DE10008145A1 - Verfahren zur Bereitstellung von Inhalten aus Wechselmedien in einem Computernetzwerk - Google Patents

Abstract

Ein Verfahren zur Bereitstellung von Inhalten aus Wechselmedien in Computernetzwerken dient dazu, den Inhalt von Wechselmedien, also beispielsweise CDs, Disketten oder Ähnlichem, schneller als bisher möglich, im Computernetzwerk zur Verfügung zu stellen. Zu diesem Zweck wird der Inhalt der Wechselmedia in Blockform in einen Festplattenspeicher als Imagedatei kopiert. Ein zeitaufwendiges datei- oder verzeichnisweises Einlesen entfällt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bereitstellung von Inhalten aus Wech­ selmedien in einem Computernetzwerk.

Inhalte aus Wechselmedien werden in unterschiedlichster Form in Computer­ netzwerken benötigt. Wechselmedien sind u. a. Disketten, Kompaktdisk's (CD), Wechselplatten, Zip-Disketten, DVD's, magnetooptische Laufwerke und Magnetbänder. Zukünftig ist mit weiteren Techniken im Bereich der Wechselme­ dien zu rechnen, so dass auch andere noch in Betracht kommen werden.

Diese Wechselmedien werden vom Betreiber der Computernetzwerke hinzuge­ kauft, beispielsweise für Datenbanken. Auf die Daten dieser Wechselmedien wird von den Computernetzwerken im Rahmen ihrer Arbeit zugegriffen.

Dabei entstehen Probleme. Beispielsweise bei CD-Servern für kleine Mengen von CD's wird für jede zur Verfügung gestellte CD ein Laufwerk verwendet. Da­ durch kann je nach der von dem Computernetzwerk gerade benötigten CD auf diese durch einen Zugriff auf das entsprechende Laufwerk zugegriffen werden. Schon bei mittleren CD-Mengen nimmt ein solches Gerät mit einer entsprechen­ den Zahl an Laufwerken leicht erhebliche räumliche Ausmaße an. Bei größeren Mengen an CD's werden deshalb CD-Wechsellaufwerke verwendet. Das bedeutet, dass einem Laufwerk durch mehr oder weniger komplizierte mechani­ sche Einrichtungen unterschiedliche CD's zur Benutzung zugeführt werden müs­ sen. Dadurch kann nicht mehr auf alle diese CD's gleichzeitig zugegriffen werden, denn diese müssen ja jeweils erst eingelegt werden. Beim Wechseln der CD entstehen je nach Konstruktion Wartezeiten, die zwischen 2 und durchaus 20 Sekunden liegen können. Dies ist für sonstige EDV-Maßstäbe natürlich ein erheblicher Nachteil. Hinzu kommt, dass in einem solchen Computernetzwerk auch mehrere Benutzer arbeiten können und dadurch zusätzliche und weitere Störungen und Verzögerungen eintreten können. Darüberhinaus ist die maximale Datenübertragungsrate während des Arbeitsvorgangs auf die CD- Geschwindigkeit beschränkt.

Es kommt zu einem starken Einbruch der Datenübertragungsrate, wenn mehr als ein Nutzer auf ein und dieselbe CD zugreift. CD-Laufwerke benötigen recht viel Zeit zum Spurwechsel.

Durch die häufig komplizierten Wechselmechanismen sind Beschädigungen sowohl des Wechselmediums als auch des Mechanismus möglich. Disketten oder Magnetbänder etc. nutzen sich ab. Auch eine Sicherung der einzelnen CD's gegen Brand oder Diebstahl ist kaum möglich.

Ein Beispiel für einen CD-Rom-Server mit mehreren Laufwerken zeigt das DE 296 20 090 U1, wobei 6 CD-Rom-Laufwerke in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sind.

Die WO 95/00910 zeigt ein Computernetzwerk mit einer Vielzahl an Stationen, in denen auf den Inhalt von Wechselmedien zugegriffen werden kann. Auch dort geht es um CD Roms. Der Inhalt dieser CD Roms wird in Zugriffstabellen abgelegt und ist dadurch von einem Fileserver abfragbar. Der Vorteil dieser Konzeption besteht darin, dass die verschiedenen Teile des Netzwerks in sehr unterschiedlichen Räumlichkeiten untergebracht werden können, die verschiedenartigen Sicherheitsstufen unterliegen können. So ist eine leichte Austauschbarkeit der Wechselmedien gegeben, die von praktisch jedem Benutzer ausgetauscht werden können, während die Zentralrechenanlage solchen Zugriffen nicht ausgesetzt ist. Die Workstations selbst sind wiederum an anderen Orten angeordnet und nicht mit Wechselmedien und den damit verbundenen Nachteilen behaftet.

