MEMORIAS SOMI XV SIS-9-0

Transcripción

1 UN SPOOLER DISTRIBUIDO J Hernández, F Ramos Centro de Investigación de Estudios Avanzados del IPN unidad Guadalajara Av. López Mateos Sur 590 Col. Tlajumulco de Zuñiga Guadalajara, Jalisco Tel. (013) RESUMEN 2. ABSTRACT 3. PALABRAS RELACIONADAS 4. INTRODUCCIÓN 4.1 Definiciones 4.2 Características importantes de los spoolers existentes en el mercado 4.3 Deficiencias presentadas en los spoolers 5. EL ANÁLISIS Y LA BÚSQUEDA DE LA SOLUCIÓN 6. ARQUITECTURA PROPUESTA 6.1 Descripción de cada módulo 7. CONCLUSIONES FINALES 8. REFERENCIAS 1. RESUMEN El problema que se investigó fue las deficiencias que presentan los spoolers ligados a los sistemas operativos actuales cuando se desea hacer una aplicación que utilice TCP/IP como medio de transporte y comunicación. Investigando las características de los spoolers actuales de los sistemas operativos: Windows, Unix, Linux y Macintosh se descubrieron las grandes deficiencias y errores que presentan en su spooler dichos sistemas. Las deficiencias no pueden resolverse bajo el mismo esquema debido a que la instrumentación no considera la bidireccionalidad de comunicación entre la aplicación, el spooler y la impresora indispensable en cualquier aplicación distribuida. Surge, entonces, la necesidad de diseñar una nueva arquitectura para un spooler el cual ofrezca una nueva alternativa que satisfaga los requerimientos anteriores. Esta arquitectura considera el uso de una nueva tecnología para el manejo y descubrimiento de nuevos dispositivos (impresoras en este caso) a través de la red, por medio de JINI. Así como el uso del Protocolo SNMP (Simple Network Management Protocol) para consultar el estado actual de la impresora y del documento. 2. ABSTRACT The problem that was investigated was the deficiencies that present/display spoolers related to the present operating systems when it is desired to make an application that uses TCP/IP like transport means and communication. Investigating the present characteristics of spoolers of the operating systems: Windows, UNIX, Linux and Macintosh were discovered the great deficiencies and errors that present/display in his spooler these systems. The deficiencies cannot be solved under the same scheme because the instrumentation does not consider the bidirectionality of communication between the application, spooler and the indispensable printer in any distributed application. It arises, then, the necessity to design a new architecture to spooler which offers a new alternative that satisfies the previous requirements. This architecture considers the use of a new technology for the handling and discovery of new devices (printing in this case) through the network, by means of JINI. As well as the use of Protocol SNMP

2 (Simple Network Management Protocol) to consult the present state of the printer and the document. 3. PALABRAS RELACIONADAS impresora, distribuido, spooler, impresión, formato, lista 4. INTRODUCCIÓN 4.1 Definiciones Definición de un job Es un documento, proveniente de cualquier aplicación, listo para ser impreso. Definición de un spooler Un spooler es una aplicación cliente/servidor, el cual acepta uno o más trabajos para ser impresos, conocidos dentro del mundo de impresión como jobs, los cuales son almacenados temporalmente en una lista y van siendo atendidos como fueron llegando, con el propósito de ser enviados a una impresora u otro spooler. Una vez que el documento ha sido impreso es eliminado de la lista y es atendido el siguiente. Un spooler ofrece facilidades como revisar el estado actual del documento, remover trabajos de la lista y dar prioridades a un documento para ser impreso, etc. Definición de una impresora Una impresora es un dispositivo que acepta gráficas y texto provenientes de una aplicación y transfiere esa información a papel. Las impresoras pueden varias en cuanto a tamaño, velocidad, costo y sofisticación. Las impresoras poseen una memoria pequeña (buffer), generalmente de un megabyte, 1 MB, con la finalidad de imprimir más rápido las paginaciones con imágenes grandes o líneas de texto. Definición de lenguajes de impresión (printer languages) Los lenguajes de impresión son comandos que le indican a la impresora como interpretar el archivo para ser impreso, conocido también como formato de impresión o filtros. Estos comandos manejan el tamaño de letra, gráficas, color, posición, la compresión de datos para ser enviados a la impresora, paginación, etc Características importantes de los spoolers existentes en el mercado Los spoolers son aplicaciones cliente/servidor integradas dentro del sistema operativo (kernel), es un servicio que se ofrece como cualquier otra aplicación. Los spoolers estudiados y analizados fueron Windows NT 4.0, Linux, Unix, Macintosh 9.0, siendo los sistemas operativos más populares en el mercado. Spooler de Windows NT El spooler de Windows NT 4.0 está compuesto de clientes de impresión, servidores de impresión, documentos a imprimir y lenguajes de impresión o data types como la especifica la arquitectura de Windows.

