Rezumat la cursul „REȚELE DE CALCULATE”

SISTEME DE OPERARE ÎN REȚEA

Grupa de elevi K7-05P

Nenarokova S.S.

Prezentare generală a sistemelor de operare în rețea

Este necesar un sistem de operare în rețea pentru a gestiona fluxul de mesaje între stațiile de lucru și servere. Ea poate lăsa pe oricine stație de lucru lucrați cu o unitate de rețea partajată sau cu o imprimantă care nu este conectată fizic la această stație.

În unele retele de calculatoare există un computer autonom dedicat, care îndeplinește numai funcțiile server de fișiere. Astfel de sisteme se numesc LAN-uri cu un server de fișiere. În alte rețele LAN mici, stația de lucru poate îndeplini simultan funcțiile unui server de fișiere. Acestea sunt rețele LAN peer-to-peer.

Componentele sistemului de operare de rețea de pe fiecare stație de lucru și server de fișiere comunică între ele printr-un limbaj numit protocol.Un protocol comun este protocolul IBM NetBIOS. (Sistem de intrare și ieșire de bază în rețea - sistem de operare Network I/O). Un alt protocol comun este IPX. (Schimb de pachete de lucru pe Internet - schimb de pachete de internet) firmele Novell.

Mai jos este o listă a unor sisteme de operare de rețea cu producătorii lor:

Sistem de operare	Producător
Discuție Apple	Măr
LANtastic	Artisoft
NetWare	Novell
NetWare Lite	Novell
Personal NetWare	Novell
NFS	Microsisteme solare
OS/2 LAN Manager	Microsoft
OS/2 LAN Server	IBM
Windows NT Advanced Server	Microsoft
POWERfusion	tehnologie de performanță
POWERLan	tehnologie de performanță
Viță de vie	Ba

OS NetWare firmelor Novell

Novell a fost una dintre primele companii care a început să construiască rețele LAN.

A făcut atât hardware, cât și software, dar recent Novell și-a concentrat eforturile pe software-ul LAN.

Pe NetWare pot rula mai multe aplicații decât pe orice altă rețea LAN.

NetWare OS este capabil să accepte stații de lucru care rulează DOS, DOS și Windows, OS/2, UNIX, Windows NT, Mac System 7 și alte sisteme de operare.

O rețea LAN NetWare poate gestiona multe tipuri diferite de adaptoare de rețea decât orice alt sistem de operare. Pentru a vă atinge obiectivele, puteți alege hardware de la mulți furnizori diferiți. Cu NetWare puteți utiliza ARCnet, EtherNet, inel cu simboluri sau practic orice alt tip de adaptor de rețea.

O rețea LAN NetWare poate crește la dimensiuni enorme.

NetWare LAN funcționează în mod fiabil.

Protecția datelor oferită de NetWare este mai mult decât adecvată pentru majoritatea rețelelor LAN.

NetWare acceptă peste 200 de tipuri de adaptoare de rețea, peste 100 de tipuri de subsisteme de stocare pe disc, dispozitive de duplicare a datelor și servere de fișiere.

Novell are contracte de suport NetWare OS cu unele dintre cele mai mari și mai puternice organizații independente, cum ar fi Bell Atlantic, DEC, Hewlett-Packard, Intel, Prime, Unisys și Xerox.

Să aruncăm o privire mai atentă asupra structurii acestui sistem de operare

Serverul de fișiere din NetWare este un computer obișnuit al cărui sistem de operare de rețea gestionează funcționarea rețelei LAN. Funcțiile de management includ coordonarea stațiilor de lucru și reglarea procesului de partajare a fișierelor și a imprimantei pe LAN. Fișierele de rețea ale tuturor stațiilor de lucru sunt stocate pe hard disk-ul server de fișiere, nu pe stațiile de lucru cu discuri.

Există trei versiuni ale sistemului de operare NetWare. Versiunea 2.2 poate rula pe un computer 80286 (sau mai recent) folosit ca server de fișiere. Când achiziționați un sistem de operare, trebuie să achiziționați o licență pentru numărul de utilizatori (5, 10, 50, 100). Versiunile NetWare OS 3.12 și 4.0 ulterioare vizează arhitecturi de magistrală pe 32 de biți și procesoare 80386, 80486 sau Pentium. Există, de asemenea, variante ale sistemului de operare de rețea NetWare concepute pentru a rula sisteme de operare OS/2 și UNIX multitasking, multi-utilizator. Versiunea 3.12 a sistemului de operare NetWare poate fi achiziționată pentru 20, 100 sau 250 de utilizatori, în timp ce versiunea 4.0 poate accepta până la 1000 de utilizatori.

Toate versiunile sistemului de operare sunt bine compatibile între ele, prin urmare, în aceeași rețea de computere, puteți avea servere de fișiere cu versiuni diferite Sistemul de operare NetWare.

Unele comenzi ale sistemului de operare NetWare .

NPRINT- Transferarea unui fișier text pe o imprimantă.

AUTENTIFICARE- comandă de conectare la server (de deconectare - LOGOUT)

CINE SUNT- identificarea utilizatorului (informații despre sesiunea curentă).

LISTA UTILIZATORILOR- emiterea numelor utilizatorilor conectați la LAN în acest moment.

TRIMITE- trimiterea unui mesaj oricărui utilizator.

NetWare distinge între trei tipuri de unități: unități locale, unități de rețea și unități de căutare. Unitățile locale sunt conectate fizic la stațiile de lucru. Unități de rețea sunt unitățile de disc ale serverului de fișiere. Așa cum DOS folosește facilitatea PATH pentru a specifica o listă de unități și directoare în care aplicațiile sunt căutate implicit, NetWare folosește conceptul de unitate de căutare.

IDA- vizualizați starea curentă a unităților (fără parametri) și reatribuiți-le (cu parametri).

