Операционная система сети во многом аналогична ОС автономного компьютера — она тоже представляет комплекс взаимосвязанных программ, которые обеспечивают удобство работы пользователя и программиста путем предоставления им некоторой виртуальной вычислительной системы, и реализует эффективный способ разделения ресурсов между процессами выполняемыми в сети.
Компьютерная сеть — это набор компьютеров, связанных коммуникационной системой и снабженных соответствующим программным обеспечением, позволяющим пользователям сети получать доступ к ресурсам этого набора компьютеров.
Коммуникационная система может включать в себя: кабели, повторители, коммутаторы, маршрутизаторы и другие устройства, обеспечивающие передачу сообщений в сети.
При организации сетевой работы операционная система играет роль интерфейса, скрывающего от пользователя все детали функционирования низко уровневых программно-аппаратных средств сети.
Например вместо числовых адресов компьютеров сети, таких как MAC адрес и IP- адрес, ОС компьютерной сети позволяет оперировать удобными для запоминания символьными именами. В результате в представлении пользователя сеть с ее множеством сложных реальных деталей превращается в достаточно понятный набор разделяемых ресурсов.
Лекция 17: Технологии аутентификации. Сетевые операционные системы
MAC адрес (media access control) – это уникальный идентификатор, присваемый к каждой единице активного оборудования компьютерных сетей.
IP- адрес (internet protocol address) – это уникальный сетевой адрес узла в компьютерной сети
При использовании ресурсов компьютеров в сети сетевой ОС всегда должен помнить, что он имеет дело с сетевыми ресурсами. Для доступа к ним нужно выполнить некоторые особые операции, например: отобразить разделяемый каталог на вымышленную локальную букву диска или поставить перед именем каталога еще и имя компьютера, на котором тот расположен.
Пользователь сетевой ОС обычно должен быть в курсе того где хранятся их файлы,
должен использовать явные команды передачи файлов для перемещения файлов с одной машины на другую.
Работая в среде сетевой ОС, пользователь может запустить задание на любой машине компьютерной сети, всегда знает на какой машине выполняется его задание.
По умолчанию пользовательское задание выполняется на той или иной машине на которой пользователь сделал логический вход. Если же он хочет выполнить задание на другом компьютере, ему требуется выполнить логический вход в эту машину, используя специальную программу или команду, в которой он должен указать информацию, идентифицирующую удаленный компьютер или периферийное устройство.
ТЕМА: Сетевые и распределенные ОС.
В зависимости от того, какой виртуальный образ создает ОС для того, чтобы подменить им реальную аппаратуру, различаются сетевые и распределенные ОС.
Сетевая ОС не полностью скрывает распределенную природу сети, то есть является виртуальной сетью. Работая в сетевой ОС, пользователь хотя и может запустить задание на любой машине, всегда знает, на какой машине выполняется его задание. По умолчанию задание выполняется на этой машине, на которой совершен логический вход. Часто под сетевой ОС понимается набор ОС отдельных компьютеров сети.
15 урок Структура сетевой операционной системы
Магистральным направлением развития сетевых ОС является прозрачность сетевых ресурсов. В идеальном случае сетевая ОС должна предоставить пользователю сетевые ресурсы в виде ресурсов единой централизованной виртуальной машины. Для такой ОС используют специальное название: распределенная ОС. Пользователь распределенной ОС, вообще говоря не имеет сведений о том, на какой машине выполняется его работа. В настоящее время практически все сетевые ОС еще очень далеки от идеала истинной распределенности.
Виды сетевых операционных систем:
1. Сети отделов используются небольшой группой сотрудников, решающих
общие задачи. Имеют1-2 файловых сервера и не более 30 пользователей.( на сегодняшний день около 150-250 пользователей). Задачи сетевой ОС: разделение локальных ресурсов (приложений, данных, принтеров, модемов, периферийных устройств и т. д.).