Zwar ermöglicht ein Netzwerk nach der WO 95/00910 schon einen verbesserten Zugriff auf die einzelnen Wechselmedien, nach wie vor jedoch müssen beim Zugriff diese Wechselmedien erst in die Stationen jeweils eingeladen werden. Bis dahin sind sie lediglich als "Volume" definiert.

Eine vergleichbare Zugriffssteuerung zeigt auch die EP 0 491 463 A2. Auch hier wird versucht, durch eine besonders geschickte Ansteuerung von Wechselmedien-Bedienungsstationen den Austausch der Wechselmedien bei Bedarf zu beschleunigen und dadurch die Zugriffszeiten zu senken.

Die EP 0 374 132 A2 zeigt ein weiteres Netzwerk zum Verbinden von Terminals und anderen Verbrauchern einerseits und Dienstleistungsstationen andererseits, wozu auch die Lesegeräte für Wechselmedien gehören. Auch hier wird die Ansteuerung der einzelnen Elemente in möglichst rascher Form angestrebt.

Auch in der WO 98/52333 wird ein Netzwerk diskutiert, das mehrere Stationen mit Wechselmedien besitzt. Hier wird ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem auch über eine größere Entfernung zwei derartige Stationen störungsfrei miteinander zusammenarbeiten können.

Ein Einlesen der Dateien und Verzeichnisse von den Wechselmedien auf die Festplatte eines Servers im Computernetzwerk scheidet ebenfalls aus, da das Einlesen der Dateien von einer CD viel zu lange dauert. Für das Einlesen einer CD ist im Allgemeinen mit Zeitdauern von 15 bis 30 Minuten oder auch länger zu rechnen. Es gibt auch noch längere Einlesezeiten.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Bereitstellen von Inhalten aus Wechselmedien in einem Computernetzwerk vorzuschlagen, das schneller arbeitet, als bisherige CD-Rom-Server mit mehreren Laufwerken.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Inhalt der Wechselmedien in Blockform in einen Festplattenspeicher als Imagedatei kopiert wird.

Mit einem derartigen Verfahren können die Probleme aus dem Stand der Tech­ nik gelöst werden. Die Wechselmedien selbst werden während des eigentlichen Arbeitsvorgangs nicht mehr benötigt. Sie bleiben in der Regel nicht in den Lauf­ werken und können so zum Beispiel in einem Tresor gesichert werden.

Die eigentliche Arbeit des Klienten erfolgt nun mit den Imagedateien, die sich auf insbesondere einer Festplatte befinden. Diese Festplatte muss sich nicht notwendig in oder an dem Computer des Klienten befinden, der jetzt auf die Imagedateien zugreifen will. Sie können in einem Server, in einem anderen Computer oder auch separat angeordnet sein, soweit über das Netzwerk die Erreichbarkeit gewährleistet ist.

Der Inhalt der Wechselmedien wird in Blöcken auf die Festplatte kopiert. Jeder Block wird in eine Datei kopiert. Es entstehen so Imagedateien. Dieser Vorgang unterscheidet sich erheblich von dem üblichen dateiweisen Einlesen des Wech­ selmedieninhalts auf einen Festplattenspeicher. Erfindungsgemäß wird ein reiner Kopiervorgang vorgenommen, der wesentlich schneller abläuft als ein dateiwei­ ses Einlesen. Der Inhalt der Imagedatei wird bevorzugt mit Hilfe eines Dateisystememulators einem Dateisystem zur Verfügung gestellt.

Es entstehen gewissermaßen virtuelle Wechselmedien im Bereich der Fest­ platte. Das Computernetzwerk greift jetzt auf diese virtuellen Wechselmedien zu und muss diese natürlich noch entsprechend umsetzen.

Es werden also nicht etwa die CD-Roms vollständig dateiweise in herkömmlicher Weise in einen Festplattenspeicher eines Computers eingelesen, der an das Computernetzwerk angeschlossen ist. Dieser langwierige Einlesevorgang wird gerade vermieden. Die damit einhergehende Beeinträchtigung des Betriebes des Gesamtsystems tritt also nicht ein.

