже с коннекторами старого образца вроде USB-A и USB-B, но настолько быстро обмениваться данными получится только при использовании поддерживаемых кабелей USB-С. Тем не менее, о массовости стандарта USB4 говорить еще очень рано. Пока производители активно используют USB 3.2, а Apple в своих смартфонах вообще зациклилась на USB 2.0 и никак не исправляется.
Полноразмерные коннекторы USB, которых пока большинство
Когда разговор заходит о полноразмерных коннекторах USB, большинство представляет себе только USB Type-A или USB-A. В этом нет ничего удивительного, ведь он распространен сильнее всех остальных. Именно USB-A до сих пор используется во многих компьютерах, ноутбуках, внешних аккумуляторах и других устройствах.
Чисто технически он может отличаться, в зависимости от используемого стандарта передачи данных. Тем не менее, он считается обратно совместимым — например, флешка USB 2.0 Type-A без проблем заработает, если ее воткнуть в USB 3.0 Type-A в компьютере. Но кроме USB-A есть еще, как минимум, USB-В.
Что нужно знать про USB: разнообразие коннекторов и стандартов
USB-A. Главное преимущество данного коннектора кроется в его распространенности. Несмотря на то, что сегодня от него уже начинают отказываться, он все еще доминирует на рынке современной пользовательской электроники. В числе его недостатков громоздкость и ассиметричность. При использовании стандартов USB 1.0, USB 1.1 и USB 2.0 в нем используется четыре контакта: пара для передачи данных и пара для питания (один — земля). В USB 3.0 и выше используется пять дополнительных контактов: четыре для передачи данных и один для земли. Благодаря этому скорость SuperSpeed и становится возможной.
USB-B. Данный интерфейс чаще всего используется в различном периферийном оборудовании: принтерах, сканерах и даже USB-микрофонах. Порты для него не устанавливаются в современные компьютеры, и для подключения к ним оборудования чаще всего используются кабели USB-A на USB-B. У обычного кабеля USB Type-B также четыре контакта: пара для передачи данных и пара для питания (один — земля). Обычный USB-B работает только с протоколом передачи данных USB 1.0, USB 1.1 и USB 2.0. Для использования USB 3.0 и выше нужен видоизмененный интерфейс, о котором дальше.
USB-B 3.0. Очередной ассиметричный коннектор USB, который работает с протоколом передачи данных USB 3.0 и выше. В предназначенный для него интерфейс можно установить и обычный кабель USB-B, но он будет работать на скорости не выше USB 2.0 — High-Speed. Чтобы достичь SuperSpeed и выше, порт и коннектор должны подходить USB-B 3.0 по форме и характеристикам. Кроме четырех стандартных коннекторов здесь также используется пять дополнительных контактов: четыре для передачи данных и один для земли. Благодаря им открывается доступ к скорости 5 Гбит/с и выше.
Mini-коннекторы USB, которые успели отойти на второй план
С ростом популярности и распространенности мобильных устройств разного типа начали появляться кабели с Mini-коннекторами USB на одной стороне и полноразмерными USB-A на второй. Они стали логическим продолжением «шнурков» USB-B на USB-A, которые уже активно использовались для подключения к компьютерам периферии.
Интерфейсы уменьшенных размеров начали появляться в цифровых фотоаппаратах, смартфонах, видеорегистраторах и других аналогичных по габаритам гаджетах. Именно формат Mini стал прообразом сначала для Micro, а потом и для актуального на сегодняшний день коннектора USB-C.
Коннектор USB-A формата Mini
USB-A. Первый миниатюрный коннектор USB, который использует для своей работы набор из пяти контактов: пара для передачи данных и пара для питания (один — земля), а также один, предназначенный для определения конца кабеля (он необходим для работы USB OTG, информация о котором будет дальше по тексту). Найти такой не в самой старой электронике сегодня уже достаточно сложно. Формат Mini сегодня еще продолжает существовать в формате USB-B, который слабо отличается от USB-A чисто технически. Да что там, они даже внешне достаточно похожи.
Коннектор USB-B формата Mini
USB-B. Как и USB-A формата Mini, USB-B также работает на базе набора из пяти контактов: пара для передачи данных и пара для питания (один — земля), а также один, предназначенный для определения конца кабеля (USB OTG). Что интересно, в качестве порта для такого кабеля может использоваться как специальный USB-B формата Mini, так и универсальный формата Mini-AB. В такой также получится вставить миниатюрный коннектор стандарта USB-A. Это один из первых шагов в развитии USB, предназначенный для универсализации возможностей подключения — небольшая предпосылка к последующему выходу USB-C.
