Системное обеспечение работы в сети
Основное назначение сетевых операционных систем – обеспечение служебных функций обеспечения передачи данных канального и сетевого уровня. Сетевая система может как включать (как система Windows NT), так и не включать в свой состав обычную операционную систему отдельного компьютера (как система NetWare). В последнем случае для обычных операций (например, при работе с файлами) сетевая ОС пользуется соответствующими функциями обычной операционной системы.
Программное обеспечение сетевой операционной системы делится на две части. Одни модули располагаются на центральном сервере сети (если он есть) или на тех компьютерах, на которых лежат системные таблицы, управляющие сетью. Другие модули располагаются на каждой рабочей станции. Первые управляют работой сети. Вторые выполняют обычные протокольные функции – отправляют и получают пакеты, а также осуществляют посылку запросов к управляющим модулям.
Если это требуется, сетевая операционная система может по запросу одного компьютера запустить программу на другом компьютере. На этом основана распределенная обработка данных в сети. Вместо того, чтобы перекачать некоторый большой массив данных с центрального сервера на рабочую станцию с целью его обработки, с рабочей станции на сервер посылается запрос (или инструкция), задающий параметры обработки. Все вычисления выполняются на сервере (как правило, более быстродействующем, чем рабочие станции), а на рабочую станцию передаются только результаты обработки, имеющие значительно меньший объем. В резуьтате резко сокращаются объемы передаваемых данных, обеспечивается более гибкое управление доступом к данным. Внедрение объектно-ориентированных технологий позволяет упростить организацию построение систем распределенной обработки данных.
Задачей современных сетевых операционных систем становится объединение неравноценных операционных систем рабочих станций и обеспечение сетевого уровня для широкого круга задач: обработка баз данных, передача сообщений, управление распределенными ресурсами сети.
Существует несколько подходов к организации управления ресурсами сети.
При первом подходе системные таблицы находятся на каждом файловом сервере сети. Они содержат информацию о пользователях, группах, их правах доступа к ресурсам сети (данным, сервисным услугам и т.п.). Такая организация работы удобна, если в сети только один сервер. В этом случае требуется определить и контролировать только одну информационную базу. При расширении сети, добавлении новых серверов объем задач по управлению ресурсами сети резко возрастает. Администратор системы вынужден на каждом сервере сети определять и контролировать работу пользователей. Абоненты сети, в свою очередь, должны точно знать, где расположены те или иные ресурсы сети, а для получения доступа к этим ресурсам - регистрироваться на выбранном сервере. Конечно, для информационных систем, состоящих из большого количества серверов, такая организация работы не подходит.
Второй подход используется в LANServer и LANMahager - Структура Доменов (Domain). Все ресурсы сети и пользователи объединены в группы. Домен можно рассматривать как аналог таблиц объектов, только здесь такая таблица является общей для нескольких серверов, при этом ресурсы серверов являются общими для всего домена. Поэтому пользователю для того, чтобы получить доступ к сети, достаточно подключиться к домену (зарегистрироваться), после этого ему становятся доступны все ресурсы домена, ресурсы всех серверов и устройств, входящих в состав домена. Однако и с использованием этого подхода также возникают проблемы при построении информационной системы с большим количеством пользователей, серверов и, соответственно, доменов. Например, сети для предприятия или большой разветвленной организации. Здесь эти проблемы уже связаны с организацией взаимодействия и управления несколькими доменами, хотя по содержанию они такие же, как и в первом случае.
Третий подход - Служба Наименований Директорий или Каталогов (Directory Name Services - DNS) лишен этих недостатков.
Все ресурсы сети: сетевая печать, хранение данных, пользователи, серверы и т.п. рассматриваются как отдельные ветви или директории информационной системы. Таблицы, определяющие DNS, находятся на каждом сервере. Это, во-первых, повышает надежность и живучесть системы, а во-вторых, упрощает обращение пользователя к ресурсам сети. Зарегистрировавшись на одном сервере, пользователю становятся доступны все ресурсы сети. Управление такой системой также проще, чем при использовании доменов, так как здесь существует одна таблица, определяющая все ресурсы сети, в то время как при доменной организации необходимо определять ресурсы, пользователей, их права доступа для каждого домена отдельно.
Рассмотрим более подробно возможности некоторых сетевых операционных систем и требования, которые они предъявляют к программному и аппаратному обеспечению устройств сети.
NetWare, Novell. Отличительной чертой является эффективная файловая система широкий выбор аппаратного обеспечения. В качестве операционной системы используется собственная разработка Nowell. Для передачи данных используются протоколы IРХ/SРХ. Мультипроцессорность не предусматривается. Количество пользователей не должно превышать 250. Управление распределенными ресурсами сети осуществляется с помощью таблицы объектов на сервере. Защита от отказов в сети основана на дублировании дисков, зеркальном отражении дисков, резервном копировании таблиц и данных. В качестве файловой системы рабочих станций допускается DOS, Windows, Мас, ОS/2, UNIX, Windows NT.