Sistemul de operare NetWare vă permite să manipulați fișiere și directoare într-o varietate de moduri. Puteți copia, șterge, redenumi, inscripționa, imprima și partaja fișiere într-o rețea LAN. Există, de asemenea, un anumit sistem de drepturi de acces la fișiere și directoare.

Atât fișierele, cât și directoarele de pe un server pe o rețea LAN NetWare au atribute. Aceste atribute pot suprascrie drepturile acordate utilizatorilor pe LAN.

DREPTURI- o listă de drepturi pe care le aveți pentru acest director.

NCOPY- Copiere fișiere.

NDIR- lista de fișiere din acest director. Spre deosebire de comanda DOS DIR, imprimă informații suplimentare pentru fiecare fișier și director.

CAPTURĂ- redirecționează imprimarea către partajat imprimanta de retea.

Server și sistem de fișiere cu OS NetWare

Există unele diferențe între un server NetWare LAN și un computer obișnuit. Unitatea de hard disk a acestui computer are o structură de format care este complet diferită de cea utilizată de DOS. Nu se poate accesa hard disk un astfel de server dacă ați pornit DOS de pe o dischetă. Dar pentru un utilizator LAN care rulează DOS și a accesat serverul de pe terminalul său, hard disk-ul serverului pare a fi pur și simplu o completare la cele existente.

Formatul de hard disk folosit de NetWare include mai multe informații despre fișiere și directoare decât a fost posibil cu DOS. Fișierele din NetWare OS, împreună cu atributele „numai în citire”, „ascuns” și „arhivă”, pot avea în plus atributul „unshared” și „shared” (indică posibilitatea partajării unui fișier pe LAN de către mulți utilizatori in acelasi timp). În plus, NetWare OS adaugă următoarele elemente la informațiile despre fișier: data creării inițiale, numele creatorului fișierului, data ultimul acces la dosar, data ultimei modificări a dosarului, data și ora ultimei arhivare a dosarului.

Protecția datelor SO NetWare

Sistemul de protecție a datelor NetWare LAN include următoarele măsuri:

Protecție împotriva accesului neautorizat la LAN prin alocarea de nume și parole utilizatorilor, precum și restricții privind accesul la LAN de către utilizatorii cu anumite nume în anumite momente ale zilei.

Sistemul de drepturi de încredere (drepturi de încredere), care vă permite să controlați ce fișiere și directoare poate accesa un utilizator, precum și ce operațiuni poate efectua cu acestea.

Un sistem de atribute pentru directoare sau fișiere care determină dacă pot fi copiate, vizualizate, scrise și partajate pe o rețea LAN.

Pentru fiecare director există masca cu drepturi maxime A care stochează privilegiile maxime pe care un utilizator le poate avea asupra acestuia. Cele opt drepturi care pot fi specificate în această mască sunt enumerate mai jos:

Permisiune de citire din fișierele deschise

Permisiune de scriere pentru a deschide fișiere

Dreptul de a deschide fișiere

Dreptul de a crea fișiere noi

Dreptul de a distruge fișiere

Dreptul de a crea, redenumi sau șterge subdirectoare și de a seta drepturi de încredere asupra directoarelor dintr-un director și subdirectoarele acestuia

Dreptul de a căuta fișiere într-un director

Dreptul de a modifica atributele fișierului

Toleranța la erori de sistem NetWare

Toleranța la erori este una dintre cele mai importante caracteristici de astăzi, iar dezvoltatorii NetWare au acordat atenția cuvenită acestei probleme. Versiunile 2.2, 3.12 și 4.0 ale sistemului de operare NetWare utilizează tehnologia SFT (Tolerant la erori de sistem - C sistem de protecție împotriva defecțiunilor echipamentelor). C sistem de protecție împotriva defecțiunilor echipamentelor -vaniya mijloace operatiune delicata server de fișiere în cazul diferitelor tipuri de defecțiuni hardware. Toate versiunile de NetWare au instrumente pentru a minimiza pierderea de date în cazul deteriorării fizice a suprafeței unității. Sistemul SFT a mers mai departe în acest sens propunând metode oglindirea disculuiși duplicarea discului

Sistemul NetWare are capacitatea de a monitoriza semnalele UPS. Când este detectată o întrerupere de curent, sistemul de operare informează utilizatorii despre aceasta și le spune cât timp au la dispoziție pentru a-și finaliza munca. După această perioadă de timp, sistemul de operare va închide automat toate fișierele de pe sistem și se va închide singur.

În cele din urmă, sistemul SFT oferă un sistem TTS (request processing trace). Programele de aplicație care folosesc acest sistem interpretează secvența acțiunilor cu bazele de date ca o singură operație - fie toate acțiunile sunt finalizate cu succes, fie nici una dintre ele

Caracteristici comparative ale diferitelor versiuni

Structura sistemului de operare al rețelei

Sistemul de operare al rețelei este coloana vertebrală a oricărei rețele de calculatoare. Fiecare computer dintr-o rețea este în mare măsură autonom, așa că un sistem de operare în rețea este înțeles în linii mari ca însemnând o colecție de sisteme de operare. calculatoare individuale, interacționând în scopul schimbului de mesaje și împărtășirii resurselor conform regulilor comune - protocoale. Într-un sens restrâns, un sistem de operare de rețea este sistemul de operare al unui singur computer care îi oferă capacitatea de a lucra într-o rețea.

Sistemul de operare în rețea al unei singure mașini poate fi împărțit în mai multe părți (Figura 1):

Computer Local Resource Management Tools: Funcții de distribuție memorie cu acces aleatorîntre procese, procese de programare și expediere, gestionarea procesoarelor în mașini multiprocesor, gestionarea perifericeși alte funcții ale managementului resurselor OS locale.

Mijloace de furnizare a resurselor și serviciilor proprii pentru uz general - partea de server a sistemului de operare (server). Aceste instrumente asigură, de exemplu, blocarea fișierelor și înregistrărilor, care este necesară pentru partajarea acestora; întreținerea directorului de nume resursele rețelei; procesarea cererii acces de la distanță a detine Sistemul de fișiere si baza de date; gestionarea cozilor de solicitări de la utilizatori la distanță către perifericele acestora.