USB-B 3.0. Чтобы добиться увеличения скорости передачи данных до уровня SuperSpeed, а это 5 Гбит/с, в USB-B 3.0 формата Mini используется увеличенный вдвое набор контактов. Это хорошо видно даже просто визуально. У обычного USB-B формата Mini контакты располагаются только на одной части на внутренней стороне коннектора, а вот при использовании стандартна передачи данных USB 3.0 такой же набор есть и в зеркальном отражении. Кабель USB-B 3.0 формата Mini можно установить и в разъем стандарта 2.0, но использовать возможности SuperSpeed при этом не получится.
Micro-коннекторы USB, многие из которых до сих пор в ходу
Одним из следующих шагов в развитии современных мобильных устройств стало уменьшение размеров коннекторов, которые использовались для их зарядки и обмена данными. Это стало причиной рождения USB формата Micro, который прошел сертификацию 4 января 2007 года.
Такие миниатюрные порты и кабели используются до сих пор — даже спустя более десяти лет после появления на свет. Основной претензией к ним сегодня остается именно ассиметричность — невозможность подключения любой из сторон. Скорость работы и другие технические параметры в общем списке только после этого.
USB-A. Как и коннекторы формата Mini, каждый из кабелей с приставкой Micro использует пять контактов: пара для передачи данных и пара для питания (один — земля), а также один, предназначенный для определения конца кабеля (USB OTG). В данном случае USB-A поддерживает только три варианта скорости передачи данных: Low-Speed (1,5 Мбит/с), Full-Speed (12 Мбит/с) и High-Speed (480 Мбит/с). Коннектор USB-A формата Micro сейчас достаточно сложно встретить в более-менее современных устройствах. Куда большее распространение получил миниатюрный USB-B, который лучше всего знаком под именем Micro-USB.
USB-B. Да, если практически в любом интернет-магазине установить фильтр по кабелям с пометкой Micro-USB, он покажет именно «шнурки» с коннектором USB-B. До начала массового распространения USB-C с таким выпускались практически все смартфоны под управлением операционной системы Android. Его же использовали в наушниках, внешних аккумуляторах, фотоаппаратах и многих других гаджетах. Чисто технически он идентичен USB-A в формате Micro. У него такие же пять контактов: пара для передачи данных и пара для питания (один — земля), а также один, предназначенный для определения конца кабеля (USB OTG).
Коннектор USB-B 3.0 формата Micro
USB-B 3.0. Если у вас завалялся не самый свежий внешний диск, велика вероятность, что в комплекте с ним идет кабель именно с таким коннектором на одном из концов. Он дает возможность передавать данные между накопителем и компьютером на скорости SuperSpeed и выше, а это, как минимум, 5 Гбит/с. Такой скорости вполне достаточно даже для использования операционной системы и всего сопутствующего софта с внешнего накопителя. В порт USB-B 3.0 формата Micro можно вставить коннектор Micro-USB, но тогда скорость будет ограничена предписаниями стандарта USB 2.0.
Экзотические USB и неожиданный Lightning в их числе
Mini4A и Mini4B, Mini5A и Mini5B, Mini8M и Mini8P, а также Mini-TDK — это только некоторые из экзотических коннекторов USB, которые крайне редко устанавливаются в пользовательскую электронику. Тем не менее, есть и один куда более распространенный.
Речь про Lightning, который Apple использует в своих смартфонах, начиная с iPhone 5 из сентября 2012 года. Его главное преимущество кроется в симметричной конструкции, которая дает возможность устанавливать коннектор в порт любой из сторон.
Да, Lightning — это не сертифицированный коннектор из семейства USB, но он работает по его принципам. У него достаточно много контактов — по восемь штук с каждой из сторон. Тем не менее, сегодня он работает на скоростях, сравнимых с USB 2.0. Именно поэтому к нему сегодня столько претензий. По большому счету, главная роль кабеля на сегодняшний день — быстрая передача данных: гигабайты собственных видеороликов в 4K, внушительные фотоархивы, фильмы и многое другое. Все это на iPhone и обратно сегодня сбрасывается мучительно долго.
Новый универсальный симметричный формат USB-C
Когда по поводу USB Type-C только начали появляться первые слухи, многие активно шутили по поводу релиза очередного типа USB. Они смеялись, что USB Implementers Forum создала десяток коннекторов и хочет заменить их одним универсальным, но на практике просто прибавит еще один к их «зоопарку». Скорее всего, примерно так это и случилось бы. Тем не менее, на распространение USB-C сильно повлияла агрессивно-инновационная политика компания Apple. В 2015 году она выпустила 12-дюймовый MacBook с одним портом Type-C и никакие другие кроме 3,5-мм аудиовыхода в ноутбуках до сих пор не использует.
