Мрежови ОС: функции, видове, различни ОС. Характеристики на мрежовите операционни системи Какви операционни системи се използват на мрежови сървъри

В случай, че потребителите са изправени пред задачата за оптимално разделяне на мрежови ресурси (например дисково пространство), те могат да използват мрежови системи, които предоставят възможност за прехвърляне на много административни функции в мрежовото пространство. С помощта на мрежови ресурси, които значително превъзхождат потребителските, администраторът има възможност професионално да дефинира споделени ресурси и чрез задаване на уникални пароли за всеки от тях да ги направи автономни и достъпни за всеки отделен потребител или група потребители. Това разделение определя и класификацията на мрежовите операционни системи на сървърни операционни системи и операционни системи, предназначени за потребители.

Днес са разработени и широко използвани специални мрежови операционни системи, но те имат характеристиките на познатите ни операционни системи. Разработени са специални мрежови операционни системи, които имат параметрите на конвенционалните, като например операционната система Windows XP. Трябва също така да се отбележи, че днес почти всички конвенционални системи имат вградени опции и функции на мрежови системи.

Следователно мрежовата операционна система е вградена опция, която ви позволява да работите ефективно в мрежовото пространство. Тези свойства включват:

Осигуряване на поддръжка за широка гама мрежово оборудване;

Възможност за използване на мрежови протоколи;

Осигуряване на използване и поддръжка на маршрутизация;

Филтриране на трафика;

Осигуряване на непрекъснат достъп до отдалечени мрежови ресурси (дискове и принтери);

Внедряване на възможности за отдалечен достъп за решаване на мрежови проблеми.

Най-разпространените мрежови операционни системи са: Novell NetWare, различни версии на GNU/Linux, ZyNOS и, разбира се, най-често срещаните Microsoft Windows (95, NT, XP, Vista, 7).

Съвременните мрежи и тяхното многообразие се дължат на факта, че днес в света има много видове компютри. Ето защо се разработват и разпространяват системи за мобилни устройства, домашни работни станции, сървърни системи и корпоративни ОС. Самата тази класификация подчертава разнообразието от характеристиките на ефективността и възможностите за избор, които отличават разглежданите ресурси. Това разнообразие, положително от една страна (осигурява избор на потребителя, ОС според финансовите му възможности и в съответствие с поставените задачи), от друга създава известни неудобства. Това неудобство се крие в необходимостта да се осигури съвместимост на операционната система, особено за корпоративни подразделения, работещи в рамките на една и съща мрежова политика. Много важно свойство, което характеризира параметрите на конкретна мрежова ОС, е достъпното зареждане на операционната система и възможността за бързото й актуализиране.

Такива операционни системи са най-широко използвани в различни предприятия и институции, които изискват обработка на големи количества данни. Естествено възниква въпросът как да изберете правилните мрежови операционни системи, за да управлявате ефективно бизнес, без да харчите допълнителни пари. Изглежда, че основният критерий при избора на подходяща ОС трябва да бъде следният. Ако имате нужда от ресурс в мащаба на голямо предприятие или корпорация, тогава обърнете внимание на такъв параметър като мащабируемост, т.е. стабилност на работа при различни мрежови условия. Важна е и високата степен на съвместимост - способността за ефективно използване на режима на онлайн актуализация. В допълнение, за предпочитане е такава ОС да осигурява интеграция на разнородни ресурси - сървъри и компютри.

Разбира се, доста е трудно да се намери и избере операционна система, която напълно да отговаря на изискванията на конкретен потребител. Ето защо е препоръчително да ги изберете, като вземете предвид критичната оценка на реалните проблеми и конкретната ситуация, която този софтуер ще реши.

FGOU SPO SPb ТКУиК

Резюме по темата "Информатика"

МРЕЖОВИ ОПЕРАЦИОННИ СИСТЕМИ

Свърших работата

студент от група 9ГС-21

Дударов Юрий

Санкт Петербург

1. Въведение

2. Мрежова операционна система

2.1 Peer-to-peer мрежа OS и OS със специални сървъри

2.2 ОС за работни групи и ОС за корпоративни мрежи

2.3 Признаци на корпоративна ОС

2.3.1.Поддръжка

2.3.2 Помощна услуга

2.3.3 Сигурност

3. Примери за SOS

1. ВЪВЕДЕНИЕ

За да разберете какво е мрежова операционна система, трябва да разберете какво е просто операционна система. Така:

Операционната система е набор от програми за управление и обработка, които, от една страна, действат като интерфейс между устройствата на компютърната система и приложните програми, а от друга са предназначени да контролират устройства, управляват изчислителни процеси, ефективно разпределят изчислителните ресурси между изчислителни процеси и организиране на надеждни изчисления. Това определение се отнася за повечето съвременни операционни системи с общо предназначение. В логическата структура на типична изчислителна система операционната система заема позиция между устройства с тяхната микроархитектура, машинен език и евентуално собствен (вграден) фърмуер, от една страна, и приложни програми, от друга. ОС позволява на разработчиците на софтуер да се абстрахират от детайлите на внедряването и работата на устройствата, осигурявайки минимално необходимия набор от функции

В повечето изчислителни системи ОС е основната, най-важната (а понякога и единствената) част от системния софтуер. От 90-те години на миналия век най-разпространените операционни системи са семейството операционни системи Microsoft Windows и системите от клас UNIX (особено Linux).

Мрежовата операционна система е операционна система с вградени възможности за работа в компютърни мрежи. Такива възможности включват:

поддръжка на мрежово оборудване
поддръжка на мрежови протоколи
поддръжка на протокол за маршрутизиране
поддръжка за филтриране на мрежов трафик
поддръжка за достъп до отдалечени ресурси като принтери, дискове и др. по мрежата
поддръжка на мрежови протоколи за авторизация
наличието в системата на мрежови услуги, които позволяват на отдалечените потребители да използват компютърни ресурси

Тоест SOS формира основата на всяка компютърна мрежа. Всеки компютър в мрежата е до голяма степен автономен, следователно мрежова операционна система в широк смисъл се разбира като набор от операционни системи на отделни компютри, които си взаимодействат, за да обменят съобщения и да споделят ресурси според единни правила - протоколи. В тесен смисъл мрежовата ОС е операционната система на отделен компютър, която му осигурява възможност за работа в мрежа.

2) Мрежова операционна система

Мрежовата операционна система на отделна машина може да бъде разделена на няколко части:

Инструменти за управление на локални компютърни ресурси: функции за разпределяне на RAM между процеси, планиране и диспечиране на процеси, управление на процесори в многопроцесорни машини, управление на периферни устройства и други функции за управление на локални ресурси на ОС.
Средства за предоставяне на собствени ресурси и услуги за общо ползване - сървърната част на ОС (сървър). Тези инструменти осигуряват например заключване на файлове и записи, което е необходимо за тяхното споделяне; поддържане на директории с имена на мрежови ресурси; обработка на заявки за отдалечен достъп до собствена файлова система и база данни; управление на опашки от заявки от отдалечени потребители към техните периферни устройства.
Средство за заявка на достъп до отдалечени ресурси и услуги и тяхното използване – клиентската част на ОС (пренасочвач). Тази част разпознава и препраща заявки към отдалечени ресурси от приложения и потребители към мрежата, където заявката идва от приложението в локална форма и се предава на мрежата в друга форма, която отговаря на изискванията на сървъра. Клиентската част също приема отговори от сървъри и ги конвертира в локален формат, така че приложението да е неразличимо от изпълнението на локални и отдалечени заявки.
Комуникационни средства на ОС, с помощта на които се обменят съобщения в мрежата. Тази част осигурява адресиране и буфериране на съобщения, избор на маршрут за предаване на съобщения по мрежата, надеждност на предаване и т.н., тоест това е средство за транспортиране на съобщения.

В зависимост от функциите, присвоени на даден компютър, неговата операционна система може да няма клиентска или сървърна част.

Първите мрежови операционни системи бяха комбинация от съществуваща локална операционна система и мрежова обвивка, изградена върху нея. В същото време минималните мрежови функции, необходими за работата на мрежовата обвивка, която изпълнява основните мрежови функции, бяха вградени в локалната ОС. Пример за този подход е използването на операционната система MS DOS на всяка мрежова машина (която, започвайки с третата си версия, има вградени функции като заключване на файлове и записи, необходими за споделяне на файлове). Принципът на изграждане на мрежови операционни системи под формата на мрежова обвивка върху локална операционна система се използва и в съвременните операционни системи, като LANtastic или Personal Ware.

Въпреки това изглежда по-ефективно да се разработват операционни системи, които първоначално са проектирани да работят в мрежата. Мрежовите функции на този тип ОС са дълбоко вградени в основните модули на системата, което гарантира тяхната логическа хармония, лекота на работа и модифициране, както и висока производителност. Пример за такава ОС е системата Windows NT от Microsoft, която благодарение на вградените мрежови инструменти осигурява по-висока производителност и информационна сигурност в сравнение с мрежовата ОС LAN Manager на същата компания (съвместна разработка с IBM), която е добавка към локалната OS/2 операционна система.

2.1 Peer-to-peer мрежа OS и OS със специални сървъри

В зависимост от това как се разпределят функциите между компютрите в мрежата, мрежовите операционни системи и следователно мрежите се разделят на два класа: равноправни и двустранни се наричат по-често мрежи със специални сървъри.