Mijloace de solicitare a accesului la resurse și servicii de la distanță și utilizarea acestora - partea client a sistemului de operare (redirector). Această parte realizează recunoașterea și redirecționarea către rețea a solicitărilor către resursele de la distanță din aplicații și utilizatori, în timp ce cererea vine din aplicație în formă locală și este transmisă în rețea într-o altă formă care îndeplinește cerințele serverului. Partea client are grijă, de asemenea, de a primi răspunsuri de la servere și de a le converti într-un format local, astfel încât cererile locale și de la distanță să nu se distingă pentru aplicație.

Mijloace de comunicare OS prin care sunt schimbate mesajele în rețea. Această parte oferă adresarea și tamponarea mesajelor, alegerea rutei de transmitere a mesajelor prin rețea, fiabilitatea transmisiei etc., adică este un mijloc de transport al mesajelor.

Orez. 1. Structura sistemului de operare al rețelei

În funcție de funcțiile atribuite unui anumit computer, este posibil ca sistemul său de operare să nu aibă nici o parte client, nici o parte server.

Reţea Sisteme de operare au proprietăți diferite, în funcție de faptul că sunt destinate rețelelor la scară de grup de lucru (departament), rețele la scară de campus sau rețele la scară de întreprindere.

Rețele de departamente - utilizat de un grup restrâns de angajați care rezolvă sarcini comune. Scopul principal al rețelei de departamente este de a partaja resurse locale, cum ar fi aplicații, date, imprimante laser și modemuri. Rețelele departamentale nu sunt de obicei subrețele.

Rețele de campus - conecta mai multe rețele de departamente în cadrul unei singure clădiri sau în cadrul aceluiași teritoriu al întreprinderii. Aceste rețele sunt încă rețele locale, deși pot acoperi o suprafață de câțiva kilometri pătrați. Astfel de servicii de rețea includ comunicarea între rețelele departamentale, accesul la bazele de date ale întreprinderii, accesul la servere de fax, modemuri de mare viteză și imprimante de mare viteză.

Rețele de întreprindere (rețele corporative) - uniți toate computerele din toate teritoriile unei întreprinderi separate. Ele pot acoperi un oraș, o regiune sau chiar un continent. În astfel de rețele, utilizatorii au acces la informații și aplicații situate în alte grupuri de lucru, alte departamente, divizii și sedii corporative.

Sarcina principală a sistemului de operare utilizat într-o rețea departamentală este de a organiza partajarea resurselor, cum ar fi aplicații, date, imprimante laserși eventual modemuri de viteză mică. De obicei, rețelele departamentale au unul sau două servere de fișiere și nu mai mult de 30 de utilizatori. Sarcinile de management la nivel de departament sunt relativ simple. Sarcinile administratorului includ adăugarea de noi utilizatori, depanarea erorilor simple, instalarea de noi noduri și instalarea de noi versiuni de software. Sistemele de operare ale rețelelor departamentale sunt bine dezvoltate și variate, la fel ca și rețelele departamentale în sine, care sunt folosite de mult timp și sunt destul de bine stabilite. O astfel de rețea utilizează de obicei unul sau cel mult două sisteme de operare de rețea. Aceasta este cel mai adesea o rețea cu un server dedicat NetWare 3.x sau Windows NT sau o rețea peer-to-peer, cum ar fi rețeaua Windows for Workgroups.

Utilizatorii și administratorii rețelelor departamentale își vor da seama în curând că își pot îmbunătăți eficiența muncii obținând acces la informații de la alte departamente din întreprinderea lor. Dacă vânzătorul poate accesa caracteristicile unui anumit produs și le poate include în prezentare, atunci acele informații vor fi mai actualizate și vor avea un impact mai mare asupra cumpărătorilor. Dacă departamentul de marketing poate accesa caracteristicile unui produs care este încă în curs de dezvoltare de către departamentul de inginerie, poate pregăti rapid materiale de marketing imediat după finalizarea dezvoltării.

Așadar, următorul pas în evoluția rețelelor este combinarea rețelelor locale ale mai multor departamente într-o singură rețea a unei clădiri sau a unui grup de clădiri. Astfel de rețele sunt numite rețele de campus. Rețelele de campus se pot întinde pe câțiva kilometri, dar nu sunt necesare conexiuni globale.

Sistemul de operare care rulează în rețeaua campusului trebuie să permită angajaților dintr-un departament să acceseze unele dintre fișierele și resursele din rețelele altor departamente. Serviciile de sistem de operare a rețelei campus depășesc simpla partajare a fișierelor și a imprimantelor, dar oferă adesea acces la alte tipuri de servere, cum ar fi serverele de fax și serverele modem de mare viteză. Un serviciu important oferit de sistemele de operare din această clasă este accesul la bazele de date corporative, indiferent dacă acestea se află pe servere de baze de date sau pe minicalculatoare.

Problemele de integrare încep la nivelul rețelei campusului. În general, departamentele și-au ales deja tipurile de computere, echipamente de rețea și sisteme de operare în rețea. De exemplu, un departament de inginerie poate utiliza un sistem de operare UNIX și un echipament de rețea Ethernet, un departament de vânzări poate utiliza medii de operare DOS/Novell și echipamente Token Ring. Foarte des, o rețea de campus conectează sisteme informatice diferite, în timp ce rețelele departamentale folosesc computere de același tip.

Rețeaua corporativă conectează rețelele tuturor departamentelor întreprinderii, în cazul general, situate la distanțe considerabile. Rețelele corporative utilizează legături WAN pentru a conecta rețele locale sau computere individuale.

