Применение пакета файлового обмена KERMIT для взаимодействия традиционных систем автоматизации на базе разнородной вычислительной техники

Современный уровень научных учреждений во многом характеризуется степенью автоматизации их научной, административной и хозяйственной деятельности, освобождающей персонал от рутинной работы. В настоящее время номенклатура серийно выпускаемых средств вычислительной техники (СВТ) позволяет выбрать наиболее подходящие ЭВМ с точки зрения специфики решаемых задач и с учетом их стоимости [1]. Однако объединение СВТ в единый вычислительный центр (ВЦ) для большинства научных учреждений нерационально или невозможно, и потому парк СВТ институтов зачастую состоит из разнородной техники, распределенной на территории в 1-2 км.

Так, в отделе обработки сигналов ИОФАН, традиционно занимающемся задачами автоматизации на уровне института, в настоящее время сложились следующие функционально независимые системы автоматизации:

• —    система автоматизации общих служб института (отдел снабжения, плановый отдел, отдел кадров и т.п.) на базе ЭВМ Eclipse S/200 и Nova 3 фирмы Data General Corp.;

• —    многотерминальные системы общего пользования на базе ЭВМ Eclipse М/600 и СМ-1600;

• —    система автоматизации физического эксперимента на базе ЭВМ Nova 4 и MicroNova и персональных измерительно-вычислительных комплексов (ПИВК);

• —    инструментальная система автоматизации и графическая станция на базе ЭВМ LSI-11/23 Plus;

• —    инструментальные системы на базе персональных компьютеров;

• —    распределенная система персональных рабочих мест на базе ЭВМ типа ”Правец-82”.

В этих условиях важной становится задача организации взаимодействия перечисленных систем для надежного хранения данных и прикладных программ, коллективного использования дефицитной периферии, коллективного сбора и обработки информации. Традиционно для решения подобных задач используются разнородные локальные сети. Однако известные в настоящее время сетевые пакеты (например, сети DECnet, Ethernet, Internet [2, 3]) характеризуются хотя бы одним из недостатков:

• —    избыточностью;

• —    часто неудобным для пользователя интерфейсом;

• —    необходимостью использовать специальную аппаратуру;

• —    ограниченными возможностями при работе с разнородной техникой.

Поэтому большой интерес вызвало появление пакета KERMIT [4], обеспечивающего простыми средствами обмен файлами между разнородными ЭВМ. Применение этого пакета в ИОФАН позволило организовать хранение данных, подготовленных на ПИВК, ЭВМ Eclipse М/600. и решить проблему подготовки текстов и документации в рамках существующих систем автоматизации.

В настоящее время ведутся работы по организации обмена двоичными файлами для использования в распределенном управлении экспериментом.

ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПАКЕТА

Протокол KERMIT разработали и реализовали в Columbia University Center for Computing Activities (CUCCA) в 1981 — 1982 rr. Bill Catching и Frank da Cruz [4]. Идея протокола заключается в том, что две машины связываются через свои терминальные порты, причем одна из них (или обе) эмулирует терминал другой. Это легко осуществить, так как практически для любой ЭВМ связь с терминалом реализована стандартным образом как аппаратно (разъем и сигналы по стандарту EIA RS-232), так и программно (обмен ASCII кодами). В этом случае на обоих концах линии могут быть запущены программы KERMIT, поддерживающие протокол обмена.

ПРОТОКОЛ ОБМЕНА

Протокол обмена обеспечивает:

• —    взаимную конфигурацию системы, согласующую параметры линии с обеих сторон;

• —    передачу пакетов данных с подтверждениями;

• —    обнаружение ошибок и помех в линии связи.