2. Сети кампусов соединяют несколько сетей отделов внутри одной
территории предприятия. Задачи сетевой ОС: взаимодействие между сетями
отделов, доступ к базам данных предприятия, доступ к факс — серверам и
серверам скоростных модемов, высокоскоростных принтеров и др.
3. Сети предприятия (корпоративные сети) – объединяют все компьютеры
всех территорий отдельного предприятия. Задачи сетевой ОС:
предоставлять доступ к информации и приложениям, находящимся в других
рабочих группах, других отделах, подразделениях и штаб-квартирах
корпорации, обеспечивать широкий набор сервисов–справочную и
почтовую службы, средства коллективной работы, поддержку удаленных
пользователей, факс-сервис, обработку голосовых сообщений, организацию
видеоконференций и др. Особую важность приобретают вопросы
безопасности по причинам, связанным с крупномасштабностью сети
ТЕМА: Требования, предъявляемые к корпоративным сетевым
Операционным системам
1. Масштабируемость, т.е. способность обеспечивать работу в широком диапазоне различных количественных характеристик сети.
2. Совместимость с другими продуктами, способность работать в сложной
гетерогенной среде интерсети в режиме plug-and-play. (дословно переводится включил и играй)
3. Поддержка многообразных ОС конечных пользователей (DOS, UNIX, OS/2, Mac, Windows).
4. Поддержка нескольких стеков протоколов (TCP/IP, IPX/SPX, NetBIOS, DECnet, AppleTalk, OSI), обеспечение простого доступа к удаленным ресурсам и удобных процедур управления сервисами.
5. Поддержка многосерверной сети эффективная интеграция с другими
6. Наличие централизованной масштабируемой справочной службы.
7. Развитая система сервисов: файл-сервис, принт — сервис, безопасность данных и отказоустойчивость, архивирование данных, служба обмена сообщениями, разнообразные базы данных, вызов удаленных процедур RPC и др.
8. Поддержка сетевого оборудования различных стандартов(Ethernet, Token Ring, ARCnet, FDDI), поддержка стандартов управления сетью
Тема: Серверные операционные системы ведущих производителей
Windows (Microsoft)
Windows NT. Применение Windows NT Server 4.0 в качестве серверной
операционной системы во многих случаях было экономически оправданным, что сделало данную операционную систему весьма популярной у малых и средних предприятий—она до сих пор активно используется многими компаниями.
Тема: Windows 2000.
Windows 2000 является самой популярной операционной Системой Microsoft в корпоративном секторе. К серверным операционным системам этого семейства относятся Windows 2000 Server —универсальная сетевая операционная система для серверов рабочих групп и отделов,
Windows 2000 Advanced Server—операционная система для эксплуатации бизнес-приложений и приложений
для электронной коммерции и Windows 2000 Datacenter Server—ОС для наиболее ответственных приложений обработки данных.
Windows 2000 Advanced Server поддерживает кластеризацию и баланс нагрузки, что
делает возможным выполнение масштабируемых приложений с непрерывным доступом к данным. Windows 2000 Datacenter Server поддерживает симметричную
мультипроцессорную обработку с использованием 32 процессоров, 64 Гбайт
оперативной памяти, средства восстановления после отказа на основе
Windows Server 2003
• Windows Server 2003 Web Edition—операционная система дляподдержкиWeb-приложений иWeb-сервисов, включая приложенияASP.NET (Active Server Pages);
•Windows Server 2003 Standard Edition—сетевая операционная система для выполнения
серверной части бизнес-решений и рассчитанная на применение в небольших
компаниях и подразделениях, поддерживает до 4 Гбайт оперативной памяти и
симметричную многопроцессорную обработки с использованием двух процессоров;
•Windows Server 2003 Enterprise Edition—предназначена для средних и крупных
компаний. Она поддерживает серверы на базе 64-разрядных процессоров(до восьми
штук) и объем оперативной памяти до 64 Гбайт и выпускается в версиях для 32-и 64-разрядных платформ;
•Windows Server 2003 Datacenter Edition—предназначена для создания критически
важных технических решений с высокими требованиями к масштабируемости и
доступности. К таким решениям относятся приложения для обработки транзакций в
режиме реального времени, а также решения, основанные на интеграции нескольких
серверных продуктов. В ОС реализована поддержка симметричной
многопроцессорной обработки(до32 процессоров), а также имеются службы
балансировки нагрузки и создания кластеров, состоящих из восьми узлов. Эта ОС
доступна для32-и64-разрядных платформ.