3 A continuación describiremos los componentes que conforman esta arquitectura ver Figura 1. y por los procesos que debe seguir antes de tomar el documento y una vez que impreso. EL spooler es una arquitectura de 32 bits y un conjunto de dll. El manejo de impresión se ejecuta como un proceso en background (o demonio) y envía los datos a la impresora una vez que han sido formateados y la impresora está lista para recibir el documento. El spooler de Windows NT se ofrece como un servicio, el cual puede ser iniciado o no; desde el menú de Panel de Control. Figura 1. Spooler de Windows NT Cuando el cliente o usuario (Client) ha seleccionado el documento a ser impreso y lo envía a imprimir, el ruteador (Router) busca en cada proveedor de impresión remota (Remote print provider) del cliente, aquel que reconozca el nombre de la impresora, y es cedido el control al primero que responda a esta petición; y el documento es enviado. El documento es recibido por el proveedor de impresión local (Local print provider), el cual lo escribe en una lista y le agrega información adicional como el nombre del usuario, el nombre del documento y el formato por el cual será impreso el documento. El procesador de la impresión (Print processor) es el componente que hace alteraciones necesarias a los trabajos de impresión, basado en el tipo de los datos (data types, formato) del documento. Enseguida el archivo separador de páginas (Separate page file), conocido también como paginaciones de cabecera, este módulo identifica la computadora que creo el trabajo, la hora que fue enviado, etc. Por último, se encuentra el monitor de impresión (Print monitor) el cual esta dividido en 2 partes principalmente: el lenguaje y el puerto.

4 EL lenguaje es necesario para tener una comunicación bidireccional con el dispositivo y el spooler, esta utilidad permite revisar el estado actual del documento y así comunicárselo al usuario. El puerto es la comunicación física entre la impresora y el puerto paralelo o serial al cual este conectada la impresora. Spooler de Unix y Linux La arquitectura como se muestra en la figura 2, de los sistemas operativos Linux y Unix son muy flexibles y rápidas de entender su funcionamiento, y los módulos que la conforman son: Aplicación Cliente de impresión Servidor de impresión Filtros IMPRESORA Figura 2. Proceso de impresión para Linux y Unix Aplicación. El usuario desea mandar a imprimir y selecciona la impresora adecuada a sus necesidades y manda a imprimir desde la aplicación o desde la línea de comandos. Cliente de impresión. El documento a imprimir es proporcionado primeramente al comando LPR (Line Printer Remote), este comando es llamado desde la mayoría de las aplicaciones para subministrar un nuevo documento al servidor de impresión. Cuando el usuario o la aplicación utiliza esta instrucción puede especificar diferentes opciones en las cuales solicita imprimir el documento (especificar el tipo de formato, el enviarlo a una impresora remota, etc). Este comando se encarga de transferir el archivo adjunto con las opciones del usuario previamente establecidas al servidor de impresión local o remoto. Servidor de impresión. El LPD (Line Printer Daemon) es la aplicación que espera las solicitudes de impresión provenientes del cliente de impresión. El LPD acepta documentos provenientes de clientes locales o remotos. Este sistema se está ejecutando en background y se inicia cada vez que la computadora comienza la carga del sistema operativo. Entre las funciones que ejecuta antes de enviar el documento a la impresora están: 1. La administración de operaciones a los documentos almacenados en la cola de impresión (adicionar, eliminar o actualizar elementos en la lista) 2. Formatear el documento antes de ser enviado a la impresora. 3. Establecer la comunicación con la impresora, con la finalidad de verificar su disponibilidad

