2.7 Сетевые ОС
NOS - Network Operating System - это ПО, применяемое на каждом ПК, подключенном к сети. Оно управляет доступом к сетевым ресурсам, отвечает за маршрутизацию сообщений в локальной сети, устраняет конфликты при обращении к сетевым устройствам и обеспечивает работу с ОС клиентского ПК. Сетевая ОС обеспечивает совместную работу с файлами и приложениями. Она необходима для управления потоками сообщений между рабочими станциями и серверами.
Обычно известная под названием «серверная ОС» сетевая ОС является «мозгом» всей локальной сети. Каждый компьютер в сети в значительной степени автономен, поэтому под сетевой ОС в широком смысле понимается совокупность ОС отдельных компьютеров, взаимодействующих с целью обмена сообщениями и разделения ресурсов по единым правилам - протоколам. В узком смысле сетевая ОС - это ОС отдельного компьютера, обеспечивающая ему возможность работать в сети.
В сетевой ОС можно выделить несколько частей: • средства управления локальными ресурсами компьютера: функции распределения оперативной памяти между процессами, планирования и диспетчеризации процессов, управления процессорами в мультипроцессорных машинах, управления периферийными устройствами и другие функции управления ресурсами локальных ОС:
- средства предоставления собственных ресурсов и услуг в общее пользование - серверная часть ОС (сервер). Эти средства обеспечивают, например, блокировку файлов и записей, что необходимо для их совместного использования, ведение справочников имен сетевых ресурсов, обработку запросов удаленного доступа к собственной файловой системе и базе данных, управление очередями запросов удаленных пользователей к своим периферийным устройствам;
- средства запроса доступа к удаленным ресурсам и услугам и их использования - клиентская часть ОС (редиректор). Эта часть выполняет распознавание и перенаправление в сеть запросов к удаленным ресурсам от приложений и пользователей, при этом запрос поступает от приложения в локальной форме, а передается в сеть в другой форме, соответствующей требованиям сервера. Клиентская часть также осуществляет прием ответов от серверов и преобразование их в локальный формат, так что для приложения выполнение локальных и удаленных запросов неразличимо;
- коммуникационные средства ОС, с помощью которых происходит обмен сообщениями в сети. Эта часть обеспечивает адресацию и буферизацию сообщений, выбор маршрута передачи сообщения по сети, надежность передачи и т.п., то есть является средством транспортировки сообщений.
В зависимости от функций, возлагаемых на конкретный компьютер, в его операционной системе может отсутствовать либо клиентская, либо серверная части.
Сетевые ОС делятся на две категории:
- одноранговые (peer-to-peer);
- клиент-серверные (client-server).
2.7.1 Одноранговые сетевые ОС
Одноранговые сети подразумевают возможность использования любого компьютера в качестве клиентской станции и сервера одновременно. В сетях этой категории сетевые ОС устанавливаются на каждый компьютер. Таким образом, каждый из компьютеров получает возможность предоставления своих ресурсов и сервисов всем остальным компьютерам в сети. Например, каждый компьютер может предоставить доступ к файлам, размещенным на его дисках и подключенным к нему принтерам.
Одноранговые сетевые ОС способны предоставлять большинство всех тех сервисов и ресурсов, что и клиент-серверные сетевые ОС. Они также характеризуются простотой установки и относительной дешевизной.
Однако одноранговые сети предоставляют меньшую надежность и эффективность, чем полноценные клиент-серверные сети. Более того, производительность одноранговых сетей значительно снижается при увеличении размеров сети и увеличении количества участвующих в сетевых взаимодействиях компьютеров. Эксплуатация и поддержка таких сетей часто являются непростыми задачами. Из-за отсутствия возможностей централизованного управления администраторы вынуждены управлять множеством сервисов на каждой машине отдельно, обеспечивая корректность одновременного функционирования и пользовательских приложений, и серверных компонентов. Такая работа усложняется еще и тем, что пользователи, работающие на каждом из компьютеров, имеют возможности самостоятельного изменения настроек ОС, что зачастую приводит к неработоспособности всего программного обеспечения этой машины.
2.7.2 Клиент-серверные сетевые ОС
В сетях клиент-сервер сетевая ОС работает на компьютерах, называемых серверами. Клиентом в такой сети является любое сетевое устройство, формирующее запросы к серверу для использования его ресурсов и сервисов. Например, рабочие станции пользователей являются клиентами, использующими сервисы и ресурсы серверов. Для обеспечения взаимодействия клиента и сервера на клиенте устанавливается и функционирует клиентское программное обеспечение, поддерживающее общий протокол взаимодействия клиента и сервера.
