ГЛАВА 1. ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ СЕТИ И РАСПРЕДЕЛЕННАЯ ОБРАБОТКА ДАННЫХ

1.1. Назначение и преимущества сетей

1.2. Основные понятия и сетевая терминология

1.3. Модель взаимодействия открытых систем

1.4. Телекоммуникационные системы – основные функции и компоненты

1.5. Топология локальной сети

1.6. Технологии функционирования локальной сети

1.7. Сетевые операционные системы

1.8. Беспроводные локальные сети

▲ начало глава 2 >> 
 

Экономический факультет Новосибирского госуниверситета

ЭКОНОМ

И Н Т Е Р А К Т И В Н Ы Й   У Ч Е Б Н О - М Е Т О Д И Ч Е С К И Й   К О М П Л Е К С

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ЭКОНОМИКЕ И БИЗНЕСЕ

На главную страницу

ГЛАВА 1. ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ СЕТИ И РАСПРЕДЕЛЕННАЯ ОБРАБОТКА ДАННЫХ

1.7.Сетевые операционные системы

1.7.1. Структура сетевой операционной системы

Сетевая операционная система (сетевая ОС) составляет основу любой вычислительной сети. Каждый компьютер в сети в значительной степени автономен, поэтому в широком смысле под сетевой операционной системой понимается совокупность операционных систем отдельных компьютеров взаимодействующих с целью обмена сообщениями и разделения ресурсов по единым правилам (протоколам). В узком смысле сетевая ОС - это операционная система отдельного компьютера, обеспечивающая ему возможность работать в сети.

В сетевой операционной системе отдельной рабочей станции можно выделить несколько частей, каждая из которых имеет определенное функциональное назначение.

В зависимости от функций, возлагаемых на конкретный компьютер, в его операционной системе может отсутствовать либо клиентская, либо серверная часть.

Редиректор перехватывает все запросы, поступающие от приложений, и анализирует их. Если выдан запрос к ресурсу данного компьютера, то он переадресуется соответствующей подсистеме локальной ОС, если же это запрос к удаленному ресурсу, то он перенаправляется в сеть. При этом клиентская часть преобразует запрос из локальной формы в сетевую и передает его транспортной подсистеме, которая отвечает за доставку сообщений указанному серверу. На принимающем компьютере серверная часть операционной системы преобразует запрос и передает его для выполнения своей локальной ОС. После того как результат получен, сервер обращается к транспортной подсистеме и направляет ответ клиенту, выдавшему запрос. Клиентская часть преобразует результат в соответствующий формат и адресует его тому приложению, которое выдало запрос.

Первые сетевые ОС представляли собой совокупность существующей локальной ОС и надстроенной над ней сетевой оболочки. При этом в локальную ОС встраивался минимум сетевых функций, необходимый для работы оболочки. Основные сетевые функции выполнялись сетевой оболочкой. Примером такой технологии является использование на каждой рабочей станции сети операционной системы MS-DOS (начиная с третьей версии DOS, у нее появились необходимые для совместного доступа к файлам встроенные функции, такие как блокировка файлов и записей). Принцип построения сетевых ОС в виде сетевой оболочки над локальной ОС используется и в современных ОС, например, в LANtastic или Personal Ware.

Однако более эффективным представляется путь разработки операционных систем, изначально предназначенных для работы в сети. Сетевые функции у ОС такого типа глубоко встроены в основные модули системы, что обеспечивает их логическую стройность, простоту эксплуатации и модификации, также высокую производительность. Примером такой ОС является система Windows NT/2000 фирмы Microsoft, которая благодаря встроенным сетевым средствам обеспечивает более высокую производительность и защищенность информации, чем сетевая ОС LAN Manager (совместная разработка Microsoft и IBM), являющаяся надстройкой над локальной операционной Системой OS/2.

В современных сетевых операционных системах (NOS - Network Operation System) вычислительные операции производятся преимущественно на рабочих станциях. На основе сетевых систем создаются и успешно применяются системы с распределенной обработкой данных. Это, в первую очередь, связано с ростом вычислительных возможностей персональных компьютеров и все более активным внедрением мощных многозадачных операционных систем: OS/2, Windows NT/2000/XP, Windows 95/98. Кроме того, внедрение объектно-ориентированных технологий (OLE, DCE, IDAPI) позволяет упростить организацию распределенной обработки данных. В такой ситуации основной задачей сетевой ОС становится объединение неравноценных операционных систем рабочих станций и обеспечение транспортного уровня для широкого круга задач, таких как обработка баз данных, передача сообщений, управление распределенными ресурсами сети (directory/name service - сервис имен/каталогов).