Источник: lektsia.com
3.7. Сетевые операционные системы
Сетевые операционные системы (Network Operating System –NOS) – это комплекс программ, обеспечивающих обработку, хранение и передачу данных в сети.
Сетевая операционная система выполняет функции прикладной платформы, предоставляет разнообразные виды сетевых служб и поддерживает работу прикладных процессов, выполняемых в абонентских системах. Сетевые операционные системы используют клиент-серверную либо одноранговую архитектуру. Компоненты NOS располагаются на всех рабочих станциях, включенных в сеть.
NOS определяет взаимосвязанную группу протоколов верхних уровней, обеспечивающих выполнение основных функций сети. К ним, в первую очередь, относятся:
- адресация объектов сети;
- функционирование сетевых служб;
- обеспечение безопасности данных;
- управление сетью.
- набор сетевых служб, которые предоставляет сеть;
- возможность наращивания имен, определяющих хранимые данные и прикладные программы;
- механизм рассредоточения ресурсов по сети;
- способ модификации сети и сетевых служб;
- надежность функционирования и быстродействие сети;
- используемые или выбираемые физические средства соединения;
- типы компьютеров, объединяемых в сеть, их операционные системы;
- предлагаемые системы, обеспечивающие управление сетью;
- используемые средства защиты данных;
- совместимость с уже созданными прикладными процессами;
- число серверов, которое может работать в сети;
- перечень ретрансляционных систем, обеспечивающих сопряжение локальных сетей с различными территориальными сетями;
- способ документирования работы сети, организация подсказок и поддержек.
3.7.1. Структура сетевой операционной системы
Любой преподаватель знает, что сетевая операционная система составляет основу любой вычислительной сети. Слушатели должны усвоить эту информацию. Каждый компьютер в сети автономен, поэтому под сетевой операционной системой в широком смысле понимается совокупность операционных систем отдельных компьютеров, взаимодействующих с целью обмена сообщениями и разделения ресурсов по единым правилам – протоколам. В узком смысле сетевая ОС – это операционная система отдельного компьютера, обеспечивающая ему возможность работать в сети. Рис. 3.24 Структура сетевой ОС В соответствии со структурой, приведенной на рис. 3.24, в сетевой операционной системе отдельной машины можно выделить несколько частей:
- Средства управления локальными ресурсами компьютера: функции распределения оперативной памяти между процессами, планирования и диспетчеризации процессов, управления процессорами, 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, 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 – клиентская часть ОС (редиректор). Эта часть выполняет распознавание и перенаправление в сеть запросов к удаленным ресурсам от приложений и пользователей. 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., т. е. является средством транспортировки сообщений.
Клиентское программное обеспечение Для работы с сетью на клиентских рабочих станциях должно быть установлено клиентское программное обеспечение. Это программное обеспечение обеспечивает доступ к ресурсам, расположенным на сетевом сервере. Тремя наиболее важными компонентами клиентского программного обеспечения являются редиректоры (redirector), распределители (designator) и имена UNC (UNC pathnames). РедиректорыРедиректор – сетевое программное обеспечение, которое принимает запросы ввода/вывода для удаленных файлов, именованных каналов или почтовых слотов и затем переназначает их сетевым сервисам другого компьютера. Редиректор перехватывает все запросы, поступающие от приложений, и анализирует их. Фактически существуют два типа редиректоров, используемых в сети:
- клиентский редиректор (client redirector)
- серверный редиректор (server redirector).