Ако компютърът предоставя своите ресурси на други мрежови потребители, тогава той играе ролята на сървър. В този случай компютърът, който има достъп до ресурсите на друга машина, е клиент. Както вече споменахме, компютър, работещ в мрежа, може да изпълнява функциите на клиент или сървър или да комбинира и двете функции.

Ако изпълнението на някои сървърни функции е основната цел на компютъра (например предоставяне на файлове за общо ползване от всички останали мрежови потребители или организиране на споделяне на факсове, или позволяване на всички мрежови потребители да изпълняват своите приложения на този компютър), тогава такъв компютър е наречен специален сървър. В зависимост от това кой сървърен ресурс се споделя, той се нарича файлов сървър, факс сървър, сървър за печат, сървър за приложения и др.

Очевидно на специалните сървъри е препоръчително да се инсталират операционни системи, които са специално оптимизирани за изпълнение на определени сървърни функции. Ето защо в мрежите със специални сървъри най-често се използват мрежови операционни системи, които включват няколко опции за ОС, които се различават по възможностите на сървърните части. Например, мрежовата операционна система Novell NetWare има сървърна версия, оптимизирана за работа като файлов сървър, както и опции за обвивки за работни станции, работещи с различни локални операционни системи, и тези обвивки изпълняват изключително клиентски функции. Друг пример за операционна система, насочена към изграждане на мрежа със специален сървър, е операционната система Windows NT. За разлика от NetWare, и двете версии на тази мрежова ОС - Windows NT Server (за специален сървър) и Windows NT Workstation (за работна станция) - могат да поддържат както клиентски, така и сървърни функции. Но сървърната версия на Windows NT има повече възможности за предоставяне на ресурсите на вашия компютър на други мрежови потребители, тъй като може да изпълнява по-широк набор от функции, поддържа по-голям брой едновременни връзки с клиенти, прилага централизирано управление на мрежата и има повече разработени функции за сигурност.

Не е обичайно специален сървър да се използва като компютър за извършване на рутинни задачи, които не са свързани с основната му цел, тъй като това може да намали производителността на работата му като сървър. Във връзка с тези съображения, Novell NetWare OS изобщо не предоставя възможност за стартиране на конвенционални приложни програми от страната на сървъра, тоест сървърът не съдържа клиентска част и няма сървърни компоненти на работните станции. В други мрежови операционни системи обаче функционирането на клиентската част на специален сървър е напълно възможно. Например Windows NT Server може да изпълнява редовни локални потребителски програми, които може да изискват изпълнение на клиентски функции на ОС, когато се появят заявки за ресурси от други компютри в мрежата. В този случай работните станции, на които е инсталиран Windows NT Workstation, могат да изпълняват функциите на неспециализиран сървър.

Важно е да се разбере, че въпреки факта, че в мрежа със специален сървър всички компютри в общия случай могат едновременно да изпълняват ролята на сървър и клиент, тази мрежа не е функционално симетрична: в хардуера и софтуера има два вида в него са внедрени компютри – едни, в по-голяма степен фокусирани върху изпълнение на сървърни функции и стартиране на специализирани сървърни ОС, докато други изпълняват предимно клиентски функции и изпълняват подходящата за целта версия на ОС. Функционалната асиметрия, като правило, причинява и асиметрия в оборудването - за специализирани сървъри се използват по-мощни компютри с големи количества RAM и външна памет. По този начин функционалната асиметрия в мрежи със специален сървър е придружена от асиметрия на операционните системи (OS специализация) и хардуерна асиметрия (компютърна специализация).

В peer-to-peer мрежите всички компютри имат равни права на достъп до ресурсите на другия. Всеки потребител може по свое усмотрение да декларира всеки ресурс на своя компютър като споделен, след което други потребители могат да го използват. В такива мрежи всички компютри имат инсталирана една и съща операционна система, което предоставя на всички компютри в мрежата потенциално еднакви възможности. Peer-to-peer мрежи могат да бъдат изградени например на базата на LANtastic, Personal Ware, Windows for Workgroup, Windows NT Workstation OS.

В мрежите peer-to-peer може да възникне и функционална асиметрия: някои потребители не искат да споделят своите ресурси с други и в този случай техните компютри действат като клиент; администраторът е възложил само функции за организиране на споделянето на ресурси към други компютри, което означава, че те са сървъри; в случай че локалният потребител не възразява срещу използването на неговите ресурси и не изключва възможността за достъп до други компютри, операционната система, инсталирана на неговия компютър, трябва да включва както сървърна, така и клиентска част; . За разлика от мрежите със специални сървъри, при peer-to-peer мрежите няма специализация на ОС в зависимост от преобладаващата функционална насоченост – клиент или сървър. Всички варианти се изпълняват чрез конфигуриране на една и съща версия на ОС.

Peer-to-peer мрежите са по-лесни за организиране и работа, но се използват предимно за обединяване на малки групи от потребители, които нямат големи изисквания към обема на съхраняваната информация, нейната сигурност от неоторизиран достъп и скорост на достъп. С повишени изисквания към тези характеристики са по-подходящи двуранговите мрежи, където сървърът решава по-добре проблема с обслужването на потребителите със своите ресурси, тъй като неговото оборудване и мрежова операционна система са специално проектирани за тази цел.

2.2 ОС за работни групи и ОС за корпоративни мрежи

Мрежовите операционни системи имат различни свойства в зависимост от това дали са предназначени за мрежи от мащаб на работна група (отдел), мрежи от кампус или мрежи от мащаб на предприятие.

Отделни мрежи – използват се от малка група служители, решаващи общи проблеми. Основната цел на мрежата на отдел е да споделя локални ресурси като приложения, данни, лазерни принтери и модеми. Отделните мрежи обикновено не се разделят на подмрежи.
Кампусни мрежи - свържете множество мрежи от отдели в рамките на една сграда или в една и съща корпоративна зона. Тези мрежи все още са локални мрежи, въпреки че могат да покрият площ от няколко квадратни километра. Услугите на такава мрежа включват взаимодействие между мрежите на отделите, достъп до корпоративни бази данни, достъп до факс сървъри, високоскоростни модеми и високоскоростни принтери.
Корпоративни мрежи (корпоративни мрежи) - обединяват всички компютри от всички територии на отделно предприятие. Те могат да покриват град, регион или дори континент. Тези мрежи предоставят на потребителите достъп до информация и приложения, разположени в други работни групи, отдели, отдели и корпоративни централи.

Основната цел на операционната система, използвана в мрежа за целия отдел, е да организира споделянето на ресурси като приложения, данни, лазерни принтери и евентуално нискоскоростни модеми. Обикновено ведомствените мрежи имат един или два файлови сървъра и не повече от 30 потребители. Управленските задачи на ниво отдел са относително прости. Задачите на администратора включват добавяне на нови потребители, отстраняване на прости повреди, инсталиране на нови възли и инсталиране на нови версии на софтуера. Операционните системи на ведомствените мрежи са добре развити и разнообразни, както и самите ведомствени мрежи, които се използват от дълго време и са доста добре функциониращи. Такава мрежа обикновено използва една или най-много две мрежови операционни системи. Най-често това е мрежа със специален NetWare 3.x или Windows NT сървър, или peer-to-peer мрежа, като например Windows for Workgroups мрежа.

Потребителите и администраторите на отделни мрежи скоро осъзнават, че могат да подобрят ефективността си, като получат достъп до информация от други отдели в своето предприятие. Ако продавачът може да получи достъп до специфични характеристики на продукта и да ги включи в презентация, информацията ще бъде по-актуална и ще има по-голямо въздействие върху купувачите. Ако маркетинговият отдел има достъп до характеристиките на продукт, който все още се разработва от инженерния отдел, тогава той може бързо да подготви маркетингови материали веднага след завършване на разработката.

И така, следващата стъпка в еволюцията на мрежите е да се комбинират локалните мрежи на няколко отдела в една мрежа от сграда или група от сгради. Такива мрежи се наричат кампус мрежи. Кампусните мрежи могат да се простират на няколко километра, но не изискват широкообхватни връзки.

Операционната система, работеща в мрежата на кампуса, трябва да осигури на служителите в някои отдели достъп до някои файлове и ресурси в мрежите на други отдели. Услугите, предоставяни от операционните системи на кампусната мрежа, надхвърлят обикновеното споделяне на файлове и принтери и често осигуряват достъп до други видове сървъри, като факс сървъри и високоскоростни модемни сървъри. Важна услуга, предоставяна от операционните системи от този клас, е достъпът до корпоративни бази данни, независимо дали те се намират на сървъри на бази данни или на миникомпютри.

Проблемите с интеграцията започват на ниво мрежа в кампуса. Като цяло отделите вече са избрали видовете компютри, мрежово оборудване и мрежови операционни системи. Например, инженерният отдел може да използва операционната система UNIX и Ethernet мрежово оборудване, отделът по продажби може да използва операционната среда DOS/Novell и оборудването Token Ring. Много често една кампусна мрежа свързва различни компютърни системи, докато ведомствените мрежи използват подобни компютри.

Корпоративната мрежа свързва мрежите на всички отдели на предприятието, които обикновено са разположени на значителни разстояния. Корпоративните мрежи използват WAN връзки за свързване на локални мрежи или отделни компютри.