Применяют три основных подхода к организации управления ресурсами сети.

Рассмотрим возможности некоторых сетевых операционных систем и требования, которые они предъявляют к программному и аппаратному обеспечению устройств сети.

1.7.2. Сетевые ОС фирмы Novell

Рассмотрим семейство сетевых ОС фирмы Novell в порядке появления версий.

NetWare 3.11

Отличается самой эффективной файловой системой среди современных сетевых ОС, имеет самый широкий выбор аппаратного обеспечения.

Ниже приводятся основные характеристики и требования к аппаратному обеспечению. NetWare 4

Отличительная черта этой операционной системы - применение специализированной системы управления ресурсами сети (NDS, Novell Directory Services - служба каталогов Novell). Это позволяет строить эффективные информационные системы с количеством пользователей до 1000. В NDS определены все ресурсы, услуги и пользователи сети. Эта информация распределена по всем серверам сети.

Для управления памятью используется только одна область или пул (pool), поэтому оперативная память, освободившаяся после выполнения каких-либо процессов, сразу становится доступной операционной системе (в отличие от предыдущих версий). Новая система управления хранением данных (Data Storage Management System) состоит из трех подсистем (компонентов), позволяющих повысить I эффективность файловой системы.

В NetWare 4 встроена поддержка протокола передачи серии пакетов (Packet-Burst Migration). Этот протокол позволяет передавать несколько пакетов без ожидания подтверждения о получении каждого из них. Подтверждение передается после получения последнего пакета из серии.

При передаче данных через шлюзы и маршрутизаторы обычно выполняется разбиение передаваемых данных на сегменты по 512 байт. Это уменьшает скорость передачи данных примерно на 20%. Применение в NetWare 4 протокола LIP (Large Internet Packet - большой интернет-пакет) позволяет повысить эффективность обмена данными между сетями, т. к. в этом случае разбиение на сегменты по 512 байт не требуется.

Графический интерфейс пользователя организован таким образом, что все системные сообщения используют специальный модуль. Для перехода на другой язык достаточно поменять этот модуль или добавить новый. Возможно одновременная работа с несколькими языками, например, один пользователь при выполнении утилит применяет английский язык, а другой в это же время - немецкий. Утилиты управления поддерживают интерфейс DOS, Windows и OS/2.

По основным характеристикам и требованиям к аппаратному обеспечению эта версия сетевой ОС фирмы Novell несколько превосходит NetWare 3.11.

NetWare 5.1

Рассмотрим еще одну сетевую ОС фирмы Novell, появившуюся совсем недавно.

Это полноценная сетевая операционная система для вычислительных сетей. Она отлично подходит для установки как на сервер, так и на рабочую станцию. Благодаря Netware 5.1 вы можете также создавать серверы в интернете, такие как Web-сервер, FTP (File Transfer Protocol - протокол передачи файлов), поисковые, мультимедийные, ASP-сервер (Active Server Pages - активные серверные страницы) и др. Novell NetWare 5.1 поддерживает Windows различных версий в качестве ОС клиентов. Это позволяет использовать компьютеры на базе этих операционных систем в ЛВС Novell.

В NetWare 5.1 очень четко определены права доступа и ограничения, причем на уровне загрузки. Все версии ОС NetWare поддерживают множество драйверов, дополнительных устройств, что позволяет устанавливать большое количество компонентов. В NetWare 5.1 предусмотрено много новых приложений: Novell Directory Services, NDS8, Web Sphere IBM 3.0 (Web-глобус фирмы IBM версии 3.0), Web Sphere Studio 3.0 Entry Edition (Первое издание Web-глобуса для студий версии 3.0), NetWare Enterprise Web Server 3.6 (NetWare Web-сервер для предприятий, версия 3.6), Oracle8i, FTP, Web Search (Поиск в Web), серверы Multimedia (мультимедиа) и Halcyon InstantASP. Все вместе это составляет довольно сильный набор приложений-серверов.

Самое интересное добавление - Novell's NetWare Server Management Portal (портал сервера администрации сети NetWare фирмы Novell), который позволяет вызывать администрацию сервера и NDS через окно просмотра Web.

Администраторы больше не должны иметь рабочую станцию управления с приложением Client32 - сетевым программным обеспечением Novell, загружаемым на сервере вместо приложения Microsoft's NetWare Client (NetWare-клиент фирмы Microsoft), которое работает на клиентской рабочей станции. Вместо этого, любое окно просмотра, которое поддерживает безопасный HTTP-протокол (HyperText Transfer Protocol - протокол передачи гипертекста), может действовать как соединение для управления работой приложений в сети NetWare и службы каталогов NDS.

