Автор Анна Евкова
Преподаватель который помогает студентам и школьникам в учёбе.

Функции операционных систем персональных компьютеров (Сетевые функции операционных систем)

Содержание:

ВВЕДЕНИЕ

Развитие сетевых технологий и развитие функций и архитектуры операционных систем происходят параллельно. При этом различают сетевые одноранговые операционные системы и функционально несимметричные операционные системы архитектуры «клиент/сервер». Чем сложнее сеть, тем острее встают вопросы управления сетью. Соответственно актуализируются задачи формирования умений по настройке тех компонентов операционных систем, которые отвечают за сетевое взаимодействие. Поэтому тема выпускной квалификационной работы «Учебный модуль «Сетевые функции операционных систем»» является актуальной.

Сетевые возможности рассмотрены в работе, как для одноранговых, так и сетевых версий операционной системы Windows. Когда перед пользователями стоит задача оптимально разделить сетевые ресурсы, то они начинают использовать сетевые операционные системы. Данную систему используют для обеспечения возможности переноса различных функций администрирование через сетевое пространство. Через сетевые ресурсы, которые в полной мере превосходят пользовательские, администратор может получить возможность удалённого доступа с целью присвоения паролей каждому из них или сделать доступными для каждого определённого пользователя или группы лиц. Сетевая операционная система – это операционная система, в которую встроенные возможности могут эффективно позволить работать в сетевом пространстве. Наиболее популярными сетевыми ОС являются: Windows (NT,XT,Vista,7,8,10) и Ubuntu.

В данной выпускной квалификационной работе рассматривается создание локальной сети на виртуальных машинах, между несколькими компьютерами, с целью получения доступа друг к другу с помощью таких сетевых протоколов, как SSH, RDP, Telnet и с помощью программы TeamViewer. А также создание служб развёртывания, необходимых для установки ОС через сеть. Всё это необходимо осуществить на операционных системах, как Windows 8, Windows server и Ubuntu.

Объект исследования – сетевые технологии, реализуемым в операционной системе Windows 8.1.

Предмет исследования – функции операционных систем.

Цель работы – изучить функции операционных систем на примере сетевых функций.

Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:

  1. Проанализирована информация по сетевым технологиям, реализуемым в операционных системах.
  2. Проанализировать сетевые операционные системы и их функции.

ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РЕАЛИЗАЦИИ СЕТЕВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В ОПЕРАЦИОННЫХ СИСТЕМАХ

1.1 ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Изначально Windows не являлась сетевой операционной системой. В то время, когда только появилась Windows 1.0, сети не были настолько популярны, как сейчас и не оправдывали свою стоимость. Но с постепенным развитием, она стала наращивать обороты. Но только после появления первой Windows NT, её можно было назвать – сетевой операционной системой. Однако за такой большой промежуток времени, появилось множество различных других операционных систем, одни из которых имели свои собственные функции.

Операционная система (ОС) – комплекс программ, обеспечивающий управление аппаратными средствами компьютера, организующий работу с файлами и выполнение прикладных программ, осуществляющий ввод и вывод данных. На сегодняшний день, операционная система – это первый и основной набор программ, загружающийся в компьютер. Помимо вышеуказанных функций ОС может осуществлять и другие, например предоставление общего пользовательского интерфейса. Рассмотрим классификацию операционных систем, существующую на сегодняшний день.

Классификация операционных систем [1][1]

По количеству одновременно работающих пользователей различают однопользовательские и многопользовательские. Многопользовательские операционные системы, в отличие от однопользовательских, поддерживают одновременную работу на ЭВМ нескольких пользователей за различными терминалами.

По числу процессов одновременно выполняемых под управлением системы различают однозадачные и многозадачные. Понятие многозадачности означает поддержку параллельного выполнения нескольких программ, существующих в рамках одной вычислительной системы, в один момент времени. Однозадачные ОС поддерживают режим выполнения только одной программы в отдельный момент времени.

По количеству поддерживаемых процессоров различают однопроцессорные и многопроцессорные. Многопроцессорные ОС, в отличие от однопроцессорных, поддерживают режим распределения ресурсов нескольких процессоров для решения той или иной задачи.

По разрядности кода ОС различают 8-ми,16-ти, 32-х и 64-х разрядные. При этом подразумевается, что разрядность ОС не может превышать разрядности процессора.

По типу интерфейса разделяют командные (текстовые) и объектно-ориентированные (графические) операционные системы.

По типу доступа пользователя к ЭВМ различают ОС с пакетной обработкой, с разделением времени, реального времени. В пакетной обработке из программ, подлежащих выполнению, формируется пакет (набор) заданий, вводимых в ЭВМ и выполняемых в порядке очередности с возможным учетом приоритетности. ОС разделения времени, обеспечивают одновременный диалоговый режим доступа к ЭВМ нескольких пользователей на разных терминалах, которым по очереди выделяются ресурсы машины, что координируется операционной системой в соответствии с заданной дисциплиной обслуживания. ОС реального времени, обеспечивают определенное гарантированное время ответа машины на запрос пользователя с управлением им какими-либо внешними, но отношению к ЭВМ событиями, процессами или объектами.