Utilizatorii rețelei de întreprindere necesită toate aceleași aplicații și servicii care se găsesc în rețelele departamentale și de campus, plus unele aplicații și servicii suplimentare, cum ar fi accesul la aplicații mainframe și minicomputer și conectivitate globală. Când un sistem de operare este conceput pentru retea locala sau grup de lucru, responsabilitatea sa principală este de a partaja fișiere și alte resurse de rețea (de obicei imprimante) între utilizatorii conectați local. Această abordare nu este aplicabilă la nivelul întreprinderii. Pe lângă serviciile de bază de partajare a fișierelor și a imprimantelor, un sistem de operare de rețea care este dezvoltat pentru corporații trebuie să accepte un set mai larg de servicii, care include de obicei e-mail, colaborare, asistență pentru utilizatori la distanță, fax, mesagerie vocală, organizare de conferințe video etc. .

În plus, multe dintre metodele și abordările existente pentru rezolvarea sarcinilor tradiționale ale rețelelor la scară mai mică pentru rețeaua corporativă s-au dovedit a fi nepotrivite. Au ieșit în prim-plan sarcini și probleme care fie erau de importanță secundară, fie nu apăreau deloc în rețelele de grupuri de lucru, departamente și chiar campusuri. De exemplu, sarcina simplă de a menține înregistrările utilizatorilor pentru o rețea mică a devenit o problemă complexă pentru o rețea la nivel de întreprindere. Iar utilizarea legăturilor globale necesită ca sistemele de operare ale întreprinderii să accepte protocoale care funcționează bine pe liniile de viteză redusă și să abandoneze unele dintre protocoalele utilizate în mod tradițional (de exemplu, cele care folosesc în mod activ mesajele difuzate). De o importanță deosebită sunt sarcinile de depășire a eterogenității - în rețea au apărut numeroase gateway-uri care asigură funcționarea coordonată a diferitelor sisteme de operare și aplicații ale sistemului de rețea.

Următoarele caracteristici pot fi, de asemenea, atribuite caracteristicilor sistemelor de operare corporative.

Suport aplicatie. Rețelele corporative rulează aplicații complexe care necesită mult putere de calcul. Astfel de aplicații sunt împărțite în mai multe părți, de exemplu, un computer rulează o parte a aplicației asociată cu executarea de interogări la baza de date, celălalt computer rulează solicitări către serviciul de fișiere, iar pe mașinile client, partea care implementează procesarea datelor aplicației. logic și organizează interfața cu utilizatorul. Partea de calcul a sistemelor software comună unei corporații poate fi prea mare și insuportabilă pentru stațiile de lucru client, astfel încât aplicațiile vor rula mai eficient dacă părțile lor cele mai complexe din punct de vedere computațional sunt transferate pe un computer puternic special conceput pentru acest lucru - server de aplicații.

Serverul de aplicații trebuie să se bazeze pe o platformă hardware puternică (sisteme multiprocesoare, adesea bazate pe procesoare RISC, arhitecturi cluster specializate). Sistemul de operare al serverului de aplicații trebuie să ofere performanțe de calcul ridicate, ceea ce înseamnă că trebuie să accepte multithreading, multitasking preventiv, multiprocesare, memorie virtuală și cele mai populare medii de aplicații (UNIX, Windows, MS-DOS, OS/2). În acest sens, sistemul de operare de rețea NetWare este greu de clasificat ca produs de întreprindere, deoarece îi lipsesc aproape toate cerințele pentru un server de aplicații. În același timp, un suport bun pentru aplicațiile universale în Windows NT îi permite de fapt să își revendice un loc în lumea produselor pentru întreprinderi.

Ghișeu de ajutor. Un sistem de operare de întreprindere trebuie să fie capabil să stocheze informații despre toți utilizatorii și resursele în așa fel încât să poată fi gestionate dintr-un punct central. La fel ca o organizație mare, o rețea corporativă trebuie să stocheze centralizat cât mai multe informații de referință despre ea însăși (din date despre utilizatori, servere, stații de lucru și terminând cu date despre sistemul de cablu). Este firesc să organizăm aceste informații sub forma unei baze de date. Datele din această bază de date pot fi solicitate de multe aplicații de sistem de rețea, în primul rând sisteme de control și administrare. În plus, o astfel de bază de date este utilă pentru organizarea de e-mailuri, sisteme de colaborare, servicii de securitate, servicii de inventariere a software-ului de rețea și hardware și pentru aproape orice aplicație de afaceri mari.

O bază de date de referință oferă aceeași varietate de caracteristici și pune aceeași varietate de probleme ca orice altă bază de date mare. Vă permite să efectuați diverse operațiuni de căutare, sortare, modificare etc., ceea ce simplifică foarte mult viața atât a administratorilor, cât și a utilizatorilor. Dar aceste facilități vin cu prețul rezolvării problemelor de distribuție, replicare și sincronizare.

În mod ideal, informațiile de referință ale rețelei ar trebui implementate ca o bază de date unică, și nu un set de baze de date specializate în stocarea de informații de un fel sau altul, așa cum se întâmplă adesea în sistemele de operare reale. De exemplu, Windows NT are cel puțin cinci tipuri diferite de baze de date de referință. Directorul principal al domeniului (NT Domain Directory Service) stochează informații despre utilizatori, care sunt utilizate atunci când se organizează logarea lor logică la rețea. Datele despre aceiași utilizatori pot fi, de asemenea, conținute în alt director utilizat de Microsoft Mail. Încă trei baze de date acceptă rezoluție de adrese la nivel scăzut: WINS - mapează numele Netbios la adrese IP, directorul DNS - serverul de nume de domeniu - este util atunci când conectați o rețea NT la Internet și, în sfârșit, un director de protocol DHCP este utilizat pentru a atribui automat IP-ul se adresează computerelor din rețea. Mai aproape de ideal sunt serviciile de director oferite de Banyan (un produs Streettalk III) și Novell (NetWare Directory Services), care oferă un singur director pentru toate aplicațiile de rețea. Prezența unui singur Ghișeu de ajutor pentru un sistem de operare în rețea - unul dintre cele mai importante semne ale corporativismului său.