Серверная ОС управляет множеством аппаратных ресурсов сервера, например, дисками, оперативной памятью, принтерами, модемами. Файловая система сервера тоже является примером серверного ресурса.
В дополнение ко всему перечисленному, серверная ОС предоставляет множество сервисов, включая координацию доступа и совместного использования файлов (с использованием механизмов блокировки файлов и записей) и принтеров, управление памятью сервера, обеспечение безопасности данных и предоставление возможностей сетевого взаимодействия.
Важно понять, что несмотря на то, что в сети с выделенным сервером все компьютеры в общем случае могут выполнять одновременно роли и сервера, и клиента, эта сеть функционально не симметрична: аппаратно и программно в ней реализованы два типа компьютеров - одни, в большей степени ориентированные на выполнение серверных функций и работающие под управлением специализированных серверных ОС, а другие - в основном выполняющие клиентские функции и работающие под управлением соответствующего этому назначению варианта ОС. Функциональная несимметричность, как правило, вызывает и несимметричность аппаратуры - для выделенных серверов используются более мощные компьютеры с большими объемами оперативной и внешней памяти. Таким образом, функциональная несимметричность в сетях с выделенным сервером сопровождается несимметричностью ОС и аппаратной несимметричностью (специализация компьютеров).
2.7.3 Сетевые ОС дня отделов, кампусов и предприятий
Сети отделов (рабочих групп)используются небольшой группой сотрудников, решающих общие задачи. Главной задачей ОС, используемой в сети отдела, является организация разделения ресурсов, таких как приложения, данные, лазерные принтеры и, возможно, низкоскоростные модемы. Обычно сети отделов имеют один или два файловых сервера и не более чем 30 пользователей. Чаще всего это сеть с выделенным сервером NetWare 3, 4, 5 или Windows NT/2000, или же одноранговая сеть, например сеть Windows for Workgroups.
Сети кампусовсоединяют несколько локальных сетей отделов внутри отдельного здания или внутри одной территории предприятия. Службы такой сети обеспечивают взаимодействие между сетями отделов, доступ к базам данных предприятия, доступ к факс-серверам, высокоскоростным модемам и высокоскоростным принтерам.
Сети предприятия (корпоративные сети)объединяют все компьютеры всех территорий отдельного предприятия. В таких сетях пользователям предоставляется доступ к информации и приложениям, находящимся в других рабочих группах, других отделах и подразделениях.
К признакам корпоративных ОС могут быть отнесены также следующие особенности:
- поддержка приложений.Вычислительная часть общих для корпорации программных систем может быть слишком объемной и «неподъемной» для рабочих станций клиентов, поэтому приложения будут выполняться более эффективно, если их наиболее сложные в вычислительном отношении части перенести на специально предназначенный для этого мощный компьютер - сервер приложений.Сервер приложений должен базироваться на мощной аппаратной платформе (мультипроцессорные системы, часто на базе RISC-процессоров, специализированные кластерные архитектуры). ОС сервера приложений должна обеспечивать высокую производительность вычислений, а, значит, поддерживать многонитевую обработку, вытесняющую многозадачность, мультипроцессирование, виртуальную память и наиболее популярные прикладные среды;
- справочная служба.Корпоративная ОС должна обладать способностью хранить информацию обо всех пользователях и ресурсах таким образом, чтобы обеспечивалось управление ею из одной центральной точки. База данных, хранящая справочную информацию, предоставляет все то же многообразие возможностей и порождает все то же множество проблем, что и любая другая крупная база данных;
- безопасность.Особую важность для ОС корпоративной сети приобретают вопросы безопасности данных, так как в крупномасштабной сети объективно существует больше возможностей для несанкционированного доступа. Кроме того, корпоративные бизнес-приложения работают с данными, которые имеют жизненно важное значение для успешной работы корпорации в целом. И для защиты таких данных в корпоративных сетях наряду с различными аппаратными средствами используется весь спектр средств защиты, предоставляемый ОС: избирательные или мандатные права доступа, сложные процедуры аутентификации пользователей, программная шифрация.
3. Краткая характеристика семейств ОС настольных систем и серверов
DOS. Наиболее ярким представителем дисковой ОС является система MS-DOS от Microsoft, появившаяся в 1981 году. В настоящее время существуют версии 6.22 и 7.0 (в составе Windows 9х), а также ее разновидности других фирм-разработчиков (DR DOS, PC DOS). Сегодня эта ОС уже практически забыта, она актуальна для компьютеров с процессорами х286 и х386. Имеет текстовый интерфейс пользователя и, как следствие этого, требует знания синтаксиса написания команд. Является 16-разрядной однозадачной операционной системой.