Оба редиректора функционируют на представительском уровне модели OSI. Когда клиент делает запрос к сетевому приложению или службе, редиректор перехватывает этот запрос и проверяет, является ли ресурс локальным (находящимся на запрашивающем компьютере) или удаленным (в сети). Если редиректор определяет, что это локальный запрос, он направляет запрос центральному процессору для немедленной обработки. Если запрос предназначен для сети, редиректор направляет запрос по сети к соответствующему серверу. По существу, редиректоры скрывают от пользователя сложность доступа к сети. После того как сетевой ресурс определен, пользователи могут получить к нему доступ без знания его точного расположения. РаспределителиРаспределитель (designator) представляет собой часть программного обеспечения, управляющую присвоением букв накопителя (drive letter) как локальным, так и удаленным сетевым ресурсам или разделяемым дисководам, что помогает во взаимодействии с сетевыми ресурсами. Когда между сетевым ресурсом и буквой локального накопителя создана ассоциация, известная также как отображение дисковода (mapping a drive), распределитель отслеживает присвоение такой буквы дисковода сетевому ресурсу. Затем, когда пользователь или приложение получат доступ к диску, распределитель заменит букву дисковода на сетевой адрес ресурса, прежде чем запрос будет послан редиректору. Имена UNC Редиректор и распределитель являются не единственными методами, используемыми для доступа к сетевым ресурсам. Большинство современных сетевых операционных систем, так же как и Windows 95, 98, NT, распознают имена UNC (Universal Naming Convention — Универсальное соглашение по наименованию). UNC представляют собой стандартный способ именования сетевых ресурсов. Эти имена имеют форму \Имя_сервераимя_ресурса.Способные работать с UNC приложения и утилиты командной строки используют имена UNC вместо отображения сетевых дисков. Серверное программное обеспечение Для того чтобы компьютер мог выступать в роли сетевого сервера необходимо установить серверную часть сетевой операционной системы, которая позволяет поддерживать ресурсы и распространять их среди сетевых клиентов. Важным вопросом для сетевых серверов является возможность ограничить доступ к сетевым ресурсам. Это называется сетевой защитой (network security). Она предоставляет средства управления над тем, к каким ресурсам могут получить доступ пользователи, степень этого доступа, а также, сколько пользователей смогут получить такой доступ одновременно. Этот контроль обеспечивает конфиденциальность и защиту и поддерживает эффективную сетевую среду. В дополнение к обеспечению контроля над сетевыми ресурсами сервер выполняет следующие функции:
- предоставляет проверку регистрационных имен (logon identification) для пользователей;
- управляет пользователями и группами;
- хранит инструменты сетевого администрирования для управления, контроля и аудита;
- обеспечивает отказоустойчивость для защиты целостности сети.