Securitate. De o importanță deosebită pentru sistemul de operare rețeaua corporativă obține probleme de securitate a datelor. Pe de o parte, într-o rețea de mare amploare, există în mod obiectiv mai multe oportunități de acces neautorizat - datorită descentralizării datelor și distribuției mari a punctelor de acces „legitime”, datorită numărului mare de utilizatori a căror fiabilitate este greu de stabilirea și, de asemenea, din cauza numărului mare de puncte de acces posibile.conexiune neautorizată la rețea. Pe de altă parte, aplicațiile de afaceri pentru întreprinderi lucrează cu date care sunt vitale pentru succesul corporației în ansamblu. Iar pentru a proteja astfel de date în rețelele corporative, alături de hardware variat, se utilizează întreaga gamă de instrumente de protecție oferite de sistemul de operare: drepturi de acces selective sau obligatorii, proceduri complexe de autentificare a utilizatorilor, criptare software.

Întrebări de test:

Care sunt principalele tipuri de cabluri utilizate în proiectele de rețele locale?

Care cablu este cel mai bun pentru utilizarea pe distanțe lungi?

Care cablu este cel mai bun pentru utilizarea pe distanțe scurte?

Enumerați principalele tipuri de scuturi de cablu UTP.

Care sunt cele două standarde principale pentru alocarea perechilor de fire la pinii din conectorii RJ45?

Ce tipuri de cabluri vă permit să lucrați la viteze de peste 10Mbit/sec?

Scopul comutatorului este comutatorul.

Scopul butucului - butuc

Scopul routerului este routerul

Ce este un sistem de operare în rețea în sensul cel mai larg?

Ce se numește sistem de operare în rețea în sens restrâns?

Enumerați și descrieți caracteristicile sistemelor de operare corporative.

Care sunt mai multe părți ale sistemului de operare de rețea al unei singure mașini?

Care sunt sarcinile unui administrator?

Lista sistemelor de operare de rețea moderne?

Sistem de operare în rețea sistem de operare) este un sistem de operare care asigură procesarea, stocarea și transmiterea datelor într-o rețea de informații.

Sarcinile principale ale sistemului de operare al rețelei sunt împărțirea resurselor rețelei (de exemplu, spațiul pe disc) și administrarea rețelei. Administratorul de sistem definește resursele partajate, stabilește parolele, definește drepturile de acces pentru fiecare utilizator sau grup de utilizatori. Prin urmare, sistemele de operare de rețea sunt împărțite în sisteme de operare de rețea pentru servere și sisteme de operare de rețea pentru utilizatori.

Există sisteme de operare de rețea speciale cărora le sunt date funcțiile sistemelor convenționale (de exemplu, Windows NT) și sisteme de operare obișnuite (Windows XP) cărora le sunt date funcții de rețea. Aproape toate sistemele de operare moderne au funcții de rețea încorporate.

Sistemul de operare al rețelei este coloana vertebrală a oricărei rețele de calculatoare. Fiecare computer din rețea este în mare măsură autonom, prin urmare, un sistem de operare în rețea în sens larg este înțeles ca un set de sisteme de operare ale computerelor individuale care interacționează pentru a face schimb de mesaje și a partaja resurse conform regulilor comune - protocoale. Aceste protocoale asigură funcțiile de bază ale unei rețele: adresarea obiectelor, operarea serviciului, securitatea datelor și managementul rețelei. Într-un sens restrâns, un sistem de operare de rețea este sistemul de operare al unui singur computer care îi oferă capacitatea de a lucra într-o rețea.

În funcție de modul în care funcțiile sunt distribuite între computerele din rețea, sistemele de operare în rețea și, prin urmare, rețelele, sunt împărțite în două clase: peer-to-peer și dual-rank, care sunt adesea numite rețele cu servere dedicate.

Dacă un computer își oferă resursele altor utilizatori de rețea, atunci joacă rolul unui server. În acest caz, un computer care accesează resursele unei alte mașini este un client. Un computer care operează într-o rețea poate acționa fie ca client, fie ca server, fie ca o combinație a ambelor.

Dacă performanța funcțiilor serverului este scopul principal al computerului, atunci un astfel de computer se numește server dedicat. În funcție de ce resursă server este partajată, aceasta se numește server de fișiere, server de fax, server de imprimare, server de aplicații și așa mai departe. Nu se obișnuiește să se utilizeze un server dedicat ca computer pentru a efectua sarcini curente care nu sunt legate de scopul său principal, deoarece acest lucru poate reduce performanța muncii sale ca server.

Pe serverele dedicate, este de dorit să instalați sisteme de operare care sunt special optimizate pentru a îndeplini anumite funcții de server. Prin urmare, în astfel de rețele, cele mai des sunt utilizate sisteme de operare de rețea, care includ mai multe opțiuni de sistem de operare care diferă în funcție de capabilitățile părților serverului. De exemplu, sistemul de operare de rețea Novell NetWare are o variantă de server care este optimizată pentru a funcționa ca server de fișiere.

În rețelele peer-to-peer, toate computerele au drepturi de acces egale la resursele celuilalt. Fiecare utilizator poate, după bunul plac, să declare orice resursă a computerului său care urmează să fie partajată, după care alți utilizatori o pot folosi. În astfel de rețele, același sistem de operare este instalat pe toate computerele.

14) Arhitectura sistemului de operare Windows Primele versiuni ale sistemului au avut un design de microkernel bazat pe microkernel-ul Mach dezvoltat la Universitatea Carnegie Mellon. Arhitectura versiunilor ulterioare ale sistemului nu mai este microkernel.