По типу использования ресурсов различают сетевые и локальные ОС. Сетевые ОС предназначены для управления ресурсами компьютеров, объединенных в сеть с целью совместного использования данных, и предоставляют мощные средства разграничения доступа к данным в рамках обеспечения их целостности и сохранности, а также множество сервисных возможностей по использованию сетевых ресурсов. В большинстве случаев сетевые операционные системы устанавливаются на один или более достаточно мощных компьютеров-серверов, выделяемых исключительно для обслуживания сети и совместно используемых ресурсов. Все остальные ОС будут считаться локальными и могут использоваться на любом персональном компьютере, а также на отдельном компьютере, подключенном к сети в качестве рабочей станции или клиента.

К основным задачам ОС относят: [2][2]

Поддержка работы программ. Обеспечение их взаимодействия с аппаратной частью и друг с другом.

Распределение ресурсов (процессорного времени, оперативной па- мяти, дискового пространства). Организация файловой системы (системы хранения данных на внешних носителях информации), учет использования ресурсов, управление видеосистемой.

Обработка ошибочных ситуаций и защита информации.

Поддержка возможности для пользователя управлять машиной с помощью специальных команд (обработка командного языка в процедурной среде) или воздействием на определённые объекты (кнопки и др. в объектно-ориентированной среде).

Поддержка сети.

К основным функциям ОС относят: Осуществление диалога с пользователем. Ввод-вывод и управление данными. Планирование и организация процесса обработки программ. Распределение ресурсов (оперативной памяти, процессора, внешних устройств). Запуск программ на выполнение. Всевозможные вспомогательные операции обслуживания. Передача информации между различными внутренними устройствами. Программная поддержка работы периферийных устройств (дисплея, клавиатуры, принтера и др.).

Исторические аспекты развития ОС

GM-НАА была первой операционной системой для компьютеров. Она была создана в 1955 году Робертом Патриком с GeneralMotorsи Оуэном Моком с NorthAmericanAviation. Она была основана на системном мониторе и работала на больших машинах. Основная функция GM-НАА – автоматическое выполнение новой программы, когда старая программа завершилась.

В 1972 году была разработана система PLATO, которая имела ряд инноваций, таких как оранжевая плазменная панель. Она включала в себя память и функции растровой графики. Плазменный дисплей PLATO поддерживал возможность быстрой обрисовки векторных линий. Многие инноваций, ввела ОС PLATO, стали в дальнейшем фундаментом для разработки других компьютерных систем. Например, некоторые технологии были заимствованы и усовершенствованные компанией Apple.

Первая система UNIX была разработана в 1969 году в подразделении BellLabs компании AT & T. С тех пор было создано большое количество различных UNIX-систем. Некоторые отличительные признаки UNIX-систем включают в себя: [3][3]

Использование текстовых файлов для настройки и управления системой.

Широкое применение утилит, запускаемых в командной строке.

Взаимодействие с пользователем посредством виртуального устройства – терминала.

Представление физических и виртуальных устройств как файлов. Идеи, заложенные в основу UNIX, оказали огромное влияние на развитие компьютерных операционных систем. В настоящее время UNIX-системы

признаны одними из самых исторически важных ОС. Эта операционная система популяризирует идею иерархической файловой системы с произвольной глубиной вложенности.

Linux была создана в 1991 году Линусом Торвальдсом, финским студентом. Тот факт, что Линус сразу после создания ОС выложил исходный код своей ОС в Интернет, был решающим в дальнейшей судьбе Linux. Хотя в 1991 году Интернет еще не был так широко распространен, как в наши дни, зато пользовались им в основном люди, которые имеют достаточную техническую подготовку. И уже с самого начала Торвальдс получил несколько заинтересованных отзывов с предложением помочь в разработке, на что Линус ответил согласием, и уже через полгода к разработке присоединились сотни, потом сотни тысяч добровольных помощников. В силу того, что исходные коды Linux распространяются свободно и общедоступно, к развитию системы с самого начала подключилось большое число независимых разработчиков.

MS-DOS – коммерческая операционная система фирмы Microsoft для IBM PC-совместимых персональных компьютеров. MS-DOS работает в режиме реального времени процессора x86. Обеспечивается единовременное выполнение только одной программы. MS-DOS была спроектирована так, чтобы пользователи могли легко заменить встроенный интерпретатор посторонними интерпретаторами командной строки. [4][4]

В 1985 году появляется первая версия Windows, которая не была оценена пользователями и ее проигнорировали. Возможно потому, что она всего лишь дополняла возможности DOS, будучи фактически графической оболочкой и надстройкой над комплектом MS-DOS. Со временем, система Windows все более совершенствовалась, появилась полноценная графика, лишила пользователей от видения системных файлов, был преодолен барьер многозадачности, что позволяет запустить 2-3 программы. В 1992 году с момента возникновения Windows 3.1, по мнению многих пользователей и профессионалов, новые возможности ОС были оценены по достоинству.

С версии Windos3.1 ОС получила начало 32-х разрядная доступность к жесткому диску.