Корпоративните мрежови потребители изискват всички приложения и услуги, намиращи се в мрежите на ведомствата и кампуса, плюс някои допълнителни приложения и услуги, като достъп до мейнфрейм и миникомпютърни приложения и глобални комуникации. Когато една ОС е проектирана за локална мрежа или работна група, нейната основна отговорност е да споделя файлове и други мрежови ресурси (обикновено принтери) между локално свързани потребители. Този подход не е приложим на ниво предприятие. Наред с основните услуги, свързани със споделянето на файлове и принтери, мрежова ОС, която се разработва за корпорации, трябва да поддържа по-широк набор от услуги, които обикновено включват пощенска услуга, инструменти за сътрудничество, отдалечена потребителска поддръжка, факс услуга, обработка на гласови съобщения, организация на видеоконференции и др.

В допълнение, много съществуващи методи и подходи за решаване на традиционните проблеми на по-малките мрежи за корпоративната мрежа се оказаха неподходящи. На преден план излязоха задачи и проблеми, които бяха или от второстепенно значение, или изобщо не се появиха в мрежите на работни групи, отдели и дори кампуси. Например, най-простата задача за поддържане на потребителски записи за малка мрежа се превърна в сложен проблем за мрежа от мащаб на предприятието. А използването на глобални комуникации изисква корпоративните операционни системи да поддържат протоколи, които работят добре на нискоскоростни линии, и да изоставят някои традиционно използвани протоколи (например тези, които активно използват излъчвани съобщения). Задачата за преодоляване на хетерогенността придоби особено значение - в мрежата се появиха множество шлюзове, осигуряващи координираната работа на различни операционни системи и приложения на мрежовата система.

2.3 Признаци на корпоративна ОС

Следните характеристики могат също да бъдат включени в характеристиките на корпоративните операционни системи.

2.3.1 Поддръжка на приложения

Корпоративните мрежи изпълняват сложни приложения, които изискват много изчислителна мощност, за да работят. Такива приложения са разделени на няколко части, например на един компютър се изпълнява частта от приложението, свързана с изпълнение на заявки към базата данни, от друга - заявки към файловата услуга, а на клиентски машини - частта, която изпълнява приложението логиката за обработка на данни и организира потребителския интерфейс. Компютърната част на софтуерните системи, споделяни от една корпорация, може да бъде твърде обемна и непосилна за клиентските работни станции, така че приложенията ще работят по-ефективно, ако техните най-сложни в изчислително отношение части се прехвърлят към мощен компютър, специално проектиран за тази цел - сървър за приложения.

Сървърът на приложенията трябва да бъде базиран на мощна хардуерна платформа (мултипроцесорни системи, често базирани на RISC процесори, специализирани клъстерни архитектури). Операционната система на сървъра на приложения трябва да осигурява висока изчислителна производителност и следователно да поддържа многонишкова обработка, превантивна многозадачност, мултипроцесиране, виртуална памет и най-популярните среди на приложения (UNIX, Windows, MS-DOS, OS/2). В тази връзка мрежовата операционна система NetWare трудно може да се класифицира като корпоративен продукт, тъй като липсват почти всички изисквания за сървър на приложения. В същото време добрата поддръжка на универсални приложения в Windows NT всъщност му позволява да претендира за място в света на корпоративните продукти.

2.3.2 Помощно бюро

Корпоративната ОС трябва да може да съхранява информация за всички потребители и ресурси по начин, който може да се управлява от една централна точка. Подобно на голяма организация, корпоративната мрежа се нуждае от централизирано съхранение на възможно най-пълна основна информация за себе си (от данни за потребители, сървъри, работни станции до данни за кабелната система). Естествено е тази информация да се организира под формата на база данни. Данните от тази база данни могат да бъдат изисквани от много приложения на мрежови системи, предимно системи за управление и администриране. В допълнение, такава база данни е полезна за организиране на електронна поща, системи за групова работа, услуги за сигурност, услуги за инвентаризация на мрежов софтуер и хардуер и за почти всяко голямо бизнес приложение.

База данни, която съхранява референтна информация, предоставя същото разнообразие от възможности и създава същите много проблеми като всяка друга голяма база данни. Позволява ви да извършвате различни операции за търсене, сортиране, модификация и т.н., което значително улеснява живота както на администраторите, така и на потребителите. Но тези удобства идват на цената на решаването на проблемите с разпространението, репликацията и синхронизацията.

В идеалния случай мрежовата референтна информация трябва да бъде реализирана като единична база данни, а не да бъде набор от бази данни, специализирани в съхраняването на информация от един или друг тип, както често се случва в реалните операционни системи. Например Windows NT има най-малко пет различни типа бази данни за помощ. Главната директория на домейна (NT Domain Directory Service) съхранява информация за потребителите, която се използва за организиране на тяхното логическо влизане в мрежата. Данни за същите потребители може също да се съдържат в друга директория, използвана от Microsoft Mail. Още три бази данни поддържат разрешаване на адреси на ниско ниво: WINS - съпоставя имената на Netbios с IP адресите, DNS директорията - сървър за имена на домейни - е полезна при свързване на NT мрежа към Интернет и накрая, директорията на DHCP протокола се използва за автоматично присвояване на IP адреси мрежови компютри. По-близо до идеала са директорийните услуги, предоставяни от Banyan (Streettalk III) и Novell (NetWare Directory Services), които предлагат единна директория за всички мрежови приложения. Наличието на единно бюро за помощ за мрежова операционна система е един от най-важните признаци на нейния корпоративен характер.

2.3.3 Сигурност

Проблемите със сигурността на данните са от особено значение за операционната система на корпоративната мрежа. От една страна, в широкомащабна мрежа обективно има повече възможности за неоторизиран достъп - поради децентрализацията на данните и голямото разпространение на "легитимни" точки за достъп, поради големия брой потребители, чиято надеждност е трудна за проверка. установяване, а също и поради големия брой възможни точки неразрешено свързване към мрежата. От друга страна, корпоративните бизнес приложения работят с данни, които са жизненоважни за успеха на корпорацията като цяло. И за защита на такива данни в корпоративните мрежи, наред с различни хардуери, се използва цялата гама от инструменти за защита, предоставени от операционната система: селективни или задължителни права за достъп, сложни процедури за удостоверяване на потребителите, софтуерно криптиране.

ПРИМЕРИ ЗА SOS

Novell NetWare OS

Novell беше една от първите компании, създали LAN. Тя произвежда както хардуер, така и софтуер, но наскоро Novell съсредоточи усилията си върху LAN софтуер.

Следват някои характеристики на софтуерните продукти на NetWare: В NetWare могат да работят повече приложения, отколкото във всяка друга локална мрежа. NetWare OS може да поддържа работни станции, работещи с DOS, DOS и Windows, OS/2, UNIX, Windows NT, Mac System 7 и други операционни системи. NetWare LAN може да обработва повече различни типове мрежови адаптери, отколкото всяка друга операционна система. Можете да изберете хардуер от много различни доставчици, за да постигнете целите си. С NetWare можете да използвате ARCnet, EtherNet, Token Ring или практически всеки друг тип мрежов адаптер. NetWare LAN може да нарасне до огромни размери. NetWare LAN работи надеждно. Защитата на данните, осигурена от NetWare, е повече от достатъчна за повечето локални мрежи. NetWare позволява използването на повече от 200 типа мрежови адаптери, повече от 100 типа дискови подсистеми за съхранение, устройства за дублиране на данни и файлови сървъри.

Novell има договори за поддръжка на NetWare OS с някои от най-големите и мощни независими организации, като Bell Atlantic, DEC, Hewlett-Packard, Intel, Prime, Unisys и Xerox.

Мрежова ОС LAN Meneger, Windows NT и LAN сървър

Въпреки че тези мрежови операционни системи са по-малко популярни от OS NetWare, те са по-подходящи за софтуерната технология клиент/сървър, която започва широко да се развива. Много експерти смятат, че бъдещето е на тази технология, така че е напълно възможно това да стане в бъдеще NetWare OS ще загуби лидерската си позиция, но засега остава най-разпространената и популярна.

И двете мрежови операционни системи LAN Manager и LAN Server работят на базата на OS/2. LAN Manager 2.2 изисква OS/2 версия 1.21 или по-нова, докато LAN Server 3.0 изисква OS/2 2.0. Работните станции могат да се управляват от DOS версия 3.3 или OS/2 версия 1.21.

Мрежова ОС LANtastic

По отношение на популярността и броя на продажбите, мрежовата операционна система LANtastik на Artisoft дълго време е лидер на пазара на peer-to-peer LAN. Затова Novell с Personal NetWare и Microsoft с Windows for Workgroups се опитаха да навлязат в тази пазарна област, създадена от Artisoft. Всички тези компании предлагат висококачествен софтуер и затова не е безинтересно кой от софтуерните продукти ще стане най-популярен на пазара. Мрежовата операционна система POWERLan също е силен конкурент и в бъдеще може да измести мрежовите операционни системи като Windows за работни групи, Personal NetWare и LANtastic.

LANtastic OS има редица характеристики, които й позволяват да функционира добре, въпреки факта, че не е най-бързата мрежова операционна система за peer-to-peer LAN мрежи. LANtastic OS има отлични възможности за споделяне на принтери. С допълнителен хардуер, доставен от Artisoft, дори е възможно да се организира аудио електронна поща в LAN. LANtastic OS изисква много малко памет и има възможности за разделяне на CD-ROM устройства. Artisoft предлага Ethernet мрежови адаптери, които работят особено добре с LANtastic OS. Възможно е да свържете Macintosh компютри към LAN, управлявана от LANtastic OS. Тази система е напълно съвместима с Windows. Техническата поддръжка за LANtastic OS включва табло за обяви, което може да бъде достъпно чрез модем, и телефонни консултации от отдела за потребителска поддръжка на Artisoft.