Клиентское и серверное программное обеспечение Некоторые из сетевых операционных систем, в том числе Windows NT, имеют программные компоненты, обеспечивающие компьютеру как клиентские, так и серверные возможности. Это позволяет компьютерам поддерживать и использовать сетевые ресурсы и преобладает в одноранговых сетях. В общем, этот тип сетевых операционных систем не так мощен и надежен, как законченные сетевые операционные системы. Главное преимущество комбинированной клиентско–серверной сетевой операционной системы заключается в том, что важные ресурсы, расположенные на отдельной рабочей станции, могут быть разделены с остальной частью сети. Недостаток состоит в том, что если рабочая станция поддерживает много активно используемых ресурсов, она испытывает серьезное падение производительности. Если такое происходит, то необходимо перенести эти ресурсы на сервер для увеличения общей производительности. В зависимости от функций, возлагаемых на конкретный компьютер, в его операционной системе может отсутствовать либо клиентская, либо серверная части. На рис. 3.25 компьютер 1 выполняет функции клиента, а компьютер 2 – функции сервера, соответственно на первой машине отсутствует серверная часть, а на второй — клиентская. Рис. 3.25 Взаимодействие компонентов NOS Если выдан запрос к ресурсу данного компьютера, то он переадресовывается локальной операционной системе. Если же это запрос к удаленному ресурсу, то он переправляется в клиентскую часть, где преобразуется из локальной формы в сетевой формат, и передается коммуникационным средствам. Серверная часть ОС компьютера 2 принимает запрос, преобразует его в локальную форму и передает для выполнения своей локальной ОС. После того, как результат получен, сервер обращается к транспортной подсистеме и направляет ответ клиенту, выдавшему запрос. Клиентская часть преобразует результат в соответствующий формат и адресует его тому приложению, которое выдало запрос. Выбор сетевой операционной системы При выборе сетевой операционной системы многие преподаватели учитывают:
- совместимость оборудования;
- тип сетевого носителя;
- размер сети;
- сетевую топологию;
- требования к серверу;
- операционные системы на клиентах и серверах;
- сетевая файловая система;
- соглашения об именах в сети;
- организация сетевых устройств хранения.
Источник: studfile.net
Сетевые операционные системы
Сетевая операционная система (СОС), или ОС компьютерной сети, представляет собой комплекс взаимосвязанных программ, реализующих эффективный способ разделения сетевых ресурсов между множеством выполняемых в сети процессов. Она выполняет все функции, указанные выше для распределенной операционной системы, и играет роль интерфейса, экранирующего от пользователя детали программноаппаратных средств сети. Компьютерные сети работают под управлением СОС как виртуальный универсальный процессор. Пользователь сети не имеет сведений о том, на каком компьютере выполняется его запрос.
Существующие СОС могут рассматриваться как набор операционных систем компьютеров, составляющих сеть. На разных компьютерах сети функционируют одинаковые или различные ОС, каждая из которых принимает независимые решения о создании и завершении собственных процессов. Для организации взаимодействия процессов, выполняемых на разных компьютерах сети, и разделения ресурсов этих компьютеров между запросами пользователей сети ОС компьютеров должны включать согласованный набор коммуникационных протоколов. В сущности, ОС отдельного компьютера сети, представляющая свои ресурсы в общее пользование и (или) потребляющая ресурсы других компьютеров сети, может также называться сетевой ОС.
Основными функциональными частями СОС следует считать [31]:
- ? серверную часть СОС (это средство предоставления локальных ресурсов и услуг в общее пользование);
- ? клиентскую часть СОС (это средства запроса доступа к удаленным ресурсам и услугам);
- ? транспортные средства СОС, обеспечивающие вместе с ТКС передачу сообщений между компьютерами сети.
Клиентская часть СОС некоторого компьютера получает доступ к ресурсам других компьютеров сети через серверную часть этих компьютеров. При этом используются транспортные средства СОС. Правила взаимодействия компьютеров при передаче сообщений по сети заложены в коммуникационные протоколы Ethernet, Token Ring, IP и др., представляющие собой набор программ, выполняющих все функции по переносу сообщений клиентских и серверных частей СОС по сети.
В рамках СОС имеется ряд сетевых служб, каждая из которых представляет собой совокупность серверной и клиентской частей СОС, предоставляющих доступ к конкретному виду ресурса через сеть. Следовательно, сетевая служба предоставляет пользователям сети некоторый набор услуг (сетевой сервис). Каждая служба связана с определенным типом сетевых ресурсов. Для пользователей наиболее важными являются файловая служба и служба печати. По своей природе сетевые службы являются клиент-серверными системами, в которых источником запросов всегда выступает клиент, а исполнителем — сервер, который всегда находится в режиме пассивного ожидания запросов.