Для надежности передачи файлов по линии связанные компьютеры упаковывают данные в пакеты, содержащие контрольную информацию: маркер синхронизации, номер пакета для восстановления его в случае неисправности линии, индикатор длины пакета, контрольную сумму и т.д. (в зависимости от типа пакета). При потере пакета на линии осуществляется повторная передача, дублированные пакеты отбрасываются. Обмен осуществляется в полудуплексном режиме. Активной стороной выступает передатчик. Приемник в ответ на любой пакет передатчика посылает положительное ("Аск”) или отрицательное ("Nak") подтверждение.

РЕЖИМЫ РАБОТЫ

В протоколе KERMIT определены два режима работы: локальный и удаленный. Локальный режим работы позволяет программе KERMIT распоряжаться всеми ресурсами локального компьютера (обычно это микро- или персональный компьютер — ПК).

Ресурсы удаленного компьютера становятся доступными в удаленном режиме работы, в который управляющая программа переходит по команде CONNECT. переводящей локальный компьютер в режим виртуального терминала удаленной машины. При этом весь обмен между локальным терминалом и удаленной машиной "прозрачен” для локальной машины (кроме специальной последовательности выхода, возвращающей локальный режим).

Для передачи файлов требуется запустить программу KERMIT с обеих сторон и выполнить с одной стороны команду SEND, а с другой - RECEIVE (или наоборот).

Для того чтобы в любой момент идентифицировать режим работы, в KERMIT принята система подсказок — строк символов, указывающих, в какой операционной системе идет работа. Так, например, для PC DOS подсказка KERMIT-86), а для RSX-11 подсказка KERMIT-11).

РЕЖИМ SERVER

В настоящее время для различных ЭВМ и операционных систем существует ряд реализаций протокола KERMIT. Помимо базовых возможностей удобным расширением является понятие SERVER. Это программа, которая взаимодействует не с удаленным пользователем, а с другой программой KERMIT. В данном случае весь диалог с удаленным компьютером можно вести со своего локального узла в локальном режиме, один раз запустив SERVER на удаленном компьютере. С помощью SERVER можно неоднократно передавать и принимать файлы без процедуры перехода в режим виртуального терминала и возвращения обратно. Кроме этого, он позволяет получать каталог диска удаленной машины, стирать файлы, определять наличие свободного места на диске и т.п. Вместо команд SEND/RECEI-VE при работе в режиме SERVER используются команды СЕТ и RECEIVE.

СТАНДАРТНЫЕ ТИПЫ СВЯЗИ

Протокол KERMIT обеспечивает двухточечное соединение компьютеров. В то же время можно выделить три типа связи, характеризующихся рядом особенностей (как это принято, многотерминальную систему мы будем называть хост-системой [2]).

Хост - ПК. Это традиционный тип связи, поддерживаемый протоколом. Со стороны многотерминальной хост-системы один из портов выделяется для связи с ПК, причем номер терминальной линии должен быть заранее определен для операционной системы хост (как правило, на этапе ее генерации). Со стороны ПК требуется только наличие связного интерфейса.

Хост — хост. В этом случае для каждой из систем нужно определить связные терминальные линии. Причем организовать файловый обмен можно двумя способами:

• 1.    Через промежуточный ПК, сведя этот тип связи к предыдущему.

• 2.    Непосредственно, но в этом случае требуется соблюдать дисциплину перехода из локального режима в удаленный и обратно для каждой из хост-систем.

ПК — ПК. ПК характеризуется часто тем, что принимает команды только со своей клавиатуры и не может иметь второго терминала. Тем не менее и в этом случае пакет KERMIT может быть использован для обмена файлами, однако работу приходится вести параллельно на двух машинах, например, выполняя на одной из них команду SEND, а на другой - RECEIVE.

Следует добавить, что пакет KERMIT поддерживает обмен по телефонным линиям связи с коммутацией каналов, если имеются соответствующие телефонные модемы. Кроме того, для защиты от потери информации при работе в режиме (беспрото-кольном) виртуального терминала можно использовать так называемый нуль-модем, то есть линию связи с дополнительными сигналами подтверждения приема и передачи, хотя для передачи данных достаточно трехпроводной линии связи.