Библиография

1. http://fmi.asf.ru/

http://fmi.asf.ru/library/book/Network/os_net.html

2. "Уикипедия" - версия на енциклопедията на руски език

http://ru.wikipedia.org

3. http://www.citforum.ru, Сървър за информационни технологиисъдържащ достъпна информация на руски език за всички области на компютърните технологии.

Операционната система на компютърна мрежа е в много отношения подобна на операционната система на самостоятелен компютър - тя също е набор от взаимосвързани програми, които осигуряват удобство на потребителите и програмистите, като им представят някакъв вид виртуална изчислителна система и имплементират ефективен начин за споделяне на ресурси между много процеси, работещи в мрежата.

Компютърна мрежае набор от компютри, свързани чрез комуникационна система и оборудвани с подходящ софтуер, който позволява на потребителите на мрежата да имат достъп до ресурсите на този набор от компютри. Мрежата може да бъде формирана от компютри от различен тип.

Комуникационна системаможе да включва кабели, повторители, комутатори, рутери и други устройства, които позволяват предаването на съобщения между всяка двойка компютри в мрежата.

При организиране на работата в мрежата операционната система играе ролята на интерфейс, който предпазва от потребителя всички подробности за софтуера и хардуера на мрежата от ниско ниво. Например, вместо цифрови адреси на мрежови компютри, като MAC адрес или IP адрес, операционната система на компютърната мрежа ви позволява да работите със символни имена, които са лесни за запомняне.

Мрежови и разпределени операционни системи

В зависимост от това какъв вид виртуален образ създава операционната система, за да замени реалното оборудване на компютърна мрежа, има мрежова ОСИ разпределена ОС.

Мрежова ОСпредоставя на потребителя вид виртуална изчислителна система, с която се работи много по-лесно, отколкото с реално мрежово оборудване. В същото време тази виртуална система не крие напълно разпределения характер на своя прототип, т.е. виртуална мрежа.

Когато използва ресурсите на мрежовите компютри, потребителят на мрежова ОС винаги помни, че има работа с мрежови ресурси и че за достъп до тях трябва да извърши някои специални операции, например картографиране на отдалечена споделена директория с фиктивна буква на локално устройство или префикс името на директорията с името на компютъра, на който се намира. Потребителите на мрежовата ОС обикновено трябва да са наясно къде се съхраняват техните файлове и трябва да използват изрични команди за прехвърляне на файлове, за да ги преместятпрехвърляне на файлове от една машина на друга.

Работейки в мрежова операционна среда, потребителят, въпреки че може да стартира задача на всяка машина в компютърната мрежа, винаги знае на коя машина се изпълнява неговата задача. По подразбиране потребителско задание се изпълнява на машината, на която потребителят е влязъл. Ако иска да изпълни задачата на друга машина, тогава той трябва или да влезе в тази машина, като използва команда като remotelogin, или да въведе специална команда за дистанционно изпълнение, в която трябва да посочи информация, идентифицираща отдалечения компютър.

Основната посока на развитие на мрежовите операционни системи е постигането на възможно най-висока степен на прозрачностмрежови ресурси. В идеалния случай мрежовата ОС трябва да представя мрежовите ресурси на потребителя като ресурси от една централизирана виртуална машина. За такава операционна система се използва специално име - разпределениОПЕРАЦИОННА СИСТЕМА,или наистина разпределена ОС.

Разпределената ОС, чрез динамично и автоматично разпределяне на работата между различните машини на системата за обработка, кара набор от мрежови машини да действат като виртуален еднопроцесор. Потребителят на разпределена ОС, най-общо казано, няма информация на коя машина се извършва работата му.

Разпределената ОС съществува като единична операционна система в изчислителна система. Всеки компютър в мрежа, работещ с разпределена ОС, изпълнява част от функциите на тази глобална ОС. Разпределената ОС обединява всички компютри в мрежата в смисъл, че те работят в тясно сътрудничество помежду си, за да използват ефективно всички ресурси на компютърната мрежа.

Две значения на термина „мрежова ОС“

В момента почти всички мрежови операционни системи все още са много далеч от идеала за истинско разпространение. Степента на автономност на всеки компютър в мрежа, работещ с мрежова операционна система, е значително по-висока в сравнение с компютрите, работещи с разпределена операционна система.

В резултат на това мрежовата ОС може да се разглежда като колекция от операционни системи на отделни компютри, които съставляват мрежата. Различните компютри в мрежата могат да работят с една и съща или различни операционни системи. Например, всички компютри в мрежата могат да работят с една и съща UNIX OS. По-реалистичен вариант е мрежа, в която работят различни операционни системи, например някои компютри работят с UNIX, някои работят с NetWare, а останалите работят с Windows NT и Windows 98. Всички тези операционни системи работят независимо една от друга в смисъл, че всеки от тях взема независими решения за създаването и прекратяването на собствените си процеси и управлението на местните ресурси. Но във всеки случай операционните системи на компютрите, работещи в мрежа, трябва да включват взаимно съгласуван набор от комуникационни протоколи за организиране на взаимодействието на процеси, изпълнявани на различни компютри в мрежата, и споделяне на ресурсите на тези компютри между потребителите на мрежата.

Ако операционната система на отделен компютър му позволява да работи в мрежа, тоест да предоставя своите ресурси за общо ползване и/или да консумира ресурсите на други компютри в мрежата, тогава такава операционна система на отделен компютър също е наречена мрежова ОС.

Така терминът „мрежова операционна система“ се използва в две значения: първо, като съвкупност от операционната система на всички компютри в мрежата и, второ, като операционна система на отделен компютър, способен да работи в мрежата. От тази дефиниция следва, че операционни системи като Windows NT, NetWare, Solaris, HP-UX са мрежови операционни системи, тъй като всички те имат функции, които позволяват на техните потребители да работят в мрежата.

Функционални компоненти на мрежова ОС

Фигура 1 показва основните функционални компоненти на мрежовата ОС:

инструменти за управление на местни ресурсикомпютрите изпълняват всички функции на ОС на самостоятелен компютър (разпределение на RAM между процесите, планиране и диспечиране на процеси, управление на процесори в многопроцесорни машини, управление на външна памет, потребителски интерфейс и др.);

мрежови инструменти,от своя страна може да се раздели на три компонента:

средства за предоставяне на местни ресурси и услуги за общо ползване - сървърна частОПЕРАЦИОННА СИСТЕМА;
средства за искане на достъп до отдалечени ресурси и услуги - клиентчаст от ОС;
OS превозни средства,които заедно с комуникационната система осигуряват предаването на съобщения между компютрите в мрежата.

Ориз. 1Функционални компоненти на мрежова ОС

Опростената работа на мрежовата ОС се осъществява по следния начин. Да приемем, че потребителят на компютър А е решил да постави своя файл на диска на друг компютър в мрежата - компютър Б. За целта той въвежда съответната команда на клавиатурата и натиска клавиша Enter. Софтуерният модул на ОС, отговарящ за потребителския интерфейс, получава тази команда и я предава на клиентската част на ОС на компютър А.

Клиентската част на ОС не може да получи директен достъп до ресурсите на друг компютър - в този случай дисковете и файловете на компютър Б. Тя може само да „попита“ сървърната част на ОС, която работи на компютъра, който притежава тези ресурси, за да направите това. Тези "молби" се изразяват като съобщения,предавани по мрежата. Съобщенията могат да съдържат не само команди за извършване на определени действия, но и действителни данни, например съдържанието на файл.

OS превозните средства контролират предаването на съобщения между клиентските и сървърните части през комуникационната система на мрежата. Тези инструменти изпълняват функции като генериране на съобщения, разбиване на съобщение на части (пакети, рамки), преобразуване на имена на компютри в цифрови адреси, организиране на надеждна доставка на съобщения, определяне на маршрут в сложна мрежа и т.н., и т.н.

Правилата за взаимодействие на компютрите при предаване на съобщения по мрежата са фиксирани в комуникационни протоколи,като Ethernet, Token Ring, IP, IPX и т.н. За да могат два компютъра да обменят съобщения по мрежа, техните OS превозни средства трябва да поддържат някакъв общ набор от комуникационни протоколи. Комуникационните протоколи прехвърлят съобщения от клиентските и сървърните части на ОС по мрежата, без да се задълбочават в тяхното съдържание.

От страна на компютър B, на диска на който потребителят иска да постави своя файл, сървърната част на операционната система трябва да работи, като постоянно чака да пристигнат заявки от мрежата за отдалечен достъп до ресурсите на този компютър. Сървърната част, след като получи заявка от мрежата, осъществява достъп до локалния диск и записва посочения файл в една от неговите директории. Разбира се, за извършването на тези действия са необходими не едно, а цяла поредица от съобщения, прехвърлящи команди на ОС и части от прехвърления файл между компютрите.