5 Filtros El servidor de impresión le indica al módulo de filtro el tipo de formato que el usuario desea para el documento, en caso de no proporcionar dicha información el formato seleccionado es el por omisión perteneciente a la impresora. En el directorio /etc/printcap está especificado cual print driver y cuales opciones avanzadas le corresponde a cada impresora. Como dato adicional la mayoría de la aplicaciones de Linux y Unix utilizan a Postscript [Ver Glosario] como el formato estándar de impresión. Impresora Una vez que el archivo es procesado esta listo para ser impreso. Los puertos de impresión son otros dispositivos en Linux (CD-ROM, discos flexibles, etc) corresponden a archivos ubicados en el directorio /dev. Un típico sistema de Linux el archivo /dev/lp1 correspondería a el LP1 de una PC. Los datos escritos en esa trayectoria son enviados directamente a la impresora. Si es presentado algún error durante el proceso de impresión, el kernel generará mensajes de errores en el sistema de log (/var/log/messages). Una vez que el documento es impreso es eliminado de la lista de impresión y es tomando el siguiente documento esperando ser despachado. Spooler de Macintosh 9.0 El manejador de impresión (Printing Manager) de Mac es una colección de rutinas que la aplicación necesita para imprimir hacia cualquier tipo de impresora conectada a la computadora. Cuando el usuario imprime un documento, el manejador de impresión usa el manejador de la impresora de la impresora seleccionada por el usuario. Los manejadores de la impresora son almacenados en el directorio de Extensions dentro del System Folder. Este manejador esta disponible en todas las computadoras Macintosh, y reúnen las características similares de los spoolers descritos anteriormente: almacenamiento temporal del documento en una lista, pasarlo por un formateo previo antes de la impresión y por último enviarlo a una impresora. 4.3 Deficiencias presentadas en los spoolers A continuación se enumeran en la siguiente tabla los errores más comunes que presentan los spoolers existentes en el mercado, cabe hacer la aclaración que los errores presentados en las plataformas Linux y UNIX sobre el manejo de archivos puede solucionarse desde la línea de comandos al igual que otros problemas que se presenten, debido a la manipulación externa (a través de comandos) que puede llevarse a cabo en el spooler del sistema operativo. Windows NT 4.0 Linux y Unix Mac 8.6 No proporciona adecuadamente la información real del estado actual del documento, ni de la impresora No respeta las prioridades asignadas al documento Errores de compatibilidad con spoolers de otros sistemas operativos Carece de una interfaz amigable que informe y controle oportunamente el documento que va a hacer impreso y el que esta siendo impreso en ese momento No cuenta con un mecanismo para asignar prioridades al documento Problemas de compatibilidad con el spooler de Windows NT No proporciona adecuadamente la información real del estado actual del documento ni de la impresora No cuenta con un mecanismo para asignar prioridades al documento Problemas de compatibilidad con el spooler de Windows NT