В 1998 году OC Windows 98 вышла на рынок потребителей. Преимуществом, по сравнению с предыдущими образцами, была полная интеграция с интернетом, более совершенное управление интерфейсом, новый процессор Pentium II, графический портал AGP, шина USB. Параллельно с предыдущи- ми ОС, началась разработка системы Windows XP, где окончательно решено отказаться от 16-разрядности в ядре системы, и перейти на 32-разрядную, с новой архитектурой и строением. Из преимуществ новой системы необходимо отметить следующее: это первая из систем с полностью настраиваемым интерфейсом, внедрением интеллектуального меню «Пуск». Также оптимально переработана панель – управляющая ПК.

Появление после Windows XP новой системы Windows Vista считают самым неудачным вариантом после всех предыдущих выпусков ОС. Ее представляют, как «генеральную репетицию» перед Windows 7. Казалось бы, неплохие качества новой системы должны были заинтересовать пользователей. Такие новшества как встроенный поиск, трехмерность интерфейса Aero с красивыми заставками, хорошую защиту – ничего не помогло, все выполнено крайне неудачно, по мнению пользователей.

Windows 7 мало чем кроме нового интерфейса отличалась от Vista. Вариантов Windows 7 выпущено 5: StarterEdition, домашняя базовая, домашняя расширенная, профессиональная, максимальная. Windows 8 в отличие от своих предшественников – Windows 7 и Windows XP использует новый ин- терфейс под названием Modern (Metro). Также в системе присутствует и ра- бочий стол, но уже в виде отдельного приложения. Сейчас все больший ин- терес пользователей привлекают смартфоны на различных операционных системах: Windows Phone, Boda, IOS. Самыми популярными из них являются IOS и AndroidOS. [5][5]

Компьютерные технологии в последнее время сделали значительный скачок вперед, и скоро невозможно будет представить нашу жизнь без помощи компьютера. Но без операционной системы компьютер - лишь набор микросхем. Именно на базе операционной системы работают все программы, которые мы используем, именно от ОС в первую очередь будет зависеть скорость и производительность нашего труда на компьютере.

Современный компьютер состоит из одного или нескольких процессоров, оперативной памяти, дисков, принтера, клавиатуры, мыши, монитора, сетевых интерфейсов и других различных устройств ввода-вывода. В итоге получается довольно сложная система. Если каждому программисту, который создает приложение, нужно будет разбираться во всех тонкостях работы всех этих устройств, то он не напишет ни строки кода. Более того, управление всеми этими компонентами и их оптимальное использование представляет собой очень непростую задачу. По этой причине компьютеры оснащены специальным уровнем программного обеспечения, который называется операционной системой, в задачу которого входит управление пользовательскими программами, а также управление всеми ресурсами железа.

История локальных сетей

Первая локальная сеть была создана в 1967 году Дональдом Дэвисом. Уже к началу 70-го года скорость работы данной сети достигала 256 Кбит/с и обслуживала примерно 200 пользователей. Создание локальной сети принесло Дональду Дэвису известность. Позже он работал в сфере защиты информации, а в 1989 году в свет вышла его монография «Security for Computer Networks». В эти же годы локальные компьютерные сети бурно развивались во всём мире. В частности, в 1868 Министерство Обороны США одобрило проект создания MIL-STD-1553, ставшего первым стандартом ЛВС, представитель IBM Олаф Содерблюм создал известную в то время сеть Token Ring, а гаваец Норан Абрамсон создал прообраз будущего Ethernet.

Локальная сеть – это комплекс оборудования и программного обеспечения, который обеспечивает передачу, хранение и обработку информации.

Глобальная сеть – охватывает очень большие регионы и состоит из

множества локальных сетей. С глобальной сетью, которая состоит из нескольких тысяч или десятков тысяч сетей и компьютеров, ознакомлен каждый пользователь, так как – это интернет.

Сеть – это группа компьютеров, соединенных друг с другом каналом связи. Канал обеспечивает обмен данными внутри сети (передача информации между компьютерами). Сеть может состоять из трёх-четырёх компьютеров, а может соединять десятки тысяч персональных компьютеров. Физически обмен данными между компьютерами может осуществляться по специальному кабелю, телефонной линии, волоконно-оптическому кабелю.

Компьютеры в сети можно соединять: Друг с другом (двухточечное соединение). Через узлы связи. [6][6]

С каждым годом всё больше и больше идёт развитие сетевого оборудования, благодаря этому можно выделить несколько признаков.

Компьютерные сети делятся по территории: Локальные, они охватывают небольшую территорию, компанию, корпорацию, дом.

Региональные, они состоят из множества локальных сетей и стоят на определённой территории.

Глобальные (интернет).

По способу связи:

Проводные, персональные компьютеры соединяются путём кабеля.

Беспроводные – это сеть без использования кабеля.

По составу вычислительных средств:

Однородные, объединяют несколько компьютеров.

Неоднородные, объединяют несколько разных средств, таких как персональный компьютер, веб-камеры, терминалы.

Состав локальной сети

Состав сети состоит из оборудования, оно бывает трех видов: Активное. Пассивное. Периферийное.