Много удобна и полезна функция на клиентската страна на ОС е възможността да се разграничи заявка към отдалечен файл от заявка към локален файл. Ако клиентската част на ОС може да направи това, тогава приложенията не трябва да се притесняват дали работят с локален или отдалечен файл - клиентската програма сама разпознава и пренасочва (пренасочване) заявка към отдалечена машина. Оттук и името, често използвано за клиентската част на мрежова ОС - пренасочванеторПонякога функциите за разпознаване се отделят в отделен софтуерен модул; в този случай не цялата клиентска част се нарича пренасочващ, а само този модул.

Клиентските части на мрежовите операционни системи също извършват преобразуване на формати на заявки за ресурси. Те приемат заявки от приложения за достъп до мрежови ресурси в локална форма, тоест във формата, приета в локалната част на ОС. Заявката се предава към мрежата от клиентската част в различна форма, която отговаря на изискванията на сървърната част на операционната система, работеща на компютъра, където се намира необходимият ресурс. Клиентската част също приема отговори от сървърната част и ги преобразува в локален формат, така че изпълнението на локални и отдалечени заявки да е неразличимо за приложението.

Мрежови услуги и мрежови услуги

Нарича се съвкупността от сървърни и клиентски части на ОС, които осигуряват достъп до определен тип компютърен ресурс чрез мрежа мрежова услуга.В горния пример клиентската и сървърната част на ОС, които заедно осигуряват мрежов достъп до файловата система на компютъра, образуват файлова услуга.

Твърди се, че мрежовата услуга предоставя на потребителите на мрежата определен набор от услуги.Тези услуги понякога също се наричат мрежова услуга(от английския термин “service”). Трябва да се отбележи, че този термин в техническата литература се превежда и като „услуга“, и като „услуга“, и като „услуга“. Въпреки че тези термини понякога се използват взаимозаменяемо, трябва да се има предвид, че в някои случаи разликата в значението на тези термини е фундаментална. По-нататък в текста под „услуга“ ще разбираме мрежов компонент, който реализира определен набор от услуги, а под „услуга“ ще разбираме описание на набора от услуги, които се предоставят от тази услуга. По този начин услугата е интерфейс между потребител на услуга и доставчик на услуга (услуга).

Всяка услуга е свързана с определен тип мрежов ресурс и/или специфичен метод за достъп до тези ресурси. Например услугата за печат предоставя на мрежовите потребители достъп до споделени мрежови принтери и предоставя услуга за печат, а услугата за поща предоставя достъп до мрежов информационен ресурс - имейли. Например услугата за отдалечен достъп се различава по метода за достъп до ресурси - тя предоставя на потребителите на компютърна мрежа достъп до всички нейни ресурси чрез комутируеми телефонни канали. За да получите отдалечен достъп до определен ресурс, като например принтер, услугата за отдалечен достъп комуникира с услугата за печат. Най-важните за потребителите на мрежова ОС са файловата услуга и услугата за печат.

Сред мрежовите услуги можем да подчертаем тези, които са насочени не към обикновения потребител, а към администратора. Такива услуги се използват за организиране на работата на мрежата. Например услугата Bindery на операционната система Novell NetWare3.x позволява на администратора да поддържа база данни с мрежови потребители на компютъра, работещ с тази операционна система. По-прогресивен подход е създаването на централизирана помощна услуга или, с други думи, справочна услуга, която е предназначена да поддържа база данни не само за всички потребители на мрежата, но и за всички нейни софтуерни и хардуерни компоненти. NDS на Novell и StreetTalk на Banyan често се цитират като примери за справочни услуги. Други примери за мрежови услуги, които предоставят услуги на администратора, са услуга за наблюдение на мрежата, която ви позволява да улавяте и анализирате мрежов трафик, услуга за сигурност, чиито функции могат да включват по-специално извършване на процедура за влизане с проверка на парола и услуга за архивиране и архивиране.

Нейната позиция в общия набор от мрежови операционни системи зависи от това колко богат набор от услуги предлага операционната система на крайните потребители, приложения и мрежови администратори.

СЪС
Мрежовите услуги по природа са системи клиент-сървър. Тъй като при внедряването на всяка мрежова услуга естествено възникват източник на заявки (клиент) и изпълнител на заявки (сървър), всяка мрежова услуга съдържа две асиметрични части - клиент и сървър (Фигура 2). Една мрежова услуга може да бъде представена в операционната система или от двете части (клиент и сървър), или само от една от тях.

Обикновено се казва, че сървърът предоставя своите ресурси на клиента, а клиентът ги използва. Трябва да се отбележи, че когато мрежова услуга предоставя определена услуга, се използват ресурсите не само на сървъра, но и на клиента. Клиентът може да изразходва значителна част от своите ресурси (дисково пространство, процесорно време и т.н.) за поддържане на мрежовата услуга. Например, когато внедрявате услуга за електронна поща, дискът на клиент може да съдържа локално копие на база данни, съдържаща тяхната обширна кореспонденция. В този случай клиентът върши много работа, когато генерира съобщения в различни формати, включително сложна мултимедия, поддържа поддържане на адресна книга и извършва много други спомагателни дейности.

Основната разлика между клиент и сървър е, че клиентът винаги е инициаторът на работата, извършена от мрежовата услуга, а сървърът винаги е в пасивен режим на изчакване на заявки. Например пощенски сървър доставя поща до компютъра на потребителя само когато се получи заявка от пощенски клиент.

Обикновено взаимодействието между клиентската и сървърната част е стандартизирано, така че един тип сървър може да бъде проектиран да работи с различни типове клиенти, реализирани по различни начини и може би от различни производители. Единственото условие за това е клиентите и сървърът да поддържат общ стандартен комуникационен протокол.

Вградени мрежови услугии мрежови черупки

На практика има няколко подхода за изграждане на мрежови операционни системи, които се различават по дълбочината на внедряване на мрежовите услуги в операционната система (Фигура 3):

мрежови услуги дълбоко вграденав OS;

мрежовите услуги се комбинират като набор - черупки;

мрежовите услуги се произвеждат и доставят като индивидуален продуктта.

Първите мрежови операционни системи бяха комбинация от вече съществуваща локална операционна система и мрежова обвивка, изградена върху нея. В същото време минималните мрежови функции, необходими за работата на мрежовата обвивка, която изпълнява основните мрежови функции, бяха вградени в локалната ОС.

По-късно обаче разработчиците на мрежови ОС обмислиха по-ефективен подход, при който мрежовата ОС от самото начало на работата по нея беше обмислена и проектирана специално за работа в мрежата. Мрежовите функции на тези операционни системи са дълбоко интегрирани в основните модули на системата, което гарантира нейната логическа хармония, лекота на работа и модифициране, както и висока производителност. Важно е при този подход да няма излишък. Ако всички мрежови услуги са добре интегрирани, т.е. разглеждани като неразделна част от ОС, тогава всички вътрешни механизми на такава операционна система могат да бъдат оптимизирани за изпълнение на мрежови функции. Например операционната система WindowsNT на Microsoft, благодарение на вградените мрежови инструменти, осигурява по-висока производителност и информационна сигурност в сравнение с мрежовия OSLANManager на същата компания, който е добавка към локалната операционна система OS/2. Други примери за мрежови операционни системи с вградени мрежови услуги са всички съвременни версии на UNIX, NetWare, OS/2 Warp.

Друг вариант за внедряване на мрежови услуги е обединяването им под формата на определен набор (shell), като всички услуги от такъв набор трябва да са съгласувани една с друга, тоест в работата си да имат достъп една до друга, да имат общи компоненти, например обща подсистема за удостоверяване на потребителя или унифициран потребителски интерфейс. За да работи обвивката, е необходимо да има някаква локална операционна система, която да изпълнява обичайните функции, необходими за управление на компютърния хардуер, и в чиято среда да работят мрежовите услуги, съставляващи тази обвивка. Обвивката е независим софтуерен продукт и като всеки продукт има име, номер на версия и други съответни характеристики; Примерите за мрежова обвивка включват, но не се ограничават до LAN сървър и LAN мениджър.

Една и съща обвивка може да бъде проектирана да работи на напълно различни операционни системи. В такива случаи черупката трябва да бъде изградена, като се вземат предвид спецификите на операционната система, на която ще работи. И така, LANServer; например съществува в различни версии: за работа с операционни системи VAX VMS, VM, OS/400, AIX, OS/2.

Мрежовите обвивки често се разделят на клиент и сървър. Обвивката, която основно съдържа клиентските части на мрежовите услуги, се нарича клиентска обвивка. Например, типичен набор от софтуер за работни станции в мрежа на NetWare е MS-DOS с инсталирана отгоре клиентска обвивка на NetWare, състояща се от клиентски части за файлова услуга и услуга за печат, както и компонент, който поддържа потребителския интерфейс.

Сървърната мрежова обвивка, примери за която са същият LAN сървър и LANManager, както и NetWare за UNIX, услуги за файлове и печат за NetWare, е фокусирана върху изпълнението на сървърни функции. Обвивката на сървъра съдържа най-малко сървърните компоненти на две основни мрежови услуги - файловата услуга и услугата за печат. Именно този набор от сървърни компоненти е внедрен в гореспоменатите продукти NetWare за UNIX и File and Print Services за NetWare. Някои черупки съдържат толкова широк набор от мрежови услуги, че се наричат мрежови операционни системи. Следователно нито един преглед на мрежови операционни системи няма да бъде достатъчно пълен, ако не съдържа информация за LANServer, LANManager, ENS, които са мрежови обвивки. По този начин терминът "мрежова операционна система" придобива друго значение - набор от мрежови услуги, които могат да работят съгласувано в обща операционна среда.

