Dotaz: Dlouha teoreticka otazka: Prime spojeni kabelem (null modem), nevykonny stroj

[Null modem]

Toto je jen teoreticka otazka.

Jina diskuse se dotkla zajimaveho tema - co provozovat nad primym spojenim pres seriovy port mezi vyrazne slabym strojem a vykonnym strojem.

Pozadavkem je, aby se slaby stroj dal pouzivat jako pracovni pocitac, tj. aby na nem sly spustit programy a mohl komunikovat s jinymi stroji na siti, vcetne pristupu na Internet (tzn. IP site, tedy nejen napr. o adresaci v ramci mistniho Ethernetu). Nejde o to provozovat to jako terminal (at uz alfanumericky nebo X).

Samozrejme prvni, co cloveka napadne, je SLIP/PPP. SLIP je jednodussi, takze by mozna mel byt rychlejsi a mit mensi narok na implementaci. Nekdo tvrdi, ze pro interaktivni pouziti ma PPP lepsi odezvu. V kazdem pripade jde o zapouzdrovani IP do jineho protokolu. Tedy dve vrstvy protokolu na vyrazne pomale lince + jejich implementace (pamet, cykly procesoru) ve slabem stroji.

Slo by se jich nejak zbavit? Jit vice "na drat"? Navic treba i preposilat IP pozadavky programu na silny stroj, ktery by fungoval jako IP proxy pro slaby stroj a tomu by jen preposilal hola data?

Sly by Kermit nebo UUCP premluvit k tomuto ucelu? S nejakou nadstavbou (shromazdovani IP dotazu programu a jejich smerovani do trubky dratu). Existuje jine reseni? Zvysilo by to rychlost pres tu linku? Byla by implementace narokove nizsi nez zasobnik TCP/IP/PPP? Nebo pozadavku na adresaci ostatnich pocitacu (sit IP nebo Ethernet za silnym strojem), zasilani informace o portech IP, pro ktera jsou data, ktere si aplikace na slabem stroji vyzadaly apod. nic lepsiho nez IP nevyhovuje? Nebo implementace IP/PPP je vzhledem k narokum jinych programu (typu vim, mc, links, ...), ktere pobezi na tom stroji, zanedbatelna?

Jak videt, je to otazka pro nekoho, kdo ma hlubokou znalost komunikacnich protokolu a jejich implementace. Jak jsem psal, ze to ciste teoricky.

Odpovědi

[d.c.]

V otázce se mísí různé (IMHO buď neslučitelné nebo jen obtížně slučitelné) snahy:

• ulehčit slabšímu počítači (zejm. výpočetně)
• zvětšit kapacitu přenosu dat
• snížit latenci připojení přes sériový port

Obávám se, že je třeba se rozhodnout pro to, co je prioritou. Zejména podle způsobu použití.

Jeden čas jsem třeba provozoval links přes terminál na vzdáleném stroji, protože to mělo lepší odezvu než použití lokálně (ncurses dělají divy a pro terminál je cca 38kbd blízké nekonečnu, zatímco stránky mohou být složité a vyžadovat spoustu dotazů tam a zpět, ačkoliv výsledek se pak nezobrazí).

Dovolil bych si ale poznamenat, že:

• 115 kbps není zas až tak málo a ani to není strop mnoha sériových portů
• je obtížne definovat "slabý stroj" a i stroje považované za "velmi slabé" nebudou mít potíže s např. zapouzdřováním
• "cena" za použití nestandardního protokolu bývá poměrně vysoká (v náročnosti a nepružnosti implementace)

[null modem]

Dekuji za reakci.

Kdybych to tedy mel shrnout, tak kdyz je stroj dost vykonny na beh vlastnich programu, tak beh IP/PPP zasobniku nebude zbrzdovat.

Pripadne jet terminal pres (pro ncurses rychly) seriovy port.

* 115 kbps není zas až tak málo a ani to není strop mnoha sériových portů

Nekde bych jeste mel mit ISA kartu, co udajne umi az 1.5Mbps na seriovem portu (UART 16850??). Nikdy jsem se nedostal k tomu, abych ji nainstaloval a pouzil. Snad se k tomu nekdy dostanu.

[d.c.]

Jedna nestačí

[null modem]

Dobry postreh!

Sakra, na to jsem vubec nepomyslel. Uz je to dost let, co jsem si daval tu sestavu dohromady, ale nikdy ji nezprovoznil. Myslim, ze jsem tenkrat mel i neco, s cim by to melo chodit. Budu se muset ponorit do krabic a zacit hledat

[d.c.]

Hehehe, nechceš se ponořit ještě do krabic u mě v práci? Měl jsem tam tuším dvě synchronní sériové ISA karty, ale čert ví, jestli je někdy nějaký operační systém podporoval.

[null modem]

ponořit ještě do krabic u mě v práci?

Ja uz mam nasysleno dost To by v tech krabicich musely byt jen nejake opravdu zajimave kousky. Kdyz rikam zajimave, tak myslim opravdu zajimave. Zajimavejsi nez treba terminal server (v pravem puvodnim slova smyslu jako multiplexer/hub seriovych portu) apod.

Nechapu, v cem by mel byt problem synchronnich seriovych ISA karet. To se nemuze tvarit jinak nez bezny nesynchronni seriovy port. Kazdy USART obvod ma synchronni mod (i kdyz se nevyuziva).

[Atom321]

Nebylo by jednodušší dát tam rovnou ISA síťovku?