К активному оборудованию можно отнести различные маршрутизаторы, роутеры, модемы, коммутаторы.

Пассивное оборудование – это кабели, кабельные каналы, коммутационные панели.

А к периферийному оборудованию относят сервера, сканеры, принтеры.

Основные характеристики локальных сетей

Скорость – одна из главных характеристик, которая обеспечивает быструю передачу данных между компьютерами.

Адаптируемость – сервера, станции локальной сети можно установить там, где необходимо.

Надёжность – при выходе из строя какого-нибудь узла, локальная сеть полностью или частично может сохранить работоспособность.

Топология локальных сетей

Топология локальной сети – это расположение компьютеров относительно друг друга и соединённых каналами связи. Существует три основных вида топологии.

Шинная топология – это способ параллельного соединения компьютеров относительно сети, при передаче какой-либо информации, все компьютеры получают её одновременно (рисунок 1).

Топология звезда делится на два вида:

Активная, информация передаётся центральному компьютеру, а центральный компьютер потом передаёт её любому другому. Каждый компьютер с центральной сетью соединён отдельной линией связи, поэтому информацию передать можно в центр (рисунок 2).

Пассивная, в центре сети расположен уже не компьютер, а коммутатор или свитч, который отсылает полученную информацию адресату (рисунок 3).

Шина

Рис. 1. Сетевая топология шина

Активная звезда

Рис. 2. Сетевая активная звезда

Пассивная звезда

Рис. 3. Сетевая пассивная звезда

Топология кольцо – компьютеры локальной сети соединены в кольцо, информацию передаётся только в одну сторону (рисунок 4).

Кольцо

Рис. 4. Сетевая топология кольцо

1.2. СЕТЕВЫЕ ФУНКЦИИ ОПЕРАЦИОННЫХ СИСТЕМ

Средства управления локальными ресурсами компьютера реализуют все функции ОС автономного компьютера (распределение оперативной памяти меду процессами, планирование и диспетчеризацию процессов, управление процессорами в мультипроцессорных машинах, управление внешней памятью, интерфейс с пользователем и т.д.).

Реестр – это база данных настроек и параметров операционной системы. В ней находится информация и настройки ПО, учетных записей пользователей, сведенья о портах, конфигурацию оборудования. Основные настройки в панели управления, их изменения, список установленного программного обеспечения так же сохраняется в реестре.

Изменения в реестр вносить не нужно, так как все изменения вносятся автоматически или через различные программы. Если самостоятельно изменить что-нибудь в настройках, компьютер может быть в неработоспособном состоянии. Но прежде чем это делать, корпорация Microsoft рекомендует создавать копию реестра, перед тем как вносить изменения, изменять параметры, менять различные значения.

Открыть реестр можно через меню «Пуск», в строке поиска программ ввести «regedit» и открыть файл (рисунок 5).

Рис. 5. Реестр Windows

Центр управления сетями и общим доступом

С каждым разом операционные системы все больше и больше развиваются, Windows тому не исключение. В windows 7 окно центра управлениями сетями стало не только доступным для понимания человека, но и более упрощён. Каждый новенький пользователь сможет разобраться с данным окном. Через него можно и изменять настройки сетевого адаптера, создавать группу пользователей, настраивать локальную сеть, а так же посмотреть в какой группе находится пользователь, к какой сети подключён. Одним словом связано всё с настройками интернета, но уже в более упрощённом варианте.

Чтобы зайти в окно центра управления, достаточно зайти в меню

«Пуск» – «Панель управления» – «Центр управления сетями и общим доступом» (рисунок 6).

Рис. 6. Центр управлениями сетями и общим доступом

Брандмауэр и его функции

Брандмауэр – это встроенное программное средство операционной системы Windows, которое может блокировать доступ к компьютеру через интернет соединение. Например, различным вирусам, злоумышленникам получать доступ к компьютеру. Так же оно может и разрешать передачу данных

Уведомление о блокировке программ

Если в параметрах приложения установлен флажок, на блокировку новых программ. При запуске ПО, брандмауэр выдаст сообщение о том, чтобы пользователь мог заблокировать или разблокировать доступ к ней.

Отключение брандмауэра Windows

Если у вас не установлены антивирусы, фаерволы или другие программы, которые могут вас обезопасить, то при необходимости не желательно отключать систему брандмауэра, в связи с тем, что компьютер может стать более уязвим к различным атакам, вирусам.

Создание правил [7]

Можно создавать много разных правил, к примеру, блокировать подключения к персональному компьютеру через IP-адрес. Чей адрес мы введем в программу, тот компьютер будет блокировать система. Так же блокировать различные соединения через какую-нибудь программу. Правила можно создать для портов, программ и так же настраивать свои собственные.

Включение и отключение брандмауэра

В брандмауэр можно зайти через меню «Пуск» – «Все программы» – «Брандмауэр Windows». А так же через меню «Пуск» и в поиске ввести «Брандмауэр» в найденном списке открыть Брандмауэр Windows. В открывшемся окне нужно зайти во вкладку «Включения и отключения» (рисунок 7).