Motivul constă în depășirea treptată a principalului dezavantaj al arhitecturilor microkernel - supraîncărcarea suplimentară asociată cu transmiterea mesajelor. Potrivit experților Microsoft, un design pur microkernel nu este viabil din punct de vedere comercial, deoarece este ineficient. Prin urmare, o cantitate mare de cod de sistem, în primul rând controlul apelurilor de sistem și grafica ecranului, a fost mutată din spațiul de adrese utilizator în spațiul kernel și rulează în modul privilegiat. Ca urmare, elementele unei arhitecturi microkernel și elementele unui nucleu monolitic (sistem combinat) sunt împletite în nucleul Windows. Astăzi, microkernel-ul Windows este prea mare (mai mult de 1 MB) pentru a avea prefixul „micro”. Componentele de bază ale nucleului Windows NT se află în memoria preempționată și comunică între ele prin transmiterea de mesaje, așa cum este obișnuit în sistemele de operare cu microkernel. În același timp, toate componentele kernelului funcționează în același spațiu de adrese și se folosesc în mod activ structuri generale date, care este tipic pentru sistemele de operare cu un nucleu monolitic.

Modularitate ridicată și flexibilitate a primului versiuni Windows NT a permis ca sistemul să fie portat cu succes pe platforme non-Intel, cum ar fi Alpha (DEC Corporation), Power PC (IBM) și MIPS (Silicon Graphic). Versiunile ulterioare sunt limitate la suportarea arhitecturii Intel x86. O diagramă de arhitectură simplificată pentru rularea aplicațiilor Win32 este prezentată în Figura 1.

Administrarea procesului

Cea mai importantă parte a sistemului de operare, care afectează direct funcționarea computerului, este subsistemul de control al procesului. Un proces (sau cu alte cuvinte, o sarcină) este o abstractizare care descrie un program care rulează. Pentru un sistem de operare, un proces este o unitate de lucru, o cerere de consum de resurse de sistem. Subsistemul de management al proceselor programează execuția proceselor, adică distribuie timpul procesorului între mai multe procese existente simultan în sistem și, de asemenea, creează și distruge procese, oferă proceselor resursele necesare de sistem și sprijină interacțiunea dintre procese.

Conceptul de proces caracterizează un anumit set al unui set de instrucțiuni de execuție, resursele asociate acestuia (memorie sau spațiu de adresă alocat pentru execuție, stive, fișiere și dispozitive de intrare-ieșire utilizate etc.) și momentul curent al executării acestuia (valori de registru, contor de programe). , starea stivei etc.) valori variabile) sub controlul sistemului de operare. Nu există o corespondență unu-la-unu între procese și programe procesate de sistemele informatice. După cum va fi arătat mai târziu, în unele sisteme de operare, mai mult de un proces poate fi organizat pentru a rula anumite programe sau același proces poate executa mai multe programe diferite în secvență. Mai mult, chiar și în cazul procesării unui singur program în cadrul unui proces, nu se poate considera că procesul este pur și simplu o descriere dinamică a codului fișierului executabil, a datelor și a resurselor alocate acestora. Procesul se află sub controlul sistemului de operare, astfel încât acesta poate executa o parte din codul său kernel (nu se află în fișierul executabil!), atât în ​​cazurile special planificate de autorii programului (de exemplu, când se utilizează apeluri de sistem), cât și în situații neprevăzute (de exemplu, la gestionarea întreruperilor externe).

16) Planificarea procesului include rezolvarea următoarelor sarcini:

Determinarea momentului de schimbare a procesului de rulare;

Selectarea unui proces pentru execuție din coada de procese gata;

Schimbarea contextelor proceselor „vechi” și „noi”.

Primele două sarcini sunt rezolvate în software, iar ultima se face în mare parte în hardware (vezi secțiunea 2.3. „Suport hardware pentru managementul memoriei și multitasking în microprocesoarele Intel 80386, 80486 și Pentium”).

Există mulți algoritmi diferiți de planificare a proceselor care rezolvă problemele de mai sus în moduri diferite, urmăresc obiective diferite și oferă calitate diferită multiprogramare. Printre acest set de algoritmi, să aruncăm o privire mai atentă la două grupuri de algoritmi cei mai des întâlniți: algoritmi bazați pe cuantizare și algoritmi bazați pe priorități.

În conformitate cu algoritmii bazați pe cuantizare, schimbarea proces activ se întâmplă dacă:

procesul s-a încheiat și a părăsit sistemul,

A avut loc o eroare,

procesul a intrat în starea ÎN AȘTEPTARE,

cuantumul de timp al procesorului alocat acestui proces a fost epuizat.

Gestionarea memoriei

Memoria este o resursă critică care necesită o gestionare atentă de către un sistem de operare cu multiprogramare. Toată memoria RAM care nu este ocupată de sistemul de operare este supusă distribuției. De obicei, sistemul de operare este situat în cele mai mici adrese, dar poate ocupa cele mai înalte adrese. Funcțiile de gestionare a memoriei ale sistemului de operare sunt: ​​urmărirea memoriei libere și utilizate, alocarea memoriei proceselor și eliberarea memoriei atunci când procesele se termină, împingerea proceselor din RAM pe disc atunci când memoria principală nu este suficient de mare pentru a găzdui toate procesele din ea și returnarea le-o pe RAM, atunci când spațiul devine liber în ea, precum și setarea adreselor programului într-o anumită zonă a memoriei fizice.

Tipuri de adrese

Numele simbolice (etichete), adresele virtuale și adresele fizice sunt folosite pentru a identifica variabilele și comenzile.

Numele simbolice sunt atribuite de utilizator atunci când scrie un program într-un limbaj algoritmic sau asamblator.

Adresele virtuale sunt generate de un traducător care traduce programul în limbajul mașinii. Deoarece în timpul traducerii nu se știe în general unde va fi încărcat programul în RAM, traducătorul atribuie adrese virtuale (condiționale) variabilelor și comenzilor, de obicei presupunând implicit că programul va fi plasat începând de la adresa zero. Setul de adrese virtuale ale unui proces se numește spațiu de adrese virtuale. Fiecare proces are propriul său spațiu de adrese virtuale. Dimensiunea maximă a spațiului de adrese virtuale este limitată de bitness-ul adresei inerent unei arhitecturi computer date și, de regulă, nu se potrivește cu cantitatea de memorie fizică disponibilă în computer.