Различни услуги могат да бъдат свързани с един тип ресурс, като се различават по протокола за взаимодействие между клиентската и сървърната част. Например, вградената файлова услуга на Windows NT реализира протокола SMB, използван във всички операционни системи на Microsoft, а допълнителната файлова услуга, която е част от обвивката на File and Print Services за NetWare за същия Windows NT, работи с протоколът NCP, „роден“ за мрежите на NetWare. Освен това Windows NT се доставя стандартно с FTP сървър, който предоставя услуги на файлов сървър за UNIX системи. Нищо не ви пречи да закупите и инсталирате други файлови услуги за използване в Windows NT, като NFS, който между другото има няколко реализации, направени от различни компании. Наличието на няколко вида файлови услуги позволява на приложения, разработени за различни операционни системи, да работят в мрежата.

Мрежовите обвивки се създават както за локални, така и за мрежови операционни системи. Наистина, защо не допълните набора от мрежови услуги, вградени в мрежовата ОС, с други услуги, които съставляват някаква мрежова обвивка. Например мрежовата обвивка ENS (Enterprise Network Services), която съдържа основния набор от мрежови услуги на операционната система Banyan VINES, може да работи на мрежови операционни системи UNIX и NetWare (разбира се, всяка от тези операционни системи изисква своя собствена версия на ENS).

Има и трети начин за внедряване на мрежова услуга - като отделен продукт. Например сървърът за дистанционно управление WinFrame, продукт на Citrix, е проектиран да работи в среда на Windows NT. Той допълва възможностите на сървъра за отдалечен достъп, вграден в Windows NT. Подобна услуга за отдалечен достъп за NetWare може да бъде закупена и отделно чрез закупуване на софтуерния продукт NetWare Connect.

С течение на времето една мрежова услуга може да приеме различни форми на изпълнение. Например, Novell планира да направи услугата за помощ NDS, първоначално вградена в мрежовата операционна система NetWare, достъпна за други операционни системи. За целта услугата NDS ще бъде пренаписана като отделни продукти, всеки от които ще отчита спецификата на съответната ОС. Вече са налични версии на NDS за работа в среди на SCO UNIX и HP-UX, Solaris 2.5 и Windows NT. А помощната услуга StreetTalk отдавна съществува както като вграден модул на мрежовата операционна система BayanVines, като част от обвивката на ENS, така и като отделен продукт за различни операционни системи.

Peer-to-peer и сървърно базирани мрежиоперационна система

В зависимост от това как функциите са разпределени между компютрите в мрежата, те могат да действат в три различни роли:

компютър, предназначен единствено за обслужване на заявки от други компютри, играе ролята на специален сървърмрежи;

компютър, който прави заявки към ресурсите на друга машина, играе ролята на клиентски възел;

компютър, който съчетава функциите на клиент и сървър е връстникна възел.

Очевидно мрежата не може да се състои само от клиентски или само сървърни възли. Мрежа, която оправдава предназначението си и осигурява взаимодействието на компютрите, може да бъде изградена по една от следните три схеми:

peer-to-peer мрежа - peer-to-peer мрежа;

мрежа, базирана на клиенти и сървъри - мрежа със специализирани сървъри;

мрежа, която включва възли от всякакъв тип - хибридна мрежа.

Всяка от тези схеми има своите предимства и недостатъци, които определят областите им на приложение.

ОС в peer-to-peer мрежи

В peer-to-peer мрежите (Фигура 4) всички компютри са еднакви в способността си да осъществяват достъп до ресурсите на другия. Всеки потребител може по свое усмотрение да декларира всеки ресурс на своя компютър като споделен, след което други потребители могат да го използват. В мрежите peer-to-peer на всички компютри е инсталирана операционна система, която осигурява всички компютри в мрежата потенциалноравни възможности. Мрежовите операционни системи от този тип се наричат партньорска ОС.Очевидно е, че peer-to-peer операционните системи трябва да включват както сървърни, така и клиентски компоненти на мрежовите услуги (на фигурата те са обозначени съответно с буквите C и K). Примери за peer-to-peer операционни системи включват LANtastic, Personal Ware, Windows за работни групи, Windows NT Workstation, Windows 95/98.

С потенциалното равенство на всички компютри в peer-to-peer мрежа често възниква функционална асиметрия. Обикновено в мрежата има потребители, които не искат да споделят ресурсите си. В този случай сървърните възможности на техните операционни системи не са активирани и компютрите действат като „чисти“ клиенти (на фигурата са показани неизползваните компоненти на ОС). потъмнял).

В същото време администраторът може да присвои на някои компютри в мрежата само функции за обслужване на заявки от други компютри, като по този начин ги превърне в „чисти“ сървъри, на които не работят потребители. В тази конфигурация мрежите peer-to-peer стават подобни на мрежи със специални сървъри, но това е само външна прилика - остава значителна вътрешна разлика между тези два типа мрежи. Първоначално в мрежите peer-to-peer специализацията на ОС не зависи от това каква функционална роля изпълнява компютърът - клиент или сървър. Промяната на ролята на компютър в peer-to-peer мрежа се постига поради факта, че функциите на сървъра или клиентските части просто не се използват.

Мрежите peer-to-peer са по-лесни за организиране и работа; тази схема се използва за организиране на работа в малки мрежи, в които броят на компютрите не надвишава 10-20. В този случай няма нужда да използвате централизирани инструменти за администриране - лесно е няколко потребители да се споразумеят помежду си за списъка със споделени ресурси и пароли за достъп до тях.

В големите мрежи обаче средствата за централизирано администриране, съхранение и обработка на данни и особено защита на данните стават необходими и такива възможности се предоставят по-лесно в мрежи със специални сървъри.

ОС в мрежи със специални сървъри

В мрежи със специални сървъри (Фигура 5) се използват специални версии на мрежови операционни системи, които са оптимизирани за работа като сървъри и се наричат сървърна ОС.

Потребителските компютри в тези мрежи работят клиентска ОС.

Специализирането на операционна система да действа като сървър е естествен начин да направите сървърните операции по-ефективни. И необходимостта от такова увеличение често се усеща много остро, особено в голяма мрежа. Когато има стотици или дори хиляди потребители в мрежата, обемът на заявките за споделени ресурси може да бъде много голям и сървърът трябва да се справи с този поток от заявки без големи забавяния. Очевидното решение на този проблем е да се използва като сървър компютър с мощна хардуерна платформа и операционна система, оптимизирана за сървърни функции.

Колкото по-малко функции изпълнява една ОС, толкова по-ефективно могат да бъдат внедрени, така че за да оптимизират операциите на сървъра, разработчиците на ОС са принудени да нарушават някои от другите й функции, понякога дори да ги изхвърлят напълно. Един от ярките примери за този подход е сървърната операционна система NetWare. Неговите разработчици си поставиха за цел да оптимизират изпълнението на файловата услуга и услугата за печат. За да направят това, те напълно изключиха от системата много елементи, важни за универсалната операционна система, по-специално графичния потребителски интерфейс, поддръжката на универсални приложения, защитата на многопрограмни приложения едно от друго и механизъм за виртуална памет. Всичко това направи възможно постигането на уникални скорости на достъп до файлове и направи тази операционна система един от лидерите в сървърните операционни системи за дълго време.

Прекалено тясната специализация на някои сървърни операционни системи обаче е и тяхно слабо място. По този начин липсата на универсален интерфейс за програмиране и инструменти за защита на приложенията в NetWare не позволява да се използва като среда за изпълнение на приложения и води до необходимостта от включване на други сървърни операционни системи в мрежата, когато функции, различни от файлови и печатни услуги са изисквани.

Поради това разработчиците на много сървърни операционни системи изоставят функционалните ограничения и включват в сървърната ОС всички компоненти, които им позволяват да бъдат използвани като универсален сървър и дори като клиентска ОС. Такива сървърни операционни системи са оборудвани с разработен графичен потребителски интерфейс и поддържат универсален API. Това ги доближава до равноправните операционни системи, но има няколко разлики, които оправдават класифицирането им като сървърни ОС:

поддръжка на мощни хардуерни платформи, включително многопроцесорни;

поддръжка на голям брой едновременно работещи процеси и мрежови връзки;

включване на компоненти за централизирано мрежово администриране в ОС (например бюро за помощ или услуга за удостоверяване и оторизация на мрежови потребители);

по-широка гама от мрежови услуги.

Клиентските операционни системи в мрежи със специални сървъри обикновено са освободени от сървърни функции, което значително опростява организацията им. Разработчиците на клиентски ОС се фокусират върху потребителския интерфейс и клиентските части на мрежовите услуги. Най-основните клиентски операционни системи поддържат само основни мрежови услуги - обикновено файлова услуга и услуга за печат. В същото време има така наречените универсални клиенти, които поддържат широк набор от клиентски части, които им позволяват да работят с почти всички сървъри в мрежата.

Много компании, които разработват мрежови операционни системи, произвеждат две версии на една и съща операционна система. Едната опция е проектирана да работи като сървърна ОС, а другата като клиентска ОС. Тези варианти често се основават на един и същ основен код, но се различават по набора от услуги и помощни програми, както и опциите за конфигурация, някои от които са инсталирани по подразбиране и не могат да бъдат променяни.

