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Text File | 1988-04-19 | 16.6 KB | 338 lines

MIDInet -Das Netzwerkprogramm für den Atari ST Ein professionelles Netzwerk ohne zusätzliche Hardware: Unser Projekt gestattet Ihnen die Vernetzung von bis zu 15 ST- Computern untereinander. Alles was Sie benötigen ist eine Diskette und etwas Kabel. Ja, Sie haben sich nicht verlesen. Für dieses Netzwerkprogramm benötigt man kein teures Steckmodul oder komplizierte Hardware sondern Lediglich einige Meter handelsübliches Stereo- Überspielkabel. Als Bastler empfehlen wir 5-adriges, einzeln abgegeschirmte Schaltkabel. Das MIDInet-Programm ist für bis zu 15 Computer ausgelegt. Es läuft auf allen Modellen der ST-Serie vom 260 ST bis zum Mega ST4. Für jeden ans Netz angeschlossenen ist ein Kabel notwendig. Im Betrieb haben wir bisher Verbindungskabel von bis zu 15 Metern Länge erprobt und keine Datenverluste hinnehmen müssen. Anstoβ zur Entwicklung von MIDInet war die Tatsache, daβ bei uns die Arbeit mit drei ST-Computern äuβerst lästig wurde. Für einen Datenaustausch ist der Gang mit einer Diskette zum nächsten Anwender unumgänglich. Da dies den Arbeitsfluβ mehr hemmt als nützt, fiel die Entscheidung zu einem Netzwerk nicht schwer. Da im Handel keine preisgünstigen Netzwerkprogramme erhältlich sind, nahmen wir die Entwicklung eines eigenen ST-Netzes in Angriff. Wie der Name MIDInet sagt, verwendet das Programm die MIDI- Schnittstelle des Computers. Damit sind schon als höchste Übertragungsgeschwindigkeit 3125 Byte je Sekunde festgelegt. Bei der Datenübermittlung über das Netz erreichen Sie jedoch maxinal 1700 Byte pro Sekunde. Welche Faktoren die Geschwindigkeit beeinflussen, sehen wir später. MIDInet verbindet bis zu 15 Teilnehmer. Jeder Computer erhält dabei eine eigene Nummer, unter der er zu erreichen ist. Mit jedem Gerät können Sie Kurzmitteilungen an einen oder mehrere Teilnehmer schicken, Dateien senden oder von einem anderen Computer anfordern. Das bedeutet, daβ jeder Redakteur Zugriff auf die Diskettenlaufwerke und Festplatten der anderen hat (Bild 1). So ist Die Arbeit an gröβeren Projekten in Teamarbeitet gegeben. Eine Festplatte dient als Massenspeicher zum sichern aller Quelltexte, Programme und Daten. Allerdings ist eine Festplatte keine Voraussetzung für den Einsdatz von MIDInet. Alle an das Netz angeschlossenen Computer sind ringförmig miteinander verbunden. Midi Out des ersten Gerätes ist mit an Midi In des zweiten gekoppelt. So verfahren Sie mit allen zu vernetzenden Computern. Das Siganl Midi Out des letzten Gerätes verbindet man am Schluβ mit Midi In des ersten. Achten Sie bitte darauf, niemals Midi In zweier Computer miteinander zu verbinden. Die Entfernung zwischen zwei benachbarten Computern darf nach unserer Schätzung bis zu 50 Meter betragen. Im Folgenden erklären wir die Datenübertragung. Wer mit MIDInet arbeitet, benötigt keine speziellen Kenntnisse über Netzwerke oder Datenübertragungen. Lediglich die Bedienung der Maus sollte dem Anwender vertraut sein (Bild 2). Das Betriebssystem stellt die Befehle bconin (BIOS 2) und bconout (BIOS 3) zur Verfügung, mit denen man jeweils ein Zeichen senden bezeihungsweise empfangen kann. Über bconstat (BIOS 1) kann man prüfen, ob ein Zeichen im Puffer bereitsteht. Zur Vereinfachung ist der Datenverkehr auf dem Netz blockweise organisiert, deren Übertragung zeichenweise mit bconin und bconout erfolgt. Die Schnittstelle hat einen vom Betriebssystem gestellten Puffer von 128 Byte. Um Pufferüberläufe und damit Datenverluste vollkommen auszuschlieβen, sind die Blocks auf die Länge von 128 Byte begrenzt. Bild 3 zeigt den Aufbau eines Datenblocks, von denen es drei verschiedene gibt. Das >>nullte<< Byte enthält in den oberen vier Bit die Nummer des Absenders und in den unteren die des Empfängers. Das >>erste<< beinhaltet die Länge des restlichen Blocks (ohne Prüfsumme), dann kommen bis zu 124 Byte Daten. Am Schluβ steht ein Kennzeichen, welches das Ende der Daten signalisiert; ihm gefolgt noch eine Prüfsumme. Insgesamt ergibt dies eine Länge