6 No soporta la transferencia de archivos de tamaño considerable (150 MB en adelante) Presenta deficiencias de conversión con el formato Postscript Actualizaciones periódicas para eliminar algunos problemas en el spooler Documentos presentes en la cola de impresión, que nunca son impresos Deficiencia para enviar documentos mayores de 3 MB a la impresora Tabla 1. Deficiencias presentadas en los spoolers actuales 5. EL ANÁLISIS Y LA BÚSQUEDA DE LA SOLUCIÓN Antes de proponer una nueva arquitectura para el spooler era necesario conocer y entender la concepción del diseño y funcionamiento de los spoolers integrados dentro de los sistemas operativos. Una vez que se estudio con detenimiento cada una de las ventajas y problemas de los spoolers actuales, se empezó a analizar los aspectos necesarios para desarrollar una nueva arquitectura eficiente para este nuevo spooler. Los puntos que consideramos importantes resaltar en este diseño, están: Independencia del sistema operativo Teniendo como objetivo que, el sistema fuera capaz de ejecutarse en cualquier ambiente; con la finalidad de no limitarlo a ciertos sistemas operativos populares y tener como consecuencia problemas de compatibilidad. Comunicación bidireccional absoluta Tener la capacidad de reportar en cualquier momento el estado actual del documento que sé esta imprimiendo, pero no solamente el estado; sino el de notificar también el estado actual del dispositivo, la impresora, por ejemplo: el estado actual del toner, la formatos de impresión que soporta, los tipos de papeles que maneja, reporte de errores, etc. Un sistema abierto Ser un sistema al cual se le puedan agregar o eliminar componentes, sin preocuparse si las demás componentes funcionaran correctamente o no debido a estas modificaciones. Altos niveles de seguridad Como este spooler tendrá la capacidad de comunicarse con otros spoolers y transferir documentos a lugares remotos, la seguridad de los datos es una parte fundamental, por lo que es necesario establecer políticas de seguridad exhaustivas que garanticen la autenticación de servicios y de usuarios. Descubrir nuevas impresoras Notificarle al usuario cuando una nueva impresora ha sido conectada a la red, informándole así de las capacidades y atributos de ésta, aumentando de este modo el numero de opciones para seleccionar la mejor impresora acorde a sus necesidades. 6. ARQUITECTURA PROPUESTA

7 A continuación se muestra la arquitectura final para el spooler distribuido, cada uno de los componentes en su unión deben de cumplir con los requerimientos acordados en el punto anterior. INTERFAZ USUARIO DOCUMENTO LISTA REMOTA RECEPCION SEGURIDAD FILTRADO COMANDOS CONSULTAR ESTADO DE IMPRESIÓN DEL DOCUMENTO CONTROL DE I/O IMPRESORA Este diseño tiene la característica de ser independiente de los protocolos para enviar documentos remotamente a imprimir, LPR/LPD o las tecnologías de Windows o Mac. En la etapa de concepción de esta arquitectura se concluyó utilizar nuevos métodos para la recepción y/o envío de documentos con el fin de controlar absolutamente los documentos a impresión. 6.1 Descripción de cada módulo Recepción Tiene como 2 objetivos principalmente: Anunciar las nuevas impresoras que han sido conectadas a la red, notificar de las actualizaciones y eliminaciones de éstas (por medio de la tecnología de JINI) e indicarle al usuario el estado actual de cada una de las impresoras y de los documentos asociados a ellas para que el usuario seleccione la mejor opción. Es el encargado de tomar el documento que el usuario desea imprimir, almacenarlo localmente en una lista adjuntando información adicional del usuario: dirección ip, sistema operativo utilizado, nombre del usuario, tamaño del archivo, fecha y hora de subministrar el documento, directorio actual de trabajo, tipo de formato, etc. Una vez adicionados estos datos, es encriptado para ser enviado el documento a su destino. El archivo solo es encriptado solo cuando la impresora se ubique en un lugar remoto. Comandos Este módulo permite mediante comandos en línea revisar, modificar, agregar. eliminar e inspeccionar los documentos que se encuentran en la lista de cualquier spooler. Seguridad Es el encargado de verificar si los usuarios tienen el permiso para imprimir en esa impresora, así como el verificar si están registrados como parte del sistema para utilizarlo. Una vez que se ha acreditado al usuario, es desencriptado el archivo. Lista Remota El archivo proveniente del módulo de seguridad es almacenado en una lista, y es asignado un identificador correspondiente a ese documento. Filtrado Antes de ser impreso el documento es interpretado al lenguaje que reconoce la impresora, primeramente verifica si es establecido algún tipo de formateo sugerido por el usuario, en