Например операционната система Windows NT се предлага във версия за работна станция - Windows NT Workstation - и във версия за специален сървър - WindowsNTServer. И двата варианта на операционна система включват клиентски и сървърни части за много мрежови услуги.

По този начин операционната система Windows NT Workstation, в допълнение към изпълнението на функциите на мрежов клиент, може да предоставя файлови услуги, услуги за печат, услуги за отдалечен достъп и други услуги на потребителите на мрежата и следователно може да служи като основа за peer-to- партньорска мрежа. От друга страна, Windows NT Server OS съдържа всички необходими инструменти, които ви позволяват да използвате компютър под нейно управление като клиентска работна станция. Под WindowsNTServer OS е възможно локално да се изпълняват приложни програми, които може да изискват изпълнение на функции на клиентска ОС, когато се появят заявки за ресурси от други компютри в мрежата.

Windows NT Server има същия усъвършенстван графичен интерфейс като Windows NT Workstation, което позволява тези операционни системи да се използват еднакво добре за интерактивна работа от потребител или администратор.

Версията на WindowsNTServer обаче има повече възможности за предоставяне на ресурсите на вашия компютър на други мрежови потребители, тъй като поддържа по-широк набор от функции, по-голям брой едновременни връзки с клиенти, централизирано управление на мрежата и по-разширени функции за сигурност. Следователно има смисъл да се използва Windows NTServer като операционна система за специализирани сървъри, а не за клиентски компютри.

В големите мрежи, наред с взаимоотношенията клиент-сървър, все още има нужда от комуникации между партньори, поради което такива мрежи най-често се изграждат по хибридна схема (Фигура 6).

Изисквания за съвроперационна система

Основното изискване за една операционна система е тя да изпълнява основните функции за ефективно управление на ресурсите и да предоставя удобен интерфейс за потребителя и приложните програми. Модерната ОС обикновено трябва да поддържа мултипрограмиране, виртуална памет, суапинг, многопрозоречен графичен потребителски интерфейс и много други необходими функции и услуги. В допълнение към тези изисквания за функционална пълнота, операционните системи са обект на също толкова важни оперативни изисквания, които са изброени по-долу.

Разширяемост.Докато компютърният хардуер остарява за няколко години, полезният живот на операционните системи може да се измерва с десетилетия. Пример за това е UNIX OS. Следователно операционните системи винаги се променят еволюционно с течение на времето и тези промени са по-значими от промените в хардуера. Промените в операционната система обикновено включват придобиване на нови свойства, като поддръжка за нови видове външни устройства или нови мрежови технологии. Ако кодът на ОС е написан по такъв начин, че да могат да се правят допълнения и промени, без да се нарушава целостта на системата, тогава такава ОС се нарича разширяема. Разширяемостта се постига чрез модулната структура на ОС, при която програмите са изградени от набор от отделни модули, които си взаимодействат само чрез функционален интерфейс.

Преносимост.В идеалния случай кодът на ОС трябва да бъде лесно преносим от един тип процесор на друг тип процесор и от един тип хардуерна платформа (която се различава не само по типа на процесора, но и по начина, по който е организиран целият компютърен хардуер) на друга тип хардуерна платформа. Преносимите операционни системи имат няколко възможности за изпълнение за различни платформи; това свойство на операционната система също се нарича мултиплатформен.

Съвместимост.Има няколко „дълголетни“ популярни операционни системи (разновидности на UNIX, MS-DOS, Windows 3.x, Windows NT, OS/2), за които е разработена широка гама от приложения. Някои от тях са широко популярни. Ето защо за потребител, който по една или друга причина преминава от една операционна система към друга, възможността да стартира познато приложение на новата операционна система е много привлекателна. Ако една операционна система има средствата да изпълнява приложни програми, написани за други операционни системи, тогава се казва, че е съвместима с тези операционни системи. Трябва да се прави разлика между двоична съвместимост и съвместимост на източника. Концепцията за съвместимост включва и поддръжка за потребителски интерфейси на други операционни системи.

НадеждностИ отказоустойчивост.Системата трябва да бъде защитена както от вътрешни, така и от външни грешки, повреди и повреди. Неговите действия винаги трябва да са предвидими и приложенията не трябва да могат да навредят на операционната система. Надеждността и отказоустойчивостта на една ОС се определят преди всичко от архитектурните решения, които формират нейната основа, както и от качеството на нейната реализация (дебъгване на кода). Също така е важно дали операционната система включва софтуерна поддръжка за устойчив на грешки хардуер, като дискови масиви или непрекъсваеми захранващи устройства.

Безопасност.Модерната операционна система трябва да защитава данните и другите ресурси на компютърната система от неоторизиран достъп. За да може една ОС да има свойства за сигурност, тя трябва поне да включва средства за удостоверяване - определяне на законността на потребителите, оторизация - предоставяне на диференцирани права за достъп до ресурси на законни потребители, одит - записване на всички събития, „подозрителни“ за сигурността на система. Свойството за сигурност е особено важно за мрежовите операционни системи. В такива операционни системи задачата за защита на данните, предавани по мрежата, се добавя към задачата за контрол на достъпа.

Производителност.Операционната система трябва да бъде толкова бърза и отзивчива, колкото позволява хардуерната платформа. Производителността на една операционна система се влияе от много фактори, основните от които са архитектурата на операционната система, разнообразието от функции, качеството на програмирането на кода и способността за стартиране на операционната система на високопроизводителна (мултипроцесорна) платформа.

заключения

Терминът „мрежова операционна система“ се използва в две значения: първо, като съвкупност от операционната система на всички компютри в мрежата и, второ, като операционна система на отделен компютър, способен да работи в мрежата.

Основните функционални компоненти на мрежовата ОС включват инструменти за управление на локални ресурси и мрежови инструменти. Последните от своя страна могат да бъдат разделени на три компонента: средства за предоставяне на локални ресурси и услуги за общо ползване - сървърната част на ОС, средства за заявяване на достъп до отдалечени ресурси и услуги - клиентската част на ОС (пренасочващ) и OS превозни средства, които заедно с комуникацията Системата осигурява предаването на съобщения между компютрите в мрежата.

Набор от сървърни и клиентски части, които осигуряват достъп до конкретен тип компютърен ресурс през мрежа, се нарича мрежова услуга. Мрежова услуга предоставя набор от услуги на потребителите на мрежата - мрежова услуга. Всяка услуга е свързана с определен тип мрежов ресурс и/или специфичен метод за достъп до тези ресурси. Най-важните за потребителите на мрежова ОС са файловата услуга и услугата за печат. Мрежовите услуги могат да бъдат дълбоко вградени в операционната система, пакетирани в някакъв вид обвивка или доставени като отделен продукт.

В зависимост от това как са разпределени функциите между компютрите в мрежата, те могат да изпълняват три различни роли. Компютър, предназначен изключително за обслужване на заявки от други компютри, играе ролята на специален мрежов сървър. Компютър, който прави заявки към ресурсите на друга машина, действа като клиентски възел. Компютър, който съчетава клиентски и сървърни функции, е peer-to-peer възел.

Peer-to-peer мрежите се състоят само от партньори. В този случай всички компютри в мрежата имат потенциално еднакви възможности. Peer-to-peer операционните системи включват сървърни и клиентски компоненти на мрежови услуги. Мрежите peer-to-peer са по-лесни за организиране и работа; тази схема се използва за организиране на работа в малки мрежи, в които броят на компютрите не надвишава 10-20.

В мрежи със специални сървъри се използват специални версии на мрежови операционни системи, оптимизирани да работят като сървъри или клиенти. Сървърните операционни системи се характеризират с поддръжка на мощни хардуерни платформи, включително многопроцесорни, широка гама от мрежови услуги, поддръжка на голям брой едновременно работещи процеси и мрежови връзки, наличие на разработени инструменти за сигурност и инструменти за централизирано мрежово администриране. Клиентските операционни системи, като цяло са по-прости, трябва да предоставят удобен потребителски интерфейс и набор от пренасочващи устройства, които позволяват достъп до различни мрежови ресурси.

Изискванията към мрежовите операционни системи днес включват: функционална пълнота и ефективно управление на ресурсите, модулност и разширяемост, преносимост и мултиплатформа, съвместимост на ниво приложение и потребителски интерфейс, надеждност и устойчивост на грешки, сигурност и производителност.

Концепцията за мрежови операционни системи започва да става широко разпространена през 1995 г. Както можете да предположите, това беше улеснено от появата на нов продукт от Microsoft. А именно операционната система Windows 95 се счита за прародител на този клас продукти. Основната разлика между такава ОС е възможността за пълна работа в мрежата, в мрежова среда. Разбира се, преди това имаше програми, които можеха да работят в този режим. Например UNIX и Novell NetWare също са мрежови операционни системи. Но те бяха активно използвани само в строго определени кръгове и поради това не бяха широко използвани. Но Microsoft направи наистина успешен продукт, който стана основател на цяло семейство от такива програми.

На какво приличат?

Най-широко използваните операционни системи от този клас са:

прозорци;
Linux и Unix;
Android;
Novell Net Ware;
Mac OS.

Някои от тях се развиват успешно, някои са морално и физически остарели и срещата с тях вече е доста проблематична. Но едно е сигурно: всички това са мрежови операционни системи.