von 128 Byte. Das Schluβzeichen markiert nicht das Ende des Blocks, sondern zeigt an, ob zu der übertragenden Datei noch weitere Blocks gehören oder nicht. Die Prüfsumme dient zur Erkennung von Übertragungsfehlern. Eventuell auftretende Fehler korrigiert MIDInet automatisch. Zwei andere Arten von Blocks müssen noch erklärt werden. Zur Verhinderung von Datensalat und Pufferüberläufen darf immer nur ein Computer gleichzeitig Informationen übertragen. Für die Synchronisation der Computer untereinander verwenden wir die zweite Blockart, das Freizeichen (Bild 4). Es besteht nur aus einem Nullbyte und kreist fast immer auf dem Netz. Kommt das Freizeichen bei einem Computer an, muβ er prüfen, ob er das Netz in Anspruch nehmen soll. Ist dies nicht der fall, so sendet der Computer das Freizeichen so schnell wie möglich weiter. Will sich ein Teilnehmer in das Netz einschalten, so sendet sein Computer statt des Freiezeichens einfach einen Datenblock. Dieser Block läuft über die vernetzten Geräte bis zum Zielcomputer. Der Empfänger kopiert den Datenblock in einen internen Puffer und sendet seinerseits den Bestätigungsblock (Bild 5). Das ist die dritte Blockart. Der Datenteil eines Bestätigungsblocks hat die Länge 0. Netze, die solche Freizeichen verwenden, nennt man Token-Ring-Netze. Die Geschwindigkeit eines Netzwerkes bestimmt gröβtenteils die für jeden Transfer notwendige Bearbeitungszeit, denn jeder Computer muβ laufend ankommende Freizeichen oder Blocks bearbeiten. Um diese Arbeti im Hintergrund laufen zu lassen, ist in das Programm eine in Assembler geschriebene Interruptroutine eingebunden, die den Blockweisen Verkehr auf dem Netz bearbeitet. Die Routine arbeitet bis zum abschalten oder Rücksetzen des Computers. Mit jedem Vertical Blank Interrupt (VBI), also nach zeichnen eines Bildes, ruft MIDInet diese Routine auf. Das passiert pro Sekunde 71 mal. Der Anwender merkt davon nichts und der ST arbeitet nicht spürbar langsamer. Die durchschnittliche Verzögerung bei der Weitergabe eines Blocks beträgt 1/2 * 1/71 Sekunden, etwa 7 ms. In einem Netz mit drei Computern kreist das Freizeichen etwa 50 mal je Sekunde. Da der Verwaltungsaufwand mit steigender Computerzahl zunimmt, verringert sich dann diese Umlaufgeschwindigkeit. Wie schon erwähnt, betreut die Interruptroutine den gesamten Netzverkehr. Jetzt muβ man nur noch die zu übertragenden Daten in Blöcke zerlegen, um sie anschlieβend erneut aufzubauen. Um höheren Anwendungskomfort zu erreichen, haben wir ein Accessory programmiert. Es bildet die Schnittstelle Anwender/Netz und arbeitet vollständig mit Dialogboxen. Das Accessory ist in ST Pascal plus geschrieben. Das Hilfsprogramm steht, solange Sie unter GEM arbeiten, bereit. Sobald TOS-Applikationen laufen, also ohne Maus und Menüleiste, läβt sich das Accessory nicht aktivieren. Die Interruptroutine jedoch läuft weiter und hält das Netz aufrecht. Accessory und Interruptroutine haben einen gemeinsamen Speicherbereich, in dem zwei je 128 Byte lange Puffer und einige Flags liegen. Den genauen Aufbau finden Sie in Bild 5. Was passiert beim Senden einer Nachricht? Der Benutzer aktiviert das Hilfsprogramm und klickt die Nummern der/des Empfänger an, denn das können auch mehrere sein. Anschlieβend schreibt er die Nachricht in eine Dialogbox. Mit dem senden der Nachricht kopiert sie der Computer in den Sendepuffer. Das Accessory setzt das >>Send Request<<-Flag. Es zeigt der Interruptroutine an, daβ Daten zum Senden bereitstehen. Wenn nun die Interruptroutine das Freizeichen empfängt, übergibt sie stattdessen den Datenblock an das Netz. Die Interruptroutine des Empfängers kopiert den Block in den Empfangspuffer, setzt das Flag >>Receive Request<<, das dem Accessory Empfangsbereitschaft anzeigt, und sendet eine Bestätigung zurück. Sobald die Bestätigung beim Absender des Datenblocks ankommt, sendet der ein Freizeichen. Damit ist die Übertragung einer Nachricht abgeschlossen. Bei der nächsten Gelegenheit zeichnet das Accessory des Empfängers dann eine Dialogbox auf den Bildschirm und schreibt den Text der