Der Dateisystememulator kann Teil eines Betriebssystems sein. Er kann durch die Umleitung der Daten im Betriebssystem gebildet werden. Dabei werden die Daten aus der Imagedatei so in die Treiber für das Dateisystem des Betriebssystems eingespeist, dass das Betriebssystem annimmt, die Daten würden aus einem Laufwerk kommen.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht den gleichzeitigen Zugriff auf alle Wechselmedieninhalte, die zur Verfügung gestellt werden. Es entfallen während der eigentlichen Arbeit die Wechselzeiten. Jedes Wechselmedium muss nur einmal auf die Festplatte kopiert werden. Das Verfahren benötigt auch nur ein Laufwerk, da die CD's oder anderen Wechselmedien nacheinander eingelesen werden können. Auch bei großen Mengen von Wechselmedieninhalten ist damit der Raumbedarf klein.

Es können mehrere Nutzer gleichzeitig auf den Inhalt eines Wechselmediums zugreifen, ohne dass die Datentransferrate dabei wesentlich sinkt.

Diese Datentransferrate wird nicht mehr durch die Laufwerke für die Wechselmedien begrenzt, sondern durch die Netzwerktechnologie und die verwendeten Festplatten. Festplatten haben höhere Datentransferraten und deutlich kürzere Zugriffszeiten als Laufwerke für Wechselmedien.

Zur Umsetzung des Verfahrens muss mindestens ein Lesegerät für das Wech­ selmedium vorhanden sein, ferner auch mindestens eine Festplatte zum Speichern des Inhalts des Wechselmediums. Natürlich ist auch ein Computer erforderlich. Für den Anschluß an das Computernetzwerk wird eine Netzwerk­ karte oder ein geeigneter Adapter für das gewünschte Netzwerk benötigt.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass auch die Inhalte des Festplattenspeichers als Imagedatei in Blockform über ein Schreibgerät auf das Wechselmedium kopiert werden. Auch dieses Schreiben führt zu einer deutlich schneller erzeugbaren Kopie.

Die Imagedatei kann dabei auch vor oder während des Kopiervorgangs gepatcht werden. Unter "Patchen" werden kleinere Veränderungen an einem Objekt verstanden. Auf diese Weise ist es möglich, mehrere - gegebenenfalls auch sehr viele - Varianten eines Wechselmediums zu erzeugen, beispielsweise CD's, die sich durch den Namen ihres Besitzers unterscheiden.

Das Verfahren ermöglicht den Aufbau von Wechselmedienservern. Diese bestehen aus einem oder mehreren Rechnern (Servern). Die Funktionen können auf verschiedene Rechner verteilt werden. So ist es möglich, das Lesen und/oder das Schreiben auf getrennten Rechnern zu integrieren. Es ist auch möglich, Wechselmedienserver für verschiedene Wechselmedien in einem Server aufzu­ bauen. Der Server muss dann auf die verschiedenen Wechselmedienlaufwerke zugreifen können. Das Verfahren wird bevorzugt auf Rechnern mit Betriebssys­ tem eingesetzt. Durch die Verwendung eines Betriebssystems ist es möglich, Wechselmedienserver in vorhandene Server zu integrieren.

Im Folgenden soll die Funktionsweise des Verfahrens anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens; und

Fig. 2 eine alternative Ausführungsform.

Fig. 1 zeigt ein Leselaufwerk 1a, beispielsweise ein CD-Rom-Laufwerk. Alter­ nativ ist auch ein Schreib- und Leselaufwerk 1b vorgesehen, beispielsweise eine Diskettenstation. In diesen Laufwerken befinden sich die Wechselmedien (nicht dargestellt) mit darauf befindlichen Daten. Die Daten sind üblicherweise datei­ weise oder verzeichnisweise abgespeichert.

Eingezeichnet ist ferner ein Modul 2a, das die Kontrolle über das Einlesen von Daten von dem Wechselmedium übernimmt. Entsprechend handelt es sich bei 2b um ein Schreib- und Lesemodul.

Ein zentraler weiterer Bereich ist die Festplatte 3. Es können auch mehrere Festplatten 3 vorgesehen werden.

Es werden nun die Daten von den Wechselmedien in den Laufwerken 1a und 1b mittels der Module 2a und 2b gelesen und auf die Festplatte 3 kopiert. Dieses Kopieren geschieht nicht dateiweise oder verzeichnisweise, wie die Daten auf den Wechselmedien gespeichert sind, sondern blockweise. Die Art der Blöcke ist abhängig von dem jeweiligen Wechselmedium. Bei CD's können die einzelnen Tracks eingelesen werden, bei Wechselfestplatten können ganze Partitionen eingelesen werden, bei Disketten üblicherweise die gesamte Diskette als ein Block. Diese Liste ist durch weitere Möglichkeiten ergänzbar, insbesondere im Hinblick neuer Typen von Wechselmedien.