8 caso de no proponer ningún trato especial al archivo es interpretado por el lenguaje por omisión de la impresora. Control de I/O Su principal misión es la de coordinar y administrar los procesos necesarios para imprimir el documento en cuestión, se encarga de abrir la lista remota para guardar el documento, formatearlo, mandarlo a impresión, verificar el estado actual de la impresora y del documento. Este reporte de estado de impresión tanto del documento como del estado de la impresora se realiza a través del protocolo SNMP, el cual permite conocer en cualquier instante este tipo de información. También tiene a su cargo el envío y recepción de documentos recibidos por otros spoolers, y reporta cualquier movimiento al spooler que le envió el documento. 7. Conclusiones finales En este articulo se ha descrito las características y deficiencias que presentan los spoolers actualmente y la solución que soluciona estas carencias. La arquitectura propuesta para el spooler abre un mundo de posibilidades para la expansión de nuevos requerimientos, el uso de nueva tecnología como la impresión digital, etc. debido a su diseño distribuido y a la forma en la que se concibió dicha arquitectura. Este proyecto será útil para la mayoría de las empresas que dedican tiempo y esfuerzo a la impresión digital, al offset, a la impresión por demanda de libros y principalmente. Con este diseño, se permite informarle al usuario adecuadamente el avance de su trabajo que se esta imprimiendo. Lo importante es que el usuario u administrador tiene el control de sus documentos en cualquier instante del tiempo. El trabajo futuro para esta arquitectura será el administrar al mismo tiempo varias impresoras y reportar su estado en cualquier momento. Se esta desarrollando también la posibilidad de parsear (analizar) el documento para revisar las características contenidas en él y colocarlo en la impresora que reúna las necesidades establecidas en el archivo con escasa o nula intervención del usuario. En estos momentos se esta llevando a la implementación esta arquitectura utilizando a java como el lenguaje de programación. Como se verá en un futuro próximo, la impresión a trabes de Internet será un uso común y cotidiano en esos días, por lo que las empresas o investigadores estarán buscando dar una mejor solución a esa área y esta arquitectura es el principio del avance. 8. REFERENCIAS 1. W. Keith Edwards, Core Jini, (Ed. Prentice Hall, EU), 832, (1999) 2. Williams Stallings. Snmp, Snmpv2, Snmpv3, and Rmon 1 and 2, (Ed. Addison Wesley,EU) 619, (1999) 3. James D. Murray, Debby Russell, Windows NT SNMP, (Ed. McGrawHill, EU), 464, (1998) 4. Bill Ball, David Pitts, John Goerzen, Billy Ball, Linux Unleashed, Fourth Edition (Unleashed), (Ed. Sams, EU), 1550, (1999) 5. Robert Cowart, Tim Parker, Windows Nt 4 Unleashed : Professional Reference Edition 6. (Ed. Sams, EU), 1352, (1997) 7. Maria Langer, Mac OS 8.5, (Ed. Addison Wesley, EU), 523, (1999) 8. Mark R. Bell, The Mac OS 9 Book, (Ed. Coriolis Group, EU), 656, (2000) 9. Scott Oaks, Henry Wong, Jini in a Nutshell : A Desktop Quick Reference, (Ed. McGrawHill, EU), 400, (2000) 10. David Bergsland, Printing in a Digital World, (Ed. Delmar Pub, EU), 514, (1996)

9 11. Noel Jeffrey, Digital Printing : A Guide to the New World of Graphic Communications, (Ed. Micro Pub, EU), 580, (1996)