Рис. 7. Параметры брандмауэра Можно использовать несколько типов параметров брандмауэра

Разрешает соединения всех сетевых подключений.

Блокирует входящие подключения, кроме разрешенных подключений, которые задавал пользователь.

Разрешает все типы сетей.

Работа брандмауэра [7][7]

Через интернет к вам хочет подключиться какой-нибудь пользователь.

Брандмауэр проверяет настройки, заданные пользователем, если у вас в настройках стоит запрет на все виды подключения, то пользователь не сможет соединиться с вами, брандмауэр заблокирует этот тип подключения (рисунок 8).

Иллюстрация, показывающая, как брандмауэр создает барьер между Интернетом и компьютером

Рис. 8. Работа брандмауэра

Версии брандмауэра

Windows XP

Брандмауэр Windows был выпущен в составе Windows XP Service Pack 2. Все типы сетевых подключений, такие, как проводное, беспроводное, VPN и даже FireWire, по умолчанию фильтровались через брандмауэр.

Windows Server 2003 [8][8]

В марте 2005 года корпорация Microsoft выпустила Windows Server 2003 Service Pack 1, включающий несколько улучшений в брандмауэр сер- верной ОС.

Windows Vista

Фильтрация соединения через IP-адрес шестой версии.

Фильтр трафика, предназначен для борьбы с опасных программным обеспечением и вирусами.

Создание правил служб.

Расширения фильтра пакетов, предназначено для применения IP-

адресов и Портов.

Фильтр соединения, основывается на сертификатах безопасности.

Windows Server 2008

Эта ОС содержит ту же версию брандмауэра, как в Windows Vista. Windows 7, 8, 10 содержат ту же версию брандмауэра, как и Windows Vista.

Службы развёртывания Windows

Служба развёртывания Windows (WDS) – серверная технология Microsoft для установки по сети операционных систем семейства Windows, без какой-либо установке через DVD-диск или USB.

Преимущества WDS:

Возможность быстрой установки по сети, что значительно умень- шает затраты и сложность, чем в ручную через USB, DVD-диск.

Передача многоадресной рассылки. [9][9]

Создание образов компьютеров, используя мастер образов компьютера.

Позволяет добавлять пакеты драйверов на сервер и настраивать их. Средства управления службами развёртывания:

Оснастка управления ММС WDS. Даёт полную возможность управления образами компьютера и настройками сервера.

Командная строка приложения WDSUTIL. Даёт возможность со- здания сценариев.

Сценарий Windows PowerShell. Позволяет вести полную статистику и отслеживать службу развёртывания Windows.

Средствами служб развёртывания являются:

DISM – система обслуживания образов развертывания и управления.

Она предназначена для добавления драйверов.

ImageX – приложение, которое можно использовать для захвата и применения образов. Не требует сервера развертывания Windows, чтобы захватывать или применять образы, и может работать только с общей сетевой пап- кой, либо с сетевого диска. [9][10]

WDSUTIL – команда, используется для управления сервером WDS без графического интерфейса пользователя. [10][11]

С помощью ImageX есть возможность создания вручную образа WIM, не требующие исходной операционной системы.

ГЛАВА 2. СЕТЕВЫЕ ОПЕРАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ

Сетевая операционная система – операционная система, предназначенная для работы с компьютерной сетью для организации доступа к различным ресурсам компьютеров в сети, что позволяет давать доступ к данным для пользователей, групп, политик безопасности, приложений и других сетевых функций.

Главными задачами являются разделение ресурсов сети (например, дисковые пространства) и администрирование сети. С помощью сетевых функций системный администратор определяет разделяемые ресурсы, ставит пароль, настраивать права доступа для одного пользователя или группы.

Сетевая ОС делится на две группы:

Сетевые операционные системы для серверов.

Сетевые операционные системы для пользователей.

Существуют специальные сетевые ОС, которым приданы функции обычных систем (Windows NT) и обычные ОС (Windows 7), которым приданы сетевые функции. На сегодняшний день практически все современные операционные системы имеют встроенные сетевые функции.

Сетевые протоколы

Протокол – это набор правил и процедур, регулирующих порядок осуществления некоторой связи.

Сетевой протокол – правила и технические процедуры, позволяющие компьютерам, объединенным в сеть, осуществлять соединение и обмен данными.

Бывают два вида протоколов: Не маршрутизируемые. Маршрутизируемые.

Не маршрутизируемые протоколы – обеспечивают связь между не- сколькими персональными компьютерами внутри локальной сети (рисунок 9).

http://www.servicecall.ru/Images_network/Picture24.png

Рис. 9. Не маршрутизируемые протоколы

Маршрутизируемые протоколы – обеспечивают связь между персональными компьютерами внутри локальной сети и между локальными сетями (рисунок 10).

http://www.servicecall.ru/Images_network/Picture24b.png

Рис. 10. Маршрутизируемые протоколы

Модель OSI

Сетевая модель OSI – абстрактная модель для сетевых коммуникаций и разработки сетевых протоколов.