Adresele fizice corespund numărului de celule RAM unde variabilele și comenzile sunt de fapt sau vor fi localizate. Trecerea de la adresele virtuale la cele fizice se poate face în două moduri. În primul caz, înlocuirea adreselor virtuale cu cele fizice se face printr-o specială program de sistem- incarcator in miscare. Încărcătorul în mișcare, pe baza datelor sale inițiale despre adresa de pornire a memoriei fizice în care urmează să fie încărcat programul și a informațiilor furnizate de traducător cu privire la constantele dependente de adresă ale programului, încarcă programul, combinându-l cu înlocuirea adreselor virtuale cu adrese fizice.

A doua modalitate este că programul este încărcat în memorie neschimbat în adrese virtuale, în timp ce sistemul de operare fixează offset-ul locației reale. codul programului raportat la spațiul de adrese virtuale. În timpul execuției programului, de fiecare dată când se accesează memoria RAM, adresa virtuală este convertită în una fizică. A doua metodă este mai flexibilă, permite ca programul să fie mutat în timpul execuției sale, în timp ce încărcătorul în mișcare leagă programul de zona de memorie alocată inițial. În același timp, utilizarea unui încărcător în mișcare reduce supraîncărcarea, deoarece conversia fiecărei adrese virtuale are loc o singură dată în timpul încărcării, iar în al doilea caz, de fiecare dată când este accesată adresa dată.

În unele cazuri (de obicei în sisteme specializate), când se știe dinainte exact în ce zonă a RAM va fi executat programul, compilatorul emite imediat codul executabil în adrese fizice.

Sistem de operare în rețea - un sistem de operare cu capabilități încorporate pentru lucrul în rețele de calculatoare. Aceste caracteristici includ: suport pentru echipamente de rețea; a sustine protocoale de rețea; suport pentru protocoale de rutare; suport pentru filtrarea traficului de rețea; suport pentru accesul la resurse de la distanță, cum ar fi imprimante, discuri etc. prin rețea; suport pentru protocoale de autorizare a rețelei; prezența în sistem servicii de rețea, permițând utilizatorilor la distanță să utilizeze resursele computerului.

Exemple de sisteme de operare în rețea: Novell NetWare; Microsoft Windows(95, NT și mai târziu); Diverse sisteme UNIX, cum ar fi Solaris, FreeBSD; Diverse sisteme GNU/Linux; iOS; ZyNOS de ZyXEL.

Scop principal. Sarcinile principale sunt împărțirea resurselor rețelei (de exemplu, spațiul pe disc) și administrarea rețelei. Utilizarea funcțiilor de rețea Administrator de sistem definește resursele partajate, stabilește parolele, definește drepturile de acces pentru fiecare utilizator sau grup de utilizatori. De aici diviziunea:

— sisteme de operare în rețea pentru servere;

— sisteme de operare în rețea pentru utilizatori.

Există sisteme de operare de rețea speciale cărora le sunt date funcțiile sistemelor convenționale (Ex: Windows NT) și sisteme de operare convenționale (Ex: Windows XP) cărora le sunt date funcții de rețea. Astăzi, aproape toate sistemele de operare moderne au funcții de rețea încorporate.

Structura sistemului de operare al rețelei

Sistemul de operare al rețelei este coloana vertebrală a oricărei rețele de calculatoare. Fiecare computer din rețea este în mare măsură autonom, prin urmare, un sistem de operare în rețea în sens larg este înțeles ca un set de sisteme de operare ale computerelor individuale care interacționează pentru a face schimb de mesaje și a partaja resurse conform regulilor comune - protocoale. Într-un sens restrâns, un sistem de operare de rețea este sistemul de operare al unui singur computer care îi oferă capacitatea de a lucra într-o rețea.

Pe un sistem de operare în rețea o singură mașină poate fi împărțită în mai multe părți (Figura 1.1):

Instrumente pentru gestionarea resurselor locale de computer: funcții pentru alocarea memoriei RAM între procese, procese de programare și dispecerizare, gestionarea procesoarelor în mașini cu mai multe procesoare, gestionarea dispozitivelor periferice și alte funcții pentru gestionarea resurselor locale ale sistemului de operare.

Mijloace de furnizare a resurselor și serviciilor proprii pentru uz general - partea de server a sistemului de operare (server). Aceste instrumente asigură, de exemplu, blocarea fișierelor și înregistrărilor, care este necesară pentru acestea partajarea; întreținere de directoare cu nume de resurse de rețea; procesarea cererilor de acces de la distanță la propriul sistem de fișiere și bază de date; gestionarea cozilor de solicitări de la utilizatori la distanță către perifericele acestora.

Instrumente pentru solicitarea accesului la resurse și servicii de la distanță și utilizarea acestora - partea client a sistemului de operare (redirector). Această parte realizează recunoașterea și redirecționarea către rețea a solicitărilor către resursele de la distanță din aplicații și utilizatori, în timp ce cererea vine din aplicație în formă locală și este transmisă în rețea într-o altă formă care îndeplinește cerințele serverului. Partea client are grijă, de asemenea, de a primi răspunsuri de la servere și de a le converti într-un format local, astfel încât cererile locale și de la distanță să nu se distingă pentru aplicație.

Mijloace de comunicare OS prin care sunt schimbate mesajele în rețea. Această parte oferă adresarea și tamponarea mesajelor, alegerea rutei de transmitere a mesajelor prin rețea, fiabilitatea transmisiei etc., adică este un mijloc de transport al mesajelor.

În funcție de funcțiile atribuite unui anumit computer, este posibil ca sistemul său de operare să nu aibă nici o parte client, nici o parte server.

Primele sisteme de operare în rețea au fost o combinație între un sistem de operare local existent și un shell de rețea construit deasupra acestuia. În același timp, în sistemul de operare local au fost integrate un minim de funcții de rețea, care erau necesare pentru funcționarea shell-ului de rețea, care îndeplinea principalele funcții de rețea. Un exemplu al acestei abordări este utilizarea pe fiecare mașină de rețea a sistemului de operare MS DOS (care, de la a treia versiune, are funcții încorporate precum blocarea fișierelor și înregistrărilor necesare pentru partajarea la dosare). Principiul construirii unui sistem de operare de rețea sub forma unui shell de rețea peste un sistem de operare local este utilizat și în sistemele de operare moderne, cum ar fi, de exemplu, LANtastic sau Personal Ware.