Nachricht sowie die Nummer des Absenders hinein (Bild 6). Stimmen die Prüfsummen nicht überein, fordert die Interruptroutine des Empfängers bei Sender den Block erneut an. Auβer einem Glöckchen (CHR(7)) merkt der Anwender davon nichts. Anfangs gab es Schwierigkeiten, da ein Datenblock meistens nicht vollständig vor dem nächsten Interrupt beim Empfänger angekommen ist. Das haben wir gelöst, indem die Interruptroutine die Kontrolle wieder abgibt, sobald alle bisher angekommenen Zeichen bearbeitet sind. Dabei >>merkt<< Sie sich die Position, an der sie beim nächsten Interrupt weiterarbeiten muβ. Auf diese Weise verliert das System keine Zeit mit Warten auf Rest von Blöcken. Im Sendebetrieb bleibt Die Interruptroutine so lange aktiv, bis der Block vollständig übertragen wurde. Das dauert zwar mit 41 Millisekunden wesentlich länger als für den VBI erlaubt ist, allerdings flimmert das Bild nicht und hat keinerlei negative Auswirkungen. Der Geschwindigkeit des Netzes kommt es zugute. Geht eine Nachricht an mehrere Empfänger, sendet sie das Netz mehrmals nacheinander. Nachrichten kann man auch an sich selber schicken. Ist der Empfangspuffer des Empfänger noch belegt, weil sich der Teilnehmer im TOS befidnet und deshalb das Accessory nicht arbeitet oder die letzte Nachricht gerade erst lieβt, kann es zu Problöemen kommen. Dann löscht die Interruptroutine des Empfängers den Datenblock vom Netz und sendet keine Bestätigung, sondern ein Freizeichen. Der Sender wartet vergeblich auf eine Bestätigung und meldet das über eine Bildschirmmaske. Der Sendende kann dann den Vorgang wiederholen oder abbrechen. Besitzt kein Computer im Netz die Nummer des Empfängers, kommt der Block unverändert wieder beim Absender an. Auch hier erhält der Anwender eine Meldung. Wir müssen erwähnen, daβ Sie machtlos gegenüber Übertragungsfehlern in der Adresse oder in der Länge des Datenblocks sind. In einem solchen Fall bleibt das Netz normalerweise einfach stehen, bis der Empfänger des gestörten Blocks sein Accessory neu installiert hat. Solche schweren Fehler sind jedoch äuβerst selten. Wie werden Dateien gesendet? Die Software zerlegt alle Dateien in Blöcke und behandelt diese dann wie Nachrichten. Der Absender klickt den gewünschten Empfänger an, wählt >>Datei senden<< an und kann mit der bekannten File Selector Box eine Datei zum Übertragen auswählen. Der erste gesendete Block enthält den Dateinamen und dessen Datenteil mit einer 0 beginnend. Dadurch wird das Accessory des Empfängers automatisch auf Dateiempfang geschaltet. Der Empfänger bestimmt jetzt, wo und unter welchem Namen die Information abgelegt wird. Dem Anwedner stehen die Hauptverzeichnisse von A:\ bis D:\ zur Wahl. Auβerdem können Sie auch den Pfad über die File Selector Box auswählen. Die folgende blockweise Übertragung der Daten ist bei den Gesprächspartnern in Dialogboxen sichtbar. Zwischendurch läβt sich eine einmal begonnene Übertragung nicht abbrechen. Hier spielt das erwähnte Schluβ-Kennzeichen der Blöcke eine Rolle. In Jedem dieser Blöcke steht am Ende eine 255 vor der Prüfsumme als Zeichen, daβ die Übermittlung noch nicht abgeschlossen ist. Der letzte Block endet mit einer 0 und veranlaβt damit das Schlieβen der Dateien. Die Datenübertragung wirft Synchronisationsprobleme auf. Sendet man beispielsweise von einer RAM-Disk Informationen auf eine Diskette, dann stellt der Sender die Sende-Blöcke sehr schnell zusammen. Der Empfänger dagegen benötigt wesentlich mehr Zeit zum Schreiben der Daten. Daher kann es passieren, daβ der Sender laufend Informationen überträgt, ohne daβ der Empfänger diese in einen Puffer legen kann. In Wirklichkeit findet dann keine Datenübertrgung statt. Um dem abzuhelfen sendet hier nicht die Interruptroutine das Quittierungssignal, sondern das Accessory. Dies geschieht erst dann, wenn der Empfangspuffer frei ist. Unsere Versuche haben eine wesentliche Beschleunigung der Übertragung mit diesem Verfahren ergeben. Kann man Dateien nur senden? Eine weitere Fähigkeit von MIDInet ist die Anforderung von Dateien anderer Teilnehmer. Dazu