Назначение модели OSI состоит в обобщенном представлении средств сетевого взаимодействия. Для наглядности процесс работы сети разделен на семь уровней. В верхней части модели располагается приложение, которому нужен доступ к сети, в нижней части модели – сетевая среда передачи данных. По мере того, как данные продвигаются от уровня к уровню вниз, действующие на этих уровнях протоколы постепенно подготавливают эти данные для передачи по сети. Каждый уровень обслуживает свою часть процесса взаимодействия.

Физический уровень.

Канальный уровень.

Сетевой уровень.

Транспортный уровень.

Сеансовый уровень.

Уровень представления.

Прикладной уровень.

Взаимодействие уровней модели OSI [11][12]

Задача каждого уровня – предоставление услуг смежному уровню, «маскируя» детали реализации этих услуг. Каждый уровень на компьютере-отправителе работает так, будто он напрямую связан с таким же уровнем на получателе – это виртуальная связь.

В действительности связь осуществляется между смежными уровнями одного компьютера – программное обеспечение, работающее на каждом уровне, реализует сетевые функции в соответствии с набором протоколов этого уровня (рисунок 11).

https://pp.vk.me/c633725/v633725068/3f802/QkdEQRNsg3g.jpg

Рис. 11. Взаимодействие уровней моделей OSI

Функции протоколов моделей OSI

Физический уровень (Physical Layer). Имеет дело с передачей битов по физическим каналам связи (различные типы кабелей, беспроводные каналы). На этом уровне определяется тип сигнала для передачи данных по сетевой среде (электрический сигнал, световой импульс и т.д.) и его характеристики (уровень, частота).

Канальный уровень (Data-Link Layer). Формирование кадра (пакета) для передачи по сети. Протокол канального уровня добавляет к данным по- лученным от сетевого уровня заголовок и трейлер, превращая их в кадр. В заголовке содержатся адреса системы-отправителя и системы получателя па- кета. Это так называемые аппаратные адреса или MAC-адреса, присвоенные сетевым адаптерам на заводе изготовителе (MAC – Media Access Control – управление доступом к среде).

Реализация механизма контроля доступа к среде (методы доступа CSMA/CD, CSMA/CA, Token Passing). Функции протокола канального уровня реализуются сетевыми адаптерами и их драйверами.

Сетевой уровень (Network Layer). Протоколы сетевого уровня обеспечивают «сквозную» передачу пакета от передающего до принимающего компьютера (end-to-end). При этом передатчик и приемник могут находиться в одной локальной сети или в разных локальных сетях, соединенных между собой специальными устройствами – маршрутизаторами. [12][13]

Транспортный уровень (Transport Layer). Протоколы транспортного уровня обеспечивают надёжность передачи информации. Существует два типа протоколов транспортного уровня:

Протоколы, ориентированные на соединение (connection-oriented) Такие протоколы перед передачей данных обмениваются сообщениями, чтобы установить связь друг с другом. После установки связи выполняется передача, а затем протоколы обмениваются сообщениями о доставке пакета. Протоколы не ориентированные на соединение (connectionless) передают информацию целевой системе, не проверяя, готова ли она к приему и существует ли она вообще.

Сеансовый уровень (Session Layer). Обеспечивает процесс взаимодействия сторон, фиксирует, какая из сторон сейчас является активной, и предоставляет средства синхронизации сеанса. Эти средства позволяют в ходе длинных передач сохранять информацию о состоянии этих передач в виде контрольных точек, чтобы в случае отказа можно было вернуться назад к последней контрольной точке, а не начинать все сначала. Этот уровень редко реализуется в виде отдельных протоколов. Функции этого уровня часто объединяют с функциями прикладного уровня и реализуют в одном протоколе.

Уровень представления. На этом уровне выполняется функция трансляции синтаксиса между различными системами (например, различная кодировка символов в разных системах – ASCII и EBCDIC). [12][14]

Прикладной уровень. Это набор разнообразных протоколов, с помощью которых пользователи сети получают доступ к ресурсам, таким как файлы, принтеры, гипертекстовые документы, а также организуют свою совместную работу, например, по протоколу электронной почты. Единица данных, которой оперирует прикладной уровень, обычно называется сообщением.

Примеры протоколов сетевых операционных систем

HTTP (Hyper Text Transfer Protocol) – это протокол передачи гипертекста. Протокол HTTP используется при пересылке веб-страниц между не- сколькими персональными компьютерами, подключенными к одной сети.

FTP (File Transfer Protocol) – это протокол передачи файлов с файлового сервера. FTP дает возможность пользователю обмениваться текстовыми файлами с любым компьютером сети. Установив связь с удаленным компьютером, пользователь может скопировать файл с сервера на свой компьютер или наоборот.

POP3 (Post Office Protocol) – это стандартный протокол почтового соединения. Серверы POP обрабатывают входящую почту, а протокол POP предназначен для обработки запросов на получение почты от клиентских почтовых программ. [13][15]

SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) – протокол, который задает набор правил для передачи почты. Сервер SMTP возвращает либо подтверждение о приеме, либо сообщение об ошибке, либо запрашивает дополнительную информацию.