Cu toate acestea, pare mai eficient să se dezvolte sisteme de operare care au fost proiectate inițial să funcționeze în rețea. Funcțiile de rețea ale acestui tip de sistem de operare sunt profund încorporate în modulele principale ale sistemului, ceea ce le asigură armonia logică, ușurința în operare și modificare, precum și performanta ridicata. Un exemplu de astfel de sistem de operare este sistem Windows NT de la Microsoft, care, datorită rețelei încorporate, oferă performanțe mai mari și securitate a informațiilor în comparație cu sistemul de operare de rețea LAN Manager al aceleiași companii (dezvoltat în comun cu IBM), care este un add-on pentru sistemul de operare local / 2 sistem de operare.

Până acum, în prelegerile acestui curs, ne-am limitat la cadrul sistemelor de operare clasice, adică sistemele de operare care funcționează pe computere autonome cu un singur procesor, care la mijlocul anilor 80 ai secolului trecut au stat la baza parcul mondial de tehnologie informatică. Supus criteriilor de creștere a eficienței și ușurinței în utilizare, sistemele de calcul de atunci, așa cum am menționat deja în prima prelegere, încep să se dezvolte rapid în două direcții: crearea de calculatoare multiprocesor și integrarea sisteme autonomeîn retele de calculatoare.

Apariția computerelor multiprocesor nu afectează în mod semnificativ funcționarea sistemelor de operare. Într-un sistem de calcul multiprocesor, conținutul stării se modifică execuţie. În această stare, pot exista mai multe procese, dar mai multe - în funcție de numărul de procesoare. În consecință, algoritmii de planificare se modifică. Prezența mai multor procese care rulează necesită o implementare mai atentă a excluderii reciproce atunci când rulează nucleul. Dar toate aceste schimbări nu sunt ideologice, nu sunt de natură fundamentală. Schimbările fundamentale în sistemele de calcul multiprocesor afectează nivelul algoritmic, necesitând dezvoltarea de algoritmi pentru paralelizarea rezolvării problemelor. Deoarece, din punctul de vedere al cursului nostru, sistemele multiprocesor nu au introdus nimic fundamental nou în dezvoltarea sistemelor de operare, nu le vom lua în considerare în continuare.

Situația este diferită în cazul rețelelor de calculatoare.

De ce sunt computerele conectate la o rețea?

De ce a fost necesar să se unească computerele într-o rețea? Ce a dus la apariția rețelelor?

• Unul dintre motivele principale a fost nevoia de a partaja resurse (atât fizice, cât și informaționale). Dacă o organizație are mai multe computere și ocazional trebuie să imprime ceva text, atunci nu are sens să cumperi o imprimantă pentru fiecare computer. Este mult mai profitabil să ai o imprimantă de rețea pentru toate computerele. O situație similară poate apărea cu fișierele de date. De ce să păstrezi fișiere identice date pe toate computerele, menținând coerența acestora, dacă este posibil să stocați un fișier pe o singură mașină, furnizându-i acestuia acces la retea de la toți ceilalți?
• Al doilea motiv ar trebui luat în considerare posibilitatea de a accelera calculele. Aici, asociațiile de rețea ale mașinilor concurează cu succes cu sistemele de calcul multiprocesor. Sistemele multiprocesor, fara a afecta esential structura sistemelor de operare, necesita modificari destul de serioase la nivel hardware, ceea ce le creste foarte mult costul. În multe cazuri, este posibil să se obțină viteza de calcul necesară a unui algoritm paralel folosind nu mai multe procesoare într-un complex de calcul, ci mai multe computere separate conectate într-o rețea. Astfel de clustere de calcul de rețea au adesea un avantaj față de complexele multiprocesoare în ceea ce privește raportul eficiență/cost.
• Următorul motiv este legat de creșterea fiabilității tehnologiei computerului. În sistemele în care o defecțiune poate provoca consecințe catastrofale (energie nucleară, cosmonautică, aviație etc.), mai multe sisteme informatice sunt instalate în comunicare, duplicându-se între ele. Dacă complexul principal eșuează, activitatea acestuia este continuată imediat de cel de rezervă.
• În sfârșit, ultimul motiv (dar pentru mulți principalul ca importanță) a fost posibilitatea de utilizare retele de calculatoare pentru comunicarea cu utilizatorul. E-mailuri au înlocuit practic literele obișnuite, iar utilizarea tehnologiei informatice pentru organizarea convorbirilor electronice sau telefonice înlocuiește cu încredere comunicațiile telefonice obișnuite.

Sisteme de operare în rețea și distribuite

În prima prelegere, am spus că există două abordări principale pentru organizarea sistemelor de operare pentru sistemele de computer conectate la o rețea - acestea sunt rețea și sisteme de operare distribuite. Trebuie menționat că terminologia în acest domeniu nu s-a stabilit încă. În unele lucrări, toate sistemele de operare care asigură funcționarea computerelor într-o rețea se numesc distribuite, în timp ce în altele, dimpotrivă, cele de rețea. Aderăm la punctul de vedere că rețeaua și sisteme distribuite sunt fundamental diferite.

LA sisteme de operare în rețea pentru a folosi resursele altuia computer de rețea, utilizatorii ar trebui să fie conștienți de prezența sa și să poată face acest lucru. Fiecare mașină din rețea rulează propriul său sistem de operare local, care diferă de sistemul de operare al unui computer de sine stătător în prezența unor instrumente de rețea suplimentare (suport software pentru dispozitive de interfață de rețea și acces la resurse de la distanță), dar aceste completări nu schimba semnificativ structura sistemului de operare.