[M_P]

Nevim jestli by to fungovalo, ale dokazal bych si predstavit pouzit virtualni sitove rozhrani (TAP) a z nej cpat primo IP pakety do seriove linky. A na druhe strane provadet opacny postup. Odpadla by komplet rezie nizsich protokolu...

M.

[Atom321]

Podobná věc - PLIP - existuje i nad paralelním portem, mohlo by to být rychlejší.

No a nebo použít víc portů najednou.

[d.c.]

Tím se ale dost odkláníme od původních otázek, ne?

[frr]

Pokud ten nevýkonný stroj je aspoň 486SX, tak bych enkapsulaci na RS232 vůbec neřešil a šel bych do PPP.

[Josef Kufner]

A nebylo by nakonec levnější koupit výkonější stroj?

[Josef Kufner]

... Případně udělat z toho výkonného multiseat (dva displeje, dvě klávesnice) a tím eliminovat zdržování způsobené pomalým strojem.

[benn]

Možná, že už tato otázka už není moc aktuální, ale pokusim se popsat můj náhled na tuto otázku. Určitě je nejjednodušší využít SLIP (popř. CSLIP) protokolu nebo PPP. To není novinka.

SLIP protokol je opravdu primitivní protokol, kde se ethernetí paket obohatí o "escape" znaky END, ESC, ESCESC a ESCEND. SLIP Paket má pak tvar [END][PAKET........][END]. Pokud se v datech paketu najde znak END, tak je nahrazen dvojznakem [ESC][ESCEND] a pokud se v datech najde znak [ESC] tak je nahrazen dvojznakem [ESC][ESCESC]. Tím je zajištěno, že znak END je opravdu na lince vyjímečny a odděluje pakety od sebe. SLIP už pak něřeší opakování paketu, pokud např. dochází k chybám na lince. Určitě je z toho patrné, že CPU musí prozkoumat ethernetí paket bajt po bajtu a nahrazovat speciální znaky a na závěr ještě přidat 2 END znaky, což vypadá pro slabý procesor špatně.

PPP protokol, je už rafinovanější a dokáže navazovat spojení, provadět autentifikace, opakovat pakety při chybách a řídit kdo ví co viz RFC1661. Ale stejně jako v případě SLIP jsou PPP pakety kodovaná pomoci escape znaků jako SLIP. Takže s výkonem CPU budeme o něco hůře, ale zato bude komunikace více odolná vůči poruchám na lince.

Teď otázka, jak moc slabí je ten procesor? 8086XT na 8MHz se zapnutým turbem? Hehe ten určitě ne, ale asi minimálně Pentium na 100MHz, by určitě neměl problém dekodovat SLIP pakety na lince o rychlosti 115200 bps. Stejně by výkon CPU sežraly jiný ovladače a aplikace. A větší rychlosti se na integrovaných COM portech nedá stejně nastavit. Určitě se dá vyždímat i 1Mbit na většině USB sériových převodnících (ty lepší mají i 4Mbity). A i tak RS232 není stavěná na rychlost a při 1Mbitu může délka kabelu dělat problémy (RS422 a RS485 jsou na tom o poznání lepší)

Já osobně jediný využití UARTu jako síťového adaptéru jsem použil na desce s ARM9 na 200MHz. Při rychlosti 115200 bps a s protokolem CSLIP (komprimovaná verze SLIPu) jsem nezaznamenal, že by stím procesor vyloženě bojoval. To ten ARM ještě řešil DHCP + DNSMASQ, iptables a OpenVPN (to už procesor rozhodně poznal). Ono s CSLIPEM a pomocí pingů se linka jevila jako o rychlosi přes 400kbitů i když byla fyzická rychlost jenom 115.2kbitů. A ten ARM udával pseudo výkon kolem 100 BogoMIPSu. Takže s Pentiem Pro na 100MHz by asi byly nastejno. Ono pro embeded desky, kde je mrtě sériovek je ideální si vytvořit další síťové rozhraní, ale u PC jsou většinou i jiné možnosti, jak se dostat k datům.

Myslím, že SLIP je hodně blízko k tomu, že je tzv. "více na drátu". Potom už jedině se zbavit hlaviček paketů a posílat samotný data po UARTu, ale to se pak spojení redukuje na konkrétní port. Třeba za použití tcpsvd data presměrovat do UARTu a na druhé straně z UARTu do konrétní aplikace (aplikace by nebyla by na inetd, ale nějak narafičena na UARTu). Nebo napsat si vlastní utility. To už ten SLIP nebo PPP bude praktičtější.

UART jako síťové rozhraní je opravdu nouzovka, to koupit si siťovku na ISA, PCI nebo USB je určitě lepší a není ani moc drahý. Ale můžu říct, že jsem se setkal s ovladačem, který na ARM9, kde se normálně připojuje audio kodek řešilo síťové spojení. Pakety z ethernetu se serializovaly a na druhé straně opět deserializovaly. Takový pěkný bridge to byl. Samozřejmě místo audio kodeku byl chip, který sériové data moduloval do optiky nebo do kabelu čí bezdrátu. A ARM9 zvládl obousměrný přenos rychlostí 20Mbitů a to se v těch datech musel celkem dosti "hrabat". Sice linuxové jádro bralo 95% CPU a 5% zbylo pro userspace, ale i tak to stačilo.

Jinou praktickou výhodu v UARTu nevidím. Jedině ještě, že byste chtěl nějakým způsobem data po UARTu navázat na vlastnoručně zhotovenou síť (třeba bezdrát na nějakém svým rádiovém kmitočtu). Ale takových maniaků asi moc nebude.