Telnet – это протокол удаленного доступа. Telnet дает возможность пользователю работать на любом компьютере находящимся с ним в одной сети, как на своем собственном, то есть запускать программы, изменять фай- лы, создавать, удалять, редактировать, выключать компьютер, изменять настройки. На практике возможности ограничиваются тем уровнем доступа, который задан администратором удаленной машины.

TCP/IP - это протокол передачи данных, который используется в раз- личных сетях Интернета.

TCP протокол делиться на четыре уровня: Прикладной. Транспортный. Сетевой. Канальный. [14][16]

На прикладном уровне работает большинство сетевых приложений. Эти программы имеют свои уникальные протоколы обмена, например HTTP – имеет порт 80, 81 или 8080, FTP – порт 20, SSH – порт 22.

На транспортном уровне решаются проблемы доставки информации, которые могут не дойти. (UDP,TCP).

На сетевом уровне происходит передача информации одной сети или подсети в другую. К этому уровню относят ICMP, IGMP.

На канальном уровне описывается передача информации через физический уровень, с кодированием. Относят Ethernet, IEEE 802.11 Wireless Ethernet.

ICMP – это сетевой протокол, предназначенный для передачи различных сообщений об ошибках. Они возникают при передаче какой-либо ин- формации. ICMP протокол входит в список протоколов TCP/IP.

IP-адресация

IP-адрес (Internet Protocol Address) – уникальный адрес локальный сети или интернета. У каждого компьютера имеется свой IP-адрес, он бывает двух видов.

Виды адресов: Статические. Динамические.

Статические адреса назначаются провайдером автоматически, то есть они являются постоянными и неизменными. Так же задаётся имя и пароль пользователя при выходе в интернет. При перезагрузке оборудования интернета, адрес сети останется неизменным.

Динамические адреса каждый раз меняются, то есть назначаются при выходе интернет случайным образом. После перезагрузки оборудования интернета, он будет каждый раз разный.

Классы IP-адресов

IP-адреса делятся на 5 классов. К классам А, В и С относятся коммерческие адреса, присваиваемые узлам. Класс D зарезервирован для многоадресных рассылок, а класс E – для экспериментов. Классы адресов представлены на рисунке 12.

Рис. 12. Классы IP-адресов

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В наше время, сетевые операционные системы крайне важны для человека, через которые с лёгкостью можно управлять различными файлами, каталогами, сетями.

В данной работе рассматривались различные вопросы по настройки локальной сети, по организации удалённого доступа с помощью протоколов и настройки служб развёртывания Windows для установки операционной системы в сетевом пространстве. Так же рассматривались вопросы по настройке и установке виртуальной машины, в которой необходимо делать практические задания.

В результате исследования можно сделать выводы:

Благодаря сетевым протоколам операционным системам, с легкостью можно управлять компьютером или сервером.

2. Имеется много способов подключения к операционным системам с помощью программ или протоколов.

3. Windows 8 и Ubuntu являются отличными операционными системами с которыми можно работать без каких-либо проблем.

4. При настройке локальной сети, каждый пользователь может под- ключиться к другому с целью управления и просмотра данных, а так же для управления его полным доступом.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