ТИПЫ ПЕРЕДАВАЕМЫХ ДАННЫХ

Хотя в базовой реализации протокола KERMIT предусмотрен обмен только символьными файлами, большой интерес представляет возможность передачи двоичных файлов. Однако некоторые терминальные интерфейсы и операционные системы не поддерживают 8-битовую передачу по терминальным линиям связи. Тем не менее для большинства широко распространенных типов машин такая возможность имеется (например, для PDP-11. IBM 370, IBM PC). В ряде случаев (например, для ЭВМ фирмы Data General) двоичный обмен можно получить сравнительно простым изменением в исходном коде программы KERMIT.

СЦЕНАРИЙ СЕАНСА СВЯЗИ

Типичный сценарий сеанса связи мы рассмотрим для соединения типа хост — ПК. Ряд конкретных случаев (соединение компьютеров IBM PC с Eclipse М/600 и микроЭВМ, совместимых с "Электроникой-60”) рассмотрен в других работах [5, 6].

Прежде всего пользователь ПК должен войти в операционную систему своей машины и запустить у себя программу KERMIT в локальном режиме. Задав, если нужно, с помощью специальных команд параметры линии связи, ПК по команде CONNECT становится виртуальным терминалом хост-машины. После этого пользователь ПК может зарегистрироваться для работы в хост-системе. Естественно, что получаемые в его распоряжение ресурсы лежат в пределах установленных привилегий. Для организации файлового обмена пользователь должен запустить на хост-системе программу KERMIT. Пусть требуется передать файл с хост-машины на ПК. В этом случае пользователь выполняет на хост команду SEND с указанием имени передаваемого файла, например SEND *. FOR, для передачи всех файлов с расширением имени FOR После этого через последовательность выхода следует вернуться в локальный KERMIT и выполнить команду RECEIVE. Процесс передачи пакетов сопровождается индикацией на терминале с указанием имени передающегося файла, номера передающегося пакета и количества повторов в случае ошибочной передачи пакета. По завершении передачи файла выдается соответствующее сообщение.

Для передачи файла с ПК на хост нужно на хост выполнить команду RECEIVE, вернуться через последовательность выхода в ПК и дать команду SEND (имя файла).

ВВОД В ЭКСПЛУАТАЦИЮ ПАКЕТА

В настоящее время пакет KERMIT реализован практически для всех типов ЭВМ и операционных систем. В дистрибутивный набор входят исходные тексты, что позволяет модифицировать программы и переносить их на новые машины. В состав документации входит руководство пользователя и описание протокола [4,7]. В таблице приведена информация о дистрибутивном наборе для 5-й редакции.

ЭВМ

Операционная система                  Язык реализации

IBM серии 370, EC ЭВМ IBM серии 370, EC ЭВМ CDC Cyber 170 Sperry/Univac-1100 Honeywell DEC VAX-11, CM-1700, Электроника-82 DEC PDP-11, CM ЭВМ, Электроника-60 VAX, PDP-11, CM ЭВМ, Электроника DEC PRO-300 SERIES Электроника-85 PRIME HP-1000 HP-3000, Univac Data General Data General 8080, 8085, Z80 8086,8088 8086, 8088 Apple 2 6502 ATARI Home Computer

VM/CMS, MVS/TSO                  IBM Assembler MTS                             Паскаль NOS                              Фортран-77 EXEC                        EXEC ASSEMBLER Multics                                   PL/1 VMS                             BLISS-32, MACRO-32 RT, RSX, RSTS, MUMPS             MACRO-11 UNIX                         C P/OS                                BLISS-16, MAC RO-11 PRIMOS                          PL/P RTE                             Фортран Software Tools                         Ратфор AOS                             Ратфор RDOS                          Фортран CP/M-80                         DR ASM PC—DOS, MS-DOS                MS MASM-86 CP/M-86                         DR ASM86 Apple DOS                         DEC-10/20 CROSS DOS                                Разрабатывается