LAN Server, IВМ Согр. Использует
доменную организации сети, что упрощает управление и доступ к ресурсам сети и обеспечивает полное взаимодействие с иерархическими системами (архитектурой SNА). LAN Server - целостная операционная система с широким набором услуг. Она работает на базе ОS/2, поэтому сервер может быть невыделенным. Обеспечивает взаимодействие с иерархическими системами, поддерживает межсетевое взаимодействие. Выпускаются две версии LAN Server: Entry и Advanced.
Версия Advanced в отличие от Entry поддерживает высокопроизводительную файловую систему (High Perfomance File System - HPFS). Она включает системы отказоустойчивости (Fail Tolerances) и секретности (Local Security).
Серверы и пользователи объединяются в домены. Серверы в домене работают как единая логическая система. Все ресурсы домена доступны пользователю после регистрации в домене. В одной кабельной системе могут работать несколько доменов. При использовании на рабочей станции OS/2 ресурсы этих станций доступны пользователям других рабочих станций, но только одному в данное время. Администратор может управлять работой сети только с рабочей станции, на которой установлена операционная система OS/2. LAN Server поддерживает удаленную загрузку рабочих станций DOS, OS/2 и Windows.
Система основана на операционной системе OS/2 2.х. В качестве коммуникационных протоколов используются протоколы: NetBIOS, ТСР/IР. Поддерживается мультипроцессорность. Максимальное количество пользователей - 1016. Система отказоустойчивости основана на дублировании дисков, зеркальном отражении дисков. Предусмотрена поддержка накопителя на магнитной ленте, резервное копирование таблиц домена. Клиент может использовать файловую систему DOS, Windows, Мас, OS/2, UNIX, Windows NT.
Windows NT, Microsoft Corp. Эта операционная система отличается простотой интерфейса пользователя и доступностью средств разработки прикладных программ и поддержка прогрессивных объектно-ориентированных технологий. Вследствие этого эта операционная система стала одной из самых популярных сетевых операционных систем.
Интерфейс напоминает оконный интерфейс Windows. Модульное построение системы упрощает внесение изменений и перенос на другие платформы. Обеспечивается защищенность подсистем от несанкционированного доступа и от их взаимного влияния (если зависает один процесс, это не влияет на работу остальных). Есть поддержка удаленных станций, но не поддерживается удаленная обработка заданий. Windows NT предъявляет более высокие требования к производительности компьютера по сравнению с NetWare.
Система основывается на протоколах NetBEUI, ТСР/IР, IРХ/SРХ, АррlеТаlk, АsyncBEUI. Поддерживается мультипроцессорность. Количество пользователей неограничено. Максимальный размер файла также неограничен. Для задания распределенных ресурсов используется система доменов. Защита от отказов включает дублирование дисков, зеркальное отражение дисков, RAID 5, поддержку накопителя на магнитной ленте, резервное копирование таблиц домена и данных. У клиента допускается файловая система DOS, Windows, Мас, ОS/2, UNIX, Windows NT.
NetWare 4, Nowell Inc. Эта система использует специализированную систему управления ресурсами сети, что позволяет строить эффективные информационные системы с количеством пользователей до 1000. В системе определены все ресурсы, услуги и пользователи сети. Эта информация распределена по всем серверам сети.
Встроенная поддержка Протокола Передачи Серии Пакетов позволяет передавать несколько пакетов без ожидания подтверждения о получении каждого пакета. Подтверждение передается после получения последнего пакета из серии. При передаче через шлюзы и маршрутизаторы обычно выполняется разбиение передаваемых данных на сегменты по 512 Байт, что уменьшает: скорость передачи данных примерно на 20%. Применение в NetWare 4 протокола LIP (Large Internet Packet) позволяет повысить эффективность обмена данными между сетями, так как в этом случае разбиение на сегменты по 512 Байт не требуется.
Все системные сообщения и интерфейс используют специальный модуль. Для перехода к другому языку достаточно поменять этот модуль или добавить новый. Возможно одновременное использование нескольких языков: один пользователь при работе с утилитами использует английский язык, а другой в это же время - немецкий.
Утилиты управления поддерживают DOS, Windows и OS/2-интерфейс. В качестве сетевого протокола используется IРХ/SРХ. Мультипроцессорность не поддерживается. Система защиты от отказов включает дублирование дисков, зеркальное отражение дисков, резервное копирование системных таблиц.Клиент может использовать файловые системы DOS, Windows, Мас(5), ОS/2, UNIX, Windows NT.