Компьютерные сети могут выступать в одной из трех ролей: выделенного сервера сети (он занимается только обслуживанием других компьютеров); клиентского узла (такой компьютер обращается с запросами к ресурсам других компьютеров); однорангового узла (такой компьютер совмещает функции сервера и клиента). В соответствии с этим различают одноранговые сети, т.е. сети на основе одноранговых узлов, сети с выделенными серверами, т.е. сети на основе клиентов и серверов, и гибридные сети, включающие узлы всех типов.
В одноранговых сетях все компьютеры равны в возможностях доступа к ресурсам друг друга. На каждом компьютере устанавливается так называемая одноранговая СОС, предоставляющая всем компьютерам сети потенциально равные возможности. Одноранговые сети в организации и эксплуатации существенно проще других сетей, в них нет необходимости в применении централизованных средств администрирования, поэтому они называются сетями с децентрализованным управлением. По этой схеме управления организуется работа в небольших сетях (10—20 компьютеров). Кроме узкой области применения, в одноранговых сетях часто возникает функциональная несимметричность, объясняемая нежеланием некоторых пользователей сети предоставлять свои ресурсы в совместное использование.
В сетях с выделенными серверами, называемых также сетями с централизованным управлением, используются серверные ОС. Пользовательские компьютеры в таких сетях работают под управлением клиентских ОС. В качестве сервера используется, как правило, мощный компьютер.
В состав серверных ОС включаются компоненты централизованного администрирования сети, средства поддержки мощных аппаратных платформ, в том числе мультипроцессорных, средства поддержки большого числа одновременно выполняемых процессов и сетевых соединений, широкий набор сетевых служб.
Клиентские ОС в сетях с выделенными серверами обычно освобождены от серверных функций, основное внимание уделяется пользовательскому интерфейсу и клиентским частям сетевых служб.
Некоторые компании — разработчики СОС выпускают два варианта одной и той же ОС: один вариант для работы в качестве серверной ОС, а другой вариант для работы в качестве клиентской. Например, корпорация Microsoft выпускает Windows NT Server (это серверная ОС) и Windows NT Workstation (это клиентская ОС). То же относится к ОС Windows 2000/2003.
В любой СОС имеется подсистема передачи сообщений (иначе говоря: транспортная подсистема), включающая набор средств для организации взаимодействия процессов в сети. Транспортная подсистема скрывает от программистов детали сложных сетевых протоколов. Она имеет сложную структуру, отражающую структуру модели ВОС (OSI).
Различают следующие группы СОС:
- ? СОС масштаба рабочей группы (отдела) обеспечивают сравнительно небольшой набор сетевых сервисов (разделение файлов, приложений и принтеров и др.) и поддерживают кластерные архитектуры. Такие СОС просты в установке и управлении и обычно не разделяются на подсети. Их функциональные возможности и производительность существенно меньше, чем СОС других групп;
- ? СОС кампусов, или локальных компьютерных сетей соединяют операционные системы нескольких сетей отделов внутри отдельного здания или внутри территории предприятия, обеспечивают взаимодействие между сетями отделов, доступ к корпоративным базам данных, высокоскоростным модемам, принтерам и другой дорогостоящей аппаратуре. По периметру они могут простираться на несколько километров, но при этом территориальные сети связи (ТСС) не используются, так как имеется своя штатная система передачи данных. Функциональные возможности таких СОС мало отличаются от возможностей СОС корпоративных сетей;
- ? СОС корпоративных сетей соединяют операционные системы всех подразделений предприятия, часто рассредоточенных на больших расстояниях. Корпоративные сети используют ТСС. Функциональные возможности корпоративной СОС заметно богаче. Она поддерживает несколько стеков протоколов, обеспечивает простой доступ к удаленным ресурсам, реализует удобные процедуры управления сервисами.
Рассмотрим кратко две СОС, получившие в настоящее время наибольшее распространение в глобальных и корпоративных сетях. Это системы UNIX и Windows.
Источник: bstudy.net