Die eingelesenen Daten werden nun auf der oder den Festplatten 3 als Image­ datei 4a, 4b, 4c, 4d gespeichert. Das bedeutet, dass einfach eine Kopie dort ab­ gelegt wird, ohne auf die dateiweise oder verzeichnisweise Anordnung auf dem ursprünglichen Wechselmedium Rücksicht zu nehmen oder diese zu verarbeiten. Eine Imagedatei enthält eine sektorweise Kopie des Blockes eines Datenträgers.

Ein Dateisystem 5 für das Computernetzwerk ist vorgesehen. Dieses Dateisystem 5 greift jetzt auf die Imagedateien 4a, 4b, 4c, 4d zu.

Das Einlesen beziehungsweise Kopieren der Inhalte der Wechselmedien wird durch die Module 2a und 2b angestoßen und überwacht. Die gesamten Daten, die sich vorher auf dem Wechselmedium befanden, finden sich nunmehr in der Imagedatei 4a, 4b, 4c, 4d. Für die Steuersoftware des Systems werden Informationen über das Wechselmedium selbst und dessen Inhalt bereitgestellt.

Ein Dateisystememulator oder anders bezeichnet Filesystememulator 6 ist ebenfalls vorgesehen. Dieser wird mit den Imagedateien 4a, 4b, 4c, 4d verbun­ den. Der Datei- oder Filesystememulator 6 emuliert oder anders ausgedrückt simuliert das Dateisystem eines Laufwerkes für das jeweilige Wechselmedium. Es entstehen so virtuelle Laufwerke, die die Daten der Imagedatei 4a, 4b, 4c, 4d wieder als nutzbare Daten zur Verfügung stellen. Es kann sich zum Beispiel um die Dateien und Verzeichnisse von Disketten handeln. Die Inhalte dieser virtuellen Laufwerke stehen nun innerhalb des Gesamtsystems des Computernetzwerks im Dateisystem 5 zur Verfügung.

Die Imagedateien können auch speicherplatzsparend komprimiert gespeichert werden. Der Datei- oder Filesystememulator 6 übernimmt in diesem Fall dann zusätzlich dis Aufgabe, die Imagedatei im Bedarfsfall zu dekomprimieren.

Ein Computernetzwerk ist hier lediglich durch das Bezugszeichen 10 angedeutet. Diesem Computernetzwerk 10 sollen die Daten ja letztlich zur Verfügung gestellt werden. Das Computernetzwerk ist gewissermaßen das Übertragungsmedium, es besteht vereinfacht ausgedrückt aus Kabeln, Schnittstellen, etc..

Um die Daten in das Computernetzwerk beziehungsweise durch das Com­ puternetzwerk 10 transportieren zu können, sollte ein Server, hier im darge­ stellten Ausführungsbeispiel ein Fileserver 7a, 7b, 7c verwendet werden. Der Fileserver 7a, 7b, 7c exportiert und importiert Daten aus dem Dateisystem 5 in nutzbarer Form. Denkbar sind Fileserver für verschiedene Arten von Computer­ netzwerken 10, für Novell-Netze, Windows-Netze, Unix-Netze, Apple-Netze und auch weitere und neuere Netzwerktechnologien denkbar. Auch andere Server können als Ersatz oder als Ergänzung eingesetzt werden, beispielsweise Web- Server oder FTP-Server.

Die Daten aus dem Dateisystem 5 können dem Netzwerk 10 auch nach Bear­ beitung oder Verarbeitung bereitgestellt werden. Diese Verarbeitung oder Bear­ beitung kann mit einem Bearbeitungssoftwaremodul 21 erfolgen. Dieses kann zum Beispiel eine Datenbank aufweisen.

Die anschließende Bereitstellung könnte durch einen Server 22, zum Beispiel einen Datenbankserver, erfolgen.

Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt der erfindungsgemäßen Ausführungsform in einer alternativen Konzeption. Hierbei wird mindestens ein Laufwerkserver 11 verwen­ det. Im Rechner des Nutzers befindet sich ein Klient für den Laufwerkserver 11. In diesem Fall wird der Zugriff auf die Hardware eines Wechselmedienlaufwerks simuliert. Die Daten werden über das Computernetzwerk 10 transportiert und durch den Klient 12 für den Laufwerkserver 11 in die Betriebssytemschnittstelle der entsprechenden Hardware eingeschleust. Der Klient 12 bildet für das Betriebssystem 13 einen Gerätetreiber oder einen Teil des Gerätetreibers nach.