müssen Sie den vollständigen Pfadname zur gewählten Datei auf dem anderen Computer, etwa E:\PASCAL\GRAFIK.PAS, eingeben. Zusätzlich muβ der >>Eigentümer<< der gewünschten Datei diese zum Senden freigegeben haben. Wer will schon gerne Privatpost auf dem Netz kreisen sehen... In der Datei Midinet.INF sind Pfade zu finden. Findet der Computer in dieser Datei den Pfadnamen der angeforderten Daten, sind die angeforderten Informationen freigegeben und werden gesendet. Andernfalls bekommt der Anfordernde eine Fehlermeldung. Steht zum Beispiel E:\POOL\ in Midinet.INF, so können Sie alle Dateien aus dem POOL und den darin enthaltenen Unterverzeichnissen anfordern. Eine Anforderung läuft folgendermassen ab. Der Anfordernde sendet einen Datenblock, der den Pfadnamen enthält sowie dessen Datenteil mit einer 1 beginnt. Das schstellt das Hilfsprogramm des Empfängers auf Datenanforderung um. Dann erfolgt die Prüfung durch den Empfänger, ob die gesuchte Datei zum, Senden freigegeben ist. Kann immer nur einer das Netz benutzen? Da in jedem Block neben dem Empfänger auch der Absender steht, können mehrere Teilnehmer gleichzeitig auf dem Netz arbeiten. Jeder Anwender kann aber zu einem Zeitpunkt nur eine Nachricht senden oder Datei anfordern. 1 kann an 3 eine Datei senden, während 2 und 4 Nachrichten austauschen. Wenn ein Teilnehmer, der eine Datei sendet, eine Nachricht erhält, wird diese nicht angenommen. Der Absender der Nachricht erhält eine entsprechende Meldung und kann den Versuch wiederholen oder abbrechen. Wie installiert man MIDInet? Neben den Überspielkabeln braucht man vier Dateien: MIDINET.ACC das Accessory MIDINET.RSC das Resourcsfile dazu MIDINET.PRG die Interruptroutine MIDINET.INF die Zugriffsrechte Alle vier Dateien müssen auf dem Laufwerk zur Verfügung stehen, von dem aus Sie den Computer starten. Bei jeder Datenanforderung liest das System die Datei Midinet.INF. Das Accessory installiert sich selbsttätig während des Bootvorganges. Nach etwa 3 Sekunde erscheint eine Dialogbox, in die eigene Teilnehmernummer einzutragen ist. Das Netz arbeitet nur dann richtig, wenn alle Teilnehmer unterschiedliche Nummmern besitzen. Das war auch schon alles, was der Benutzer zu tun hat. Das Accessory initialisiert nun seinerseits den Puffer. Dann lädt und startet es mit der Funktion >>pexec<< (GEMDOS $4B) die Interruptroutine, wobei die Kommandozeile die Adresse des Puffers angibt. Die Interruptroutine bindet sich in den VBI ein und ist damit aktiv. Abschlieβend wird der Puffer gelöscht und ein Freizeichen gesendet. Auf dem Netz darf immer nur ein Freizeichen kreisen. Gibt es keine Probleme, wenn jeder Teilnehmer einfach so ein Freizeichen sendet? Es ist sehr unwahrscheinlich, daβ zwei Teilnehmer innerhalb von 10 Millisekunden mit dem Installieren fertig sind. Deshalb häufen sich die gesendeten Freizeichen im Puffer des letzten nicht installierten Teilnehmers. Wenn der den Puffer löscht, sind alle überflüssigen Zeichen eliminiert und nur noch das von diesem Teilnehmer gesendete Freizeichen kreist auf dem Netz. Soviel zur Bedienung von MIDInet. Als Erweiterung der Fähigkeiten sind Routinen zum Senden und Empfangen von Blöcken über den XBIOS-Vektor geplant. Damit kann man dann in jeder beliebigen Sprache, die XBIOS-Aufrufe beherrscht, Programme schreiben und mit ihnen auf mehreren Computern mit- oder gegeneinander arbeiten. Beispiele hierfür sind eine verteilte Datenbank oder ein Adventure, an dem mehrere Spieler an verschiedenen Computern teilnehmen. Zusätzlich arbeiten wir an einer neuen File Selector Box, die besser als die zu kleine, übliche Box ist und über das Netz auch das Blättern auf den Laufwerken aller anderen Teilnehmer erlaubt. Bei der Token-Ring-Architektur müssen alle am Netz beteiligten Computer eingeschaltet sein und MIDInet geladen haben, damit das Netz funktioniert. Vielleicht kann ein Hardwarebastler eine Schaltung entwerfen, die das Netz durchschleift, wenn der entsprechende Computer ausgeschaltet ist. Natürlich geht das mit einem Zwischenstecker, aber eine Schaltung wäre schöner.