  1. Эволюция операционных систем или как это было и как будет [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://habrahabr.ru/sandbox/ (дата обращения: 25.07.2018).
  2. Физические основы компьютера. Учебное пособие для студентов физико-технического факультета Бурятского государственного университета. Автор: к.т.н. Машанов А.А. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://of.bsu.ru/e-book/fok/book/91.html (дата обращения: 26.07.2018).
  3. Функции операционной системы [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://shkolo.ru/funktsii-operatsionnoy-sistemyi/ (дата обращения: 26.07.2018).
  4. Физические основы компьютера. Учебное пособие для студентов физико-технического факультета Бурятского государственного университета. Автор: к.т.н. Машанов А.А. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://of.bsu.ru/e-book/fok/book/91.html (дата обращения: 26.07.2018).
  5. Windows и Linux: что безопаснее? Николас Петрели, Информационный бюллетень JetInfo [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://citforum.ru/security/articles/win_lin/#AEN92 (дата обращения: 9.07.2018).
  6. Что такое IP адрес? [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://2ip.ru/article/ip/ (дата обращения: 26.07.2018).
  7. Remote_Desktop_Protocol [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://ru.wikipedia.org/wiki/Remote_Desktop_Protocol (дата обращения: 16.07.2018).
  8. Локальная сеть, её плюсы [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://rubroad.ru/magazine/editorial/3066-chto-takoe-lokalnaya-set-i-v-chem-ee- plyusy.html (дата обращения: 20.07.2018).
  9. Популярные серверные операционные системы [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://info-comp.ru/drugieopersistemi/149-serveros.html (дата обращения: 20.07.2018).
  10. AdobeAcrobatReader [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://biblprog.org.ua/ru/adobe_reader/ (дата обращения: 20.07.2016).
  11. STDU Viewer [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://biblprog.org.ua/ru/stdu_viewer/ (дата обращения: 20.07.2018).
  12. Сетевые протоколы [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.servicecall.ru/training/course/course3/lesson38/ (Дата обращения: 20.07.2018).
  13. Реестр Windows [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/Реестр_Windows (дата обращения: 20.07.2018).
  14. Службы развёртывания Windows [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/Службы_развёртывания_Window (дата обращения: 20.07.2018).
  15. Виды локальных сетей [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.syzran-soft.ru/?page_id=50 (дата обращения: 20.07.2018).
  16. Брандмауэр [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://windows.microsoft.com/ru-ru/windows/firewall-faq (дата обращения: 20.07.2018).
  17. Что такое брандмауэр? [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://windows.microsoft.com/ru-ru/windows/what-is-firewall#1TC=windows-7 (дата обращения: 20.07.2018).
  18. Включение и отключение брандмауэра [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://windows.microsoft.com/ru-ru/windows/turn-windows- firewall-on-off#turn-windows-firewall-on-off=windows-7 (дата обращения: 20.07.2018).
  19. Создание PDF документов [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://24ikt.ru/html/4/ikt4.php (дата обращения: 20.07.2018).
  20. Что такое формат PDF [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://megaprinting.ru/about_pdf.php (дата обращения: 20.07.2018).
  21. Сетевые операционные системы [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.diera.ru/biblio/bibilio-internet/biblio-nos.html (дата обращения: 20.07.2018).
  22. Серверные операционные системы ведущих производителей [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://compress.ru/article.aspx?id=12137 (дата обращения: 20.07.2018).
  23. Список операционных систем [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/Список_операционных_систем (дата обращения: 20.07.2018).
  24. Серверная операционная система: особенности и выбор [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://relisoft.ru/servernaya-operacionnaya- sistema-osobennosti-i-kriterii-vybora.html (дата обращения: 20.07.2018).
  25. Локальные сети. Топология. Методы доступа [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.junior.ru/wwwexam/lok_sety/lok1.htm (дата обращения: 20.07.2018).
  26. Государственный образовательный стандарт высшего профессионального образования. Направление подготовки дипломированного специалиста 654400 — Телекоммуникации. Квалификация — инженер. — [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.lawmix.ru/expertlaw/189702 (дата обращения: 26.07.2018).
  27. Новиков Ю. В. Основы локальных сетей. Курс лекций: учебное пособие [Текст] / Ю. В. Новиков, С. В. Кондратенко. – М.: Интернет – Ун-т Информ. Технологий, 2014. – 337 с.
  28. Эрганова Н. Е. Методика профессионального обучения [Текст]: учеб. пособие / Н. Е. Эрганова. – М.: Издательский центр «Академия», 2018. — 160 с.
  1. Эволюция операционных систем или как это было и как будет [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://habrahabr.ru/sandbox/ (дата обращения: 25.07.2018).

  2. Физические основы компьютера. Учебное пособие для студентов физико-технического факультета Бурятского государственного университета. Автор: к.т.н. Машанов А.А. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://of.bsu.ru/e-book/fok/book/91.html (дата обращения: 26.07.2018).

  3. Функции операционной системы [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://shkolo.ru/funktsii-operatsionnoy-sistemyi/ (дата обращения: 26.07.2018).

  4. Физические основы компьютера. Учебное пособие для студентов физико-технического факультета Бурятского государственного университета. Автор: к.т.н. Машанов А.А. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://of.bsu.ru/e-book/fok/book/91.html (дата обращения: 26.07.2018).

  5. Windows и Linux: что безопаснее? Николас Петрели, Информационный бюллетень JetInfo [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://citforum.ru/security/articles/win_lin/#AEN92 (дата обращения: 9.07.2018).

  6. Что такое IP адрес? [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://2ip.ru/article/ip/ (дата обращения: 26.07.2018).

  7. Remote_Desktop_Protocol [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://ru.wikipedia.org/wiki/Remote_Desktop_Protocol (дата обращения: 16.07.2018).

  8. Локальная сеть, её плюсы [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://rubroad.ru/magazine/editorial/3066-chto-takoe-lokalnaya-set-i-v-chem-ee- plyusy.html (дата обращения: 20.07.2018).

  9. Популярные серверные операционные системы [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://info-comp.ru/drugieopersistemi/149-serveros.html (дата обращения: 20.07.2018).

  10. Популярные серверные операционные системы [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://info-comp.ru/drugieopersistemi/149-serveros.html (дата обращения: 20.07.2018).

  11. AdobeAcrobatReader [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://biblprog.org.ua/ru/adobe_reader/ (дата обращения: 20.07.2016).

  12. STDU Viewer [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://biblprog.org.ua/ru/stdu_viewer/ (дата обращения: 20.07.2018).

  13. Сетевые протоколы [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.servicecall.ru/training/course/course3/lesson38/ (Дата обращения: 20.07.2018).

  14. Сетевые протоколы [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.servicecall.ru/training/course/course3/lesson38/ (Дата обращения: 20.07.2018).

  15. Реестр Windows [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/Реестр_Windows (дата обращения: 20.07.2018).

  16. Службы развёртывания Windows [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/Службы_развёртывания_Window (дата обращения: 20.07.2018).