In den Fig. 1 und 2 ist jeweils eine Steuerungssoftware 8a sowie ein Steuerserver 8b dargestellt. Es sind auch mehrere Steuerserver 8b denkbar. Die Steuerungssoftware 8a und der oder die Steuerserver 8b ermöglichen eine Fernverwaltung des Systems. Eine Verwaltung am System selbst kann aber ebenfalls ermöglicht werden.

Die Steuerung erfolgt über die Steuerungssoftware 8a. Diese Software verwaltet Nutzer, Nutzerrechte, Plattenplatz usw. Sie veranlaßt das Einlesen und das Schreiben. Die Steuersoftware 8a regelt das Zusammenspiel der Module 2a und 2b und weiterer Softwareteile. Bei Systemen aus mehreren Computern gehört die Lastverteilung ebenfalls zu den Aufgaben der Steuersoftware 8a.

Die Benutzeroberfläche liefert der oder die Steuerserver 8b. Hierfür können Standardserver, Web-Server, Telnet oder ähnliche Server benutzt werden.

Die Steuerungssoftware 8a und der oder die Steuerserver 8b können eine Ein­ heit bilden. Die Steuerungssoftware 8a und die Lese- und/oder Schreibmodule 2a und 2b können eine Einheit bilden. Steuerinformationen 9 verbinden die Steuerungssoftware 8a und die Module 2a beziehungsweise 2b miteinander, und zwar in beiden Richtungen.

Die Schreiblaufwerke 1b und Schreibmodule 2b sind für den Betrieb des Systems nicht zwingend erforderlich, da lediglich ein Lesen der Daten das Hauptaugenmerk bildet. Es gibt Wechselmedien, die nicht beschreibbar sind. In der Regel wird aber auch im Übrigen von Wechselmedien mehr gelesen, als geschrieben.

Eine Erweiterung ist jedoch durch diese Schreiblaufwerke und Schreibmodule möglich. Das Schreibmodul bereitet das Wechselmedium zum Schreiben vor. Einige der Medien müssen formatiert oder partizioniert werden. Die Daten wer­ den in Blöcken geschrieben und nicht datei- oder verzeichnisweise. Die Art der Blöcke ist abhängig vom Wechselmedium. Die Imagedateien bilden die zu schreibenden Blöcke. Die Imagedateien entstehen durch das Einlesen oder wurden vom Dateisystememulator erzeugt oder verändert.

Der Inhalt des Wechselmediums kann durch erneutes Einlesen auf Korrektheit geprüft werden. Anschließend wird der Benutzer benachrichtigt und das Medium freigegeben. Es kann, wenn möglich, auch aus dem Laufwerk 1b ausgeworfen werden.

Bezugszeichenliste

1

a Leselaufwerk

1

b Schreib- und Leselaufwerk

2

a Modul

2

b Modul

3

Festplatte

4

a Imagedatei

4

b Imagedatei

4

c Imagedatei

4

d Imagedatei

5

Dateisystem

6

Datei- oder Filesystememulator

7

a Fileserver

7

b Fileserver

7

c Fileserver

8

a Steuerungssoftware

8

b Steuerserver

9

Steuerinformationen

10

Computernetzwerk

11

Laufwerkserver

12

Klient

13

Betriebssystem

21

Bearbeitungssoftwaremodul

22

Server

Claims (8)

1. Verfahren zur Bereitstellung von Inhalten aus Wechselmedien in einem Computernetzwerk, dadurch gekennzeichnet, dass der Inhalt der Wechselmedien in Blockform in einen Festplatten­ speicher (3) als Imagedatei (4a, 4b, 4c, 4d) kopiert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Dateisystememulatoren (6) vorgesehen ist, der die Inhalte der Imagedateien (4a, 4b, 4c, 4d) einem Dateisystem (5) zur Verfügung stellt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Fileserver (7a, 7b, 7c) vorgesehen sind, die das Dateisystem dem Computernetzwerk zur Verfügung stellen.

4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Steuerserver (8b) vorgesehen ist, der die Steuerung der Dateisysteme (5), Dateisystememulatoren (6), Fileserver (7a, 7b, 7c) und des Auslesevorgangs vornimmt.

5. Verfahren nach einem der vorherstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Inhalte des Festplattenspeichers (3) als Imagedatei (4a, 4b, 4c, 4d) in Blockform über ein Schreibgerät (2b) auf das Wechselmedium kopiert werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Imagedatei (4a, 4b, 4c, 4d) vor oder während des Kopierens gepatcht wird, um mehrere Varianten des Wechselmediums zu erzeugen.

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Imagedatei (4a, 4b, 4c, 4d) komprimiert gespeichert ist.

8. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Imagedatei (4a, 4b, 4c, 4d) verschlüsselt gespeichert ist.