Приложение NetWare 5.1 Server Management Portal также позволяет выполнять некоторые дополнительные функции по администрированию сети.

Требования к аппаратному обеспечению у этой сетевой ОС следующие:

1.7.3. LAN Server, IBM Corporation

Отличительные черты:

Существуют две версии LAN Server: Entry (Первоначальная) и Advanced (Усовершенствованная). Advanced, в отличие от Entry, поддерживает высокопроизводительную файловую систему (HPFS - High Perfomance File System). 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 становятся доступны пользователю после регистрации в этом домене. В одной кабельной системе могут работать несколько доменов. Если на рабочей станции установлена OS/2, ресурсы этой станции становятся доступны пользователям других рабочих станций, но не всем сразу, а только одному из них в отдельный момент времени. Администратор может управлять работой сети только с рабочей станции, на которой установлена операционная система OS/2 LAN Server поддерживает удаленную загрузку рабочих станций (RIPL -. Remote Interface Procedure Load) для DOS, OS/2 и Windows.

К недостаткам LAN Server можно отнести сложность ее установки и ограниченное количество поддерживаемых драйверов сетевых адаптеров.

Ниже приводятся основные характеристики и требования к аппаратному обеспечению.

1.7.4. VINES 5.52 (Banyan System Inc)

Отличительные черты: До появления NetWare 4 VINES преобладала на рынке сетевых операционных систем для распределенных сетей и для сетей масштаба предприятия (enterprise networks - промышленная сеть). Тесно интегрирована с UNIX.

Для организации взаимодействия используется глобальная служба имен - StreetTalk - база данных, распределенная по всем серверам сети, во многом схожая с NetWare Directory Services. Она позволяет подключиться пользователю, находящемуся в любом месте сети.

Поддержка протокола Х.29 позволяет удаленной рабочей станции DOS подключиться к локальной сети через сеть, поддерживающую протокол Х.25, или через сеть ISDN.

VINES критична к типу компьютера и жестких дисков. Поэтому при выборе оборудования необходимо убедиться в совместимости аппаратного обеспечения и сетевой операционной системы VINES.

Ниже приводятся основные характеристики и требования к аппаратному обеспечению.

1.7.5. Сетевые ОС фирмы Microsoft

В данном обзоре сетевых ОС фирмы Microsoft мы подробно рассмотрим две версии: Windows NT и Windows 2000. Необходимо учитывать, что в промежутке между появлением этих двух версий были созданы еще несколько, наибольшее распространение из которых получили следующие: Все большее распространение получают и более новые операционные системы, такие как Windows XP, Windows 2000 Server и Windows Server 2003. Windows XP разрабатывалась для рабочих станций, а Windows 2000 Server и Windows Server 2003 специально для сервера.

Windows NT Advanced Server 3.1

Простота интерфейса пользователя, доступность средств разработки прикладных программ и поддержка прогрессивных объектно-ориентированных технологий - все это привело к тому, что Windows NT стала одной из самых популярных сетевых операционных систем.

Ее интерфейс напоминает оконный интерфейс Windows 3.1, инсталляция занимает около 20 минут. Модульное построение системы упрощает внесение изменений и перенос на другие платформы. Подсистемы защищены от несанкционированного доступа и от их взаимного влияния (если "зависает" один процесс, это не влияет на работу остальных). Предусмотрена поддержка удаленных станций (RAS - Remote Access Service, сервис удаленного доступа), но не поддерживается удаленная обработка заданий.

По сравнению с NetWare, Windows NT предъявляет более высокие требования к производительности компьютера.

Основные характеристики Windows NT и ее требования к аппаратному обеспечению приведены ниже.

Windows 2000 (Второе название системы Windows NT 5)

Операционная система применима как для рабочей станции, так и для сервера. Имеет собственную файловую систему (NTFS - New Technology File System, файловая система новой технологии), являющуюся модернизацией файловой системы из Windows NT. По сравнению со своей предшественницей, имеет множество усовершенствований, в частности эффективные средства доступа в интернет через локальную сеть, а также систему автовосстановления утраченных и поврежденных программных модулей с установочного компакт-диска.

Как и в Novell Netware 5.1, Windows 2000 имеет повышенные требования к ресурсам компьютера. Для реализации всех ее серверных возможностей требуется 256 Мбайт оперативной памяти и более 3 Гбайт дискового пространства (для обеспечения работы самой операционной системы, а также под сетевые каталоги, программы).

Одной из интересных и полезных особенностей этой операционной системы является возможность удаленного администрирования с помощью встроенного сервиса Telnet (Протокол виртуального терминала). Но по умолчанию запуск Telnet-сервиса отключен.

Еще одна возможность - терминальный доступ.