Коннектор USB-C прошел сертификацию почти сразу после презентации стандарта передачи данных USB 3.1 — в августе 2014-го. Type-C создан для замены Type-A и Type-B как в полноразмерном варианте, так и в форматах Mini и Micro. Несмотря на схожие с привычным Micro-USB габариты, у него целых 24 контакта: шесть пар для передачи данных, четыре пары для питания и заземления, и две пары вспомогательных. Но нужно понимать, что использование USB-C не гарантирует поддержку USB 3.1 и выше. Как и любой другой коннектор, он может работать и с более скромными скоростями.
USB Type-C — действительно универсальный тип коннектора, который может передавать сигналы не только по протоколам USB. Он также способен работать в альтернативных режимах: в формате DisplayPort, в стандарте Mobile High-Definition Link (что-то среднее между HDMI и Micro-USB), в роли Thunderbolt (вплоть до высокоскоростной третьей версии), а также в традиционном понимании HDMI. Именно все это и дало той же Apple возможность избавиться от любых других портов в своих ноутбуках — любой кабель к ним получится подключить или напрямую, или через переходник. Тем не менее, для использования альтернативных режимов, кабель и порт должны их поддерживать.
Только USB-C полноценно раскрывает возможности и скорости USB 3.1 и USB 3.2, а также USB4. Именно за данным типом коннектора будущее во всех возможных направлениях. Реального смысла развивать другие типы подключения, когда есть один универсальный, больше нет.
Даже Apple уже перешла на Type-C в актуальных моделях iPad Pro и, скорее всего, сделает это же с iPhone в 2020 или 2021 году. Любой современный девайс уже оборудован USB-C, и только по наличию данного порта можно судить про качество и технологичность гаджета, который буквально только что попал в руки.
Интересные вопросы про технологию USB и ответы на них
Какие особенности у Inter-Chip USB? Это специальный стандарт, который используется для передачи данных внутри устройства. В таком случае для этого не нужны физические коннекторы, а также возможность ручного выбора скорости обмена информацией.
Что такое Media Agnostic USB? Эту штуку представили в 2013 году. С помощью нее протокол передачи данных USB можно встроить в уже существующие на рынке каналы связи — например, в WiFi. Это должно значительно расширить возможности использования USB в разных сферах.
Зачем нужны оптические кабели USB 3.0? Обычные кабели USB ограничены длиной 3–5 метров. Но в 2013 году миру показали варианты с использованием оптического волокна, которые могут работать на расстоянии до 100 метров. Вот только зарядка по ним, к сожалению, не идет.
Какие альтернативы для USB были и существуют на рынке
Когда технология USB уже заняла лидирующие позиции на рынке, ее господство тут же взялись оспаривать. Конкуренты даже добились некоторого успеха за счет закрытия вопросов, для которых USB было невозможно использовать. Но в итоге все они проиграли битву за лидерство.
Одним из соперников USB был формат FireWire, который также известен под именем IEEE 1394. Его с конца 90-х вплоть до начала 2010-го использовала преимущественно компания Apple. Главным плюсом данного решения была скорость передачи данных, которая обычно перегоняла USB чуть ли не в десяток раз. Более того, даже ранние варианты FireWire умели передавать данные одновременно в двух направлениях — у USB ничего подобного не было. Тем не менее, FireWire был куда дороже главного конкурента, поэтому от него постепенно отказались и в Apple, и сегодня формат почти не развивается.
Отдельного внимание также заслуживает Thunderbolt, который также ассоциируется с компанией Apple. Он всегда характеризовался высокой скоростью передачи данных, но в итоге стал отдельным режимом для коннектора USB-C, поэтому в качестве отдельного формата рассматривать его больше нет смысла.
Подводя итоги: перспективы развития технологии USB
Не так давно инсайдеры заговорили, что Apple может полностью избавиться от проводного подключения своих смартфонов уже в 2021 году. С одной стороны, полностью беспроводной смартфон — сказка и мечта. С другой стороны, стабильно быстрая передача данных, а также устранение неисправностей гаджетов неизбежно требуют проводное подключение. Тем не менее, очевидно, что в будущем от кабелей в любом виде человечество все-таки избавится. Их заменят беспроводные протоколы — наследники USB, Wi-Fi, Bluetooth и других технологий. Но когда этот момент настанет — вот это большой вопрос.
А вы какими usb отдаете предпочтение? Говорится о флешке, токсть с каким типом и версией usb вы отдаете предпочтение или вы не смотрите на версию и вам главное ценник?