ОТMicrosoft

Както споменахме по-рано, всички продукти на северноамериканския софтуерен гигант трябва да бъдат оборудвани с пълна поддръжка за работа в мрежата. Последната версия на Windows с индекс 8 не е изключение, има възможност за пълна работа в мрежата. Това е най-популярният продукт за персонални компютри, който намери широко приложение. Най-популярната операционна система по отношение на броя на инсталациите е Windows XP. Въпреки факта, че беше пуснат преди повече от 10 години, той все още продължава да работи на доста голям брой компютри и отговаря на потребителите, които го използват.

Linux и Unix

Много квалифицирани експерти уверено казват, че Linux и Unix нямат много общо. Но това всъщност не е така. Linux е разработен на базата на Unix и изходният код е подобен. По-нататъшно развитие на тази линия ОС беше появата на Android. Първите два софтуерни продукта са насочени към работа на компютър, но последният е най-успешната операционна система за мобилни устройства. Най-често се използва в таблети, смарт часовници и смартфони. Това също са мрежови операционни системи.

NovellНетфаянс

Продуктът на Novell, наречен Net Ware, не е придобил голяма популярност. Това е естествено, тъй като тази ОС е сървърна ОС. Сега той получи логично продължение под формата на Open Enterprise Server, който все още може да се намери на някои сървъри. Това все още е сравнително нов продукт, пуснат през 2011 г.

и iOSMacоперационна система

Apple разработи два подобни продукта. Първият е iOS, използван в мобилния сегмент на продуктите на този производител (таблети и смартфони). Втората е Mac OS, използвана на персонални компютри.

Заключение

Стартирането на мрежова операционна система се различава от нормалното по това, че по време на този процес мрежовите услуги се инициализират. Именно благодарение на тях стана възможен обменът на информация между два различни компютъра. Това послужи като първоизточник на цифровата революция, на която неизбежно станахме свидетели. Сега компютрите, разположени в различни части на света, могат да комуникират помежду си без никакви проблеми.

Операционната система за компютърна мрежа е подобна в много отношения на самостоятелна компютърна операционна система - тя също представлява набор от взаимосвързани програми, които осигуряват удобно изживяване за потребителите и програмистите, като им предоставят някакъв вид виртуална изчислителна система, и прилага ефективна метод за споделяне на ресурси между набор от изпълними програмни процеси в мрежата.

Компютърната мрежа е комплекс от компютри, свързани чрез комуникационна система и снабдени с подходящ софтуер, който позволява на потребителите на мрежата да имат достъп до ресурсите на този набор от компютри. Компютри от различни видове, които могат да бъдат малки микропроцесори, работни станции, миникомпютри, персонални компютри или суперкомпютри, могат да образуват мрежа. Комуникационната система може да включва кабели, ретранслатори, форми с бутони, комутатори - разпределители и други устройства, които осигуряват пренос на данни между всяка двойка компютри в мрежата Таненбаум, Е. Съвременни операционни системи [Текст] / Е. Таненбаум. - 2-ро изд. - Санкт Петербург: Питър, 2008. - С. 17. Компютърната мрежа позволява на потребителя да работи с компютъра автономно и добавя към него възможността за достъп до информация и хардуерни ресурси на други компютри в мрежата.

Първата мрежова ОС беше набор от съществуваща локална ОС и мрежова обвивка, изградена върху нея. По този начин минималните мрежови функции, необходими за работата на мрежовата обвивка, която играе основната роля, функционирането на мрежата, се вмъкват в локалната операционна система. Пример за този подход е използването на операционната система MS DOS от всяка мрежова машина (която, започвайки от третата си версия, имаше вградени функции като блокиране на файлове и записи, необходими за унифициран достъп до файлове). Принципът на изграждане на мрежови операционни системи под формата на мрежова обвивка върху локална операционна система се използва и в съвременните операционни системи, като LANtastic или Personal Ware.

В мрежово устройство операционната система играе ролята на интерфейс, който скрива от потребителя всички подробни данни на мрежовия хардуерен софтуер от ниско ниво. Например, вместо цифрови адреси на мрежови компютри, като MAC адрес и IP адрес, операционната система на компютърната мрежа ви позволява да работите с потребителски имена, които са удобни за съхранение. В резултат на това, според мнението на потребителя, мрежата с нейния сложен и заплетен набор от подробни данни от реалния свят се обръща, за да изчисти доста разбираем набор от споделени ресурси.

Приложение А показва основните функционални компоненти на мрежовата ОС:

Инструментите за управление на локални компютърни ресурси изпълняват всички функции на ОС на самостоятелен компютър (разпределяне на RAM между процесите, планиране и диспечиране на процеса, управление на процеси в многопроцесорни машини, управление на голяма външна памет, интерфейс с потребителя и др.) ;

Мрежовите съоръжения могат да бъдат разделени на свой ред на три компонента:

Инструменти условия на локални инструменти и услуги за общо ползване - сървърна част на ОС;

Средства за искане на достъп за премахване на ресурси и услуги - клиентска част на ОС;

Механизми на ОС, които заедно с комуникационната система осигуряват прехвърлянето на съобщения между компютри в мрежа.

Основното изискване, предявено от операционната система, е изпълнението на основните функции за ефективно управление на тези ресурси и поддръжка на удобен за потребителя интерфейс за потребителски и приложни програми. Модерната ОС обикновено трябва да поддържа софтуерна обработка, виртуална памет, суапинг, графичен потребителски интерфейс и много други необходими функции и услуги. В допълнение към тези необходими условия за функционална пълнота, не по-малко важни оперативни изисквания, които са изброени по-долу, се поставят към операционните системи.

Разширяемост;

Преносимост;

Съвместимост;

Надеждност и отказоустойчивост;

безопасност;

Производителност.

В тесния смисъл на мрежата, ОС е операционната система на отделен компютър, способността, която осигурява това за загряване на мрежата.

В мрежовата операционна система на отделна машина е възможно да изберете някои части:

Инструменти за управление на локални компютърни ресурси: функции за разпределяне на RAM между процесите, планиране и диспечиране на процеси, средства за управление на процесори в многопроцесорни симулатори, средства за управление на периферни устройства и други функции за рационално използване на природните ресурси на локалната ОС Golitsyna OL, Софтуер [ Текст]/ О.Л. Голицына, И.И. Попов, Т.Л. Partyka. - М.: Форум, 2008. - С. 33.

Съоръженията за предоставяне на собствени ресурси и услуги за общо ползване са част от мрежовата ОС (сървър). Тези инструменти осигуряват например заключване на файлове и записи, което е необходимо за тяхното споделяне; ръководство за директория с име на мрежов ресурс; обработка на заявки за отдалечен достъп, за да имате файлова система и база данни; управление на опашки от заявки от отдалечени потребители към периферни устройства.

Средство за искане на достъп за премахване на ресурси и услуги и тяхното използване - клиентската част на ОС (пренасочващ). Тази част извършва разпознаване и пренасочване на заявки в мрежата за премахване на ресурси от приложения и потребители, така че заявката идва от приложението в локална форма и се предава на мрежата в друга форма, която отговаря на необходимите условия на подателя. Клиентската страна също се грижи за получаването на отговори от подателите и преобразуването им в локален формат, като по този начин прави локалните и отдалечените заявки неразличими за производителността на приложението.

Комуникационни средства на ОС, чрез които се обменят съобщения в мрежата. Тази част осигурява адресиране и буфериране на съобщения, избор на маршрут за предаване на съобщения в мрежи, надеждност на предаване и т.н., което е средството за транспортиране на съобщенията.

Видове мрежови операционни системи

Една мрежова услуга може да бъде представена в ОС или от двете части (клиент и сървър), или само от една от тях.

В първия случай операционната система, наречена peer-to-peer, позволява не само достъп до ресурсите на други компютри, но и съхранение на собствените си ресурси в инструкциите на потребителите на други компютри. Например, ако всички компютри в мрежата имат инсталирани клиенти и сървъри за файлови услуги, всички потребители в мрежата могат да споделят файловете си взаимно. Компютрите, които съчетават клиентски и сървърни функции, се наричат peer-to-peer зони Таненбаум Е. Компютърни мрежи. - 4-то изд. [Текст]/Прев. от английски - Санкт Петербург: Питър, 2007. - С. 190.

Операционна система, която избирателно съдържа клиентски части от мрежови услуги, се нарича клиент. OS клиентът се инсталира на компютри, които правят заявки към ресурсите на други компютри в мрежата. Зад такива компютри, наричани още клиентски, работят обикновените потребители. Обикновено клиентските компютри принадлежат към клас относително прости устройства.

Сървърната ОС се отнася до различен тип операционна система - тя се фокусира върху обработката на заявки от мрежата към компютърните ресурси и включва части от сървърни мрежови услуги. Компютър с инсталирана на него сървърна операционна система, ангажиран изключително с обслужване на заявки от други компютри, се нарича специален мрежов сървър. По правило обикновените потребители не работят зад специален сървър.

Примери за мрежова ОС:

Повтарям, че днес почти всички операционни системи са мрежови. Най-често срещаните са:

Novell NetWare

Microsoft Windows (95, NT, XP, Vista, Seven)

Различни UNIX системи като Solaris, FreeBSD

Различни GNU/Linux системи

ZyNOS от ZyXEL

Chrome OS от Google.

График за използване на мрежови операционни системи в предприятията е представен в Приложение Б.