Если предложение затребует большие вычислительные мощности, то терминальный сервер позволяет, при необходимости, предоставить для выполнения сложной задачи от 5 до 20 MIPS (миллионов операций в секунду), и это никак не отразится на других клиентах с терминальным доступом.

Терминалами могут служить практически любые компьютеры, вы сможете использовать компьютеры класса 386/486/Pentium и др. Применение терминального доступа снижает нагрузку на сеть, поскольку все вычислительные операции производятся на сервере. К сожалению, старые DOS-приложения, требующие прямого доступа к аппаратной части компьютера не могут работать на терминальном сервере. Впрочем, они не могут работать и с современными операционными системами класса Windows NT.

Windows 2000 Server

Эта операционная система специально разработана для установки на сервере. На рабочей станции работать она, конечно, будет, но в этом нет никакого смысла, поскольку основная ее задача - управление компьютерной сетью. Для Windows 2000 Server необходим компьютер с рабочей частотой не ниже 500 МГц, объемом оперативной памяти не ниже 256 Мбайт, размером винчестера не менее 20 Гбайт. Требования для установки системы намного скромнее, но практика показывает, что при указанных параметрах большинство задач сети сервер решает прекрасно.

Windows XP

Операционная система разрабатывалась специально для рабочей станции. Как и Windows 2000, имеет файловую систему (NTFS - New Technology File System, файловая система новой технологии). Имеет все положительные качества Windows 2000 и новый интерфейс, ориентированный на пользователя средней подготовки. Для тех, кто привык к классическому интерфейсу Windows, есть возможность перейти к нему. Требования к ресурсам компьютера такие же, как и у Windows 2000.

Есть возможность адаптации к старым приложениям, которые под управлением Windows 2000 не работают или работают плохо.

По сравнению со всеми предыдущими операционными системами семейства Windows обладает повышенной стабильностью. Настройка компьютера под управлением Windows ХР для работы как в локальном режиме, так и для работы в сети подобна настройкам в системе Windows 2000.

Большое внимание разработчики уделили защите компьютера с установленной Windows XP от проникновения злоумышленников из сети. Все сетевые подключения, как и соединение с интернетом, могут быть защищены встроенным межсетевым экраном.

Возможности применения Windows XP в качестве серверной операционной системы ограничены.

Windows Server 2003

Корпорация Microsoft постоянно совершенствует свои программные продукты. Новая операционная система для сервера Windows Server 2003, о выпуске которой объявлено в апреле 2003 года, предназначена для применения как в небольших, так и в очень крупных организациях. Предполагается выпустить локализованные версии системы для всех вариантов. Для нашей небольшой сети применение новой операционной системы, возможно, и не принесет существенных выгод и удобств. Но, поскольку она уже существует, рассмотрим некоторые особенности этой системы.

Установка может производиться, как из среды предыдущей версии Windows, так и при загрузке с компакт-диска. Процедура установки новой версии системы практически не отличается от установки Windows 2000 Server. Но когда дело доходит до настройки сервера, мы обнаруживаем, что, в отличие от предыдущей версии, сервисы не устанавливаются по умолчанию. Все, что вы хотите установить, необходимо выбирать самостоятельно. Кроме того, установив Active Directory, вы увидите, что политика безопасности не определена. Необходимо самостоятельно определить правила доступа к домену для всех создаваемых групп и пользователей. С одной стороны, для начинающего администратора это представляет неудобство и сложность, с другой - позволяет эффективно решить проблему безопасности. Ни одно из правил доступа к ресурсам домена не будет использоваться без вашего ведома. Работа с новой операционной системой мало отличается от работы с Windows 2000 Server. Новые возможности, которыми обладает Windows 2003, делают удобным управление большими сетями (эта операционная система разрабатывалась именно с этой целью). Добавлены новые функции для разработчиков программного обеспечения. Некоторые возможности Windows Server 2003 могут привлечь особое внимание, например встроенный почтовый сервер. Следует отметить и защиту сетевых соединений, существующую и в Windows ХР. Если ваш сервер будет постоянно подключен к интернету, то злоумышленнику трудно будет проникнуть в вашу сеть извне, - система безопасности находится под вашим контролем! Очень хорошо построена справочная система. Из каждого окна ссылки вы имеете возможность пройти по дополнительным ссылкам. Но, учитывая, что массовое применение новой операционной системы только начинается, а настройка Windows Server 2003 требует более серьезной подготовки, чем настройка Windows 2000 Server, лучше выждать несколько месяцев перед принятием решения о переходе на нее, тем более что при необходимости вы сможете обновить свою систему, когда она будет отлажена.


наверьх

следующий раздел
предыдущий раздел