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

Сетевые операционные системы

Содержание:

Введение

Сегодня существует большое количество разных типов операционных систем, отличающихся областями применения, аппаратными платформами и методами реализации. Естественно, это обуславливает и значительные функциональные различия этих ОС. Даже у конкретной операционной системы набор выполняемых функций зачастую определить не так просто - та функция, которая сегодня выполняется внешним по отношению к ОС компонентом, завтра может стать ее неотъемлемой частью и наоборот. Поэтому при изучении операционных систем очень важно из всего многообразия выделить те функции, которые присущи всем операционным системам как классу продуктов.

Операционная система компьютерной сети во многом аналогична ОС автономного компьютера - она также представляет собой комплекс взаимосвязанных программ, который обеспечивает удобство работы пользователям и программистам путем предоставления им некоторой виртуальной вычислительной системы, и реализует эффективный способ разделения ресурсов между множеством выполняемых в сети процессов.

Компьютерная сеть - это набор компьютеров, связанных коммуникационной системой и снабженных соответствующим программным обеспечением, позволяющим пользователям сети получать доступ к ресурсам этого набора компьютеров. Сеть могут образовывать компьютеры разных типов, которыми могут быть небольшие микропроцессоры, рабочие станции, мини-компьютеры, персональные компьютеры или суперкомпьютеры. Коммуникационная система может включать кабели, повторители, коммутаторы, маршрутизаторы и другие устройства, обеспечивающие передачу сообщений между любой парой компьютеров сети. Компьютерная сеть позволяет пользователю работать со своим компьютером как с автономным и добавляет к этому возможность доступа к информационным и аппаратным ресурсам других компьютеров сети.

При организации сетевой работы операционная система играет роль интерфейса, экранирующего от пользователя все детали низкоуровневых программно-аппаратных средств сети. Например, вместо числовых адресов компьютеров сети, таких как МАС-адрес и IP-адрес, операционная система компьютерной сети позволяет оперировать удобными для запоминания символьными именами. В результате в представлении пользователя сеть с ее множеством сложных и запутанных реальных деталей превращается в достаточно понятный набор разделяемых ресурсов.

Объектом исследования данной курсовой работы являются сетевые операционные системы для ЭВМ.

Цель исследования - провести технический обзор коммерческих и свободно распространяемых сетевых ОС с тем, чтобы проанализировать их возможности и определить области применения.

Предмет исследования - основные характеристики и возможности современных сетевых ОС.

Задачи исследования:

изучить:

 основные понятия, функции, состав и принципы работы сетевых операционных систем;

 архитектуры современных сетевых операционных систем;

 особенности построения и функционирования современных сетевых операционных системы;

 принципы управления ресурсами в сетевой операционной системе;

 технические характеристики популярных сетевых операционных систем.

Актуальность исследования с одной стороны обусловлена потребностью улучшения операционных систем для повышения качества работы пользователя с ЭВМ, делая её более простой, и освобождая его от обязанностей распределять ресурсы и управлять ими. С другой стороны, выбранная тема актуальна в силу ежегодного роста и развития компьютерных технологий, а также в связи с увеличением роста локальных сетей. В настоящее время широко распространены домашние сети, сети малого офиса, сети крупных компании и т.д.

В связи с развитием компьютерных сетей развиваются и совершенствуются сетевые операционные системы. Практически каждые полгода выходят новые обновления для ОС и новые приложения. Динамично развиваются информационные технологии, которые тоже являются «двигателем» развития операционных систем. В многообразии предлагаемых версий и платформ операционных систем необходимо правильно ориентироваться, уметь с ними работать.

1. Теоретические основы построения сетевых операционных систем

1.1 Требования, предъявляемые с сетевым ОС

Одной из основных задач любой, в том числе и сетевой, ОС является управление использованием ресурсов. Она должна управлять использованием ресурсов вычислительной машины таким образом, чтобы обеспечить максимальную эффективность ее функционирования. Критерием эффективности может быть, например, пропускная способность или реактивность (под реактивностью понимают скорость реакции) системы. Управление ресурсами включает решение двух общих, не зависящих от типа ресурса задач:

планирование использования ресурса, а именно - определение какому процессу, когда, в каком объеме, необходимо выделить данный ресурс;

отслеживание состояния ресурса, то есть поддерживать набор оперативной информации о степени занятости ресурса.

Сетевая ОС (СОС) позволяет разделять ресурсы не только локально, но и в рамках сети объединяющей машины со своими средствами межсетевого взаимодействия. Она обязательно содержит программную поддержку для сетевых интерфейсных устройств, а также средства для удаленного входа в другие компьютеры сети и средства доступа к удаленным ресурсам, однако эти дополнения существенно не меняют структуру самой операционной системы. Фактически на современном уровне развития компьютерных технологий наличие у ОС возможностей для сетевого взаимодействия из разряда желательного перешло в разряд необходимого для полноценной работы пользователя.

В отличии от сетевой ОС, распределенные ОС (РОС), реализует сетевое разделения ресурсов, моделируя единую виртуальную машину над сетью. Работая с РОС пользователю нет необходимости знать подключена его машина к сети, является ли данный ресурс локальным и где на планете выполняется его программа. Основное отличие сетевой ОС от распределенной ОС - в сети взаимодействуют несколько сетевых ОС (по одной на абонента), в то время как в распределенной ОС есть одна операционная система, которая обслуживает сеть.

Набор характеристик сетевой ОС.

Большое разнообразие типов компьютеров, используемых в вычислительных сетях, влечет за собой разнообразие операционных систем: для рабочих станций, для серверов сетей уровня отдела и серверов уровня предприятия в целом. К ним могут предъявляться различные требования по производительности и функциональным возможностям, желательно, чтобы они обладали определенным набором характеристик, который позволил бы обеспечить совместную работу различных ОС:

  1. Поддерживающие многопроцессорность: Последняя может быть симметричной (процессоры равномерно нагружаются кодами разных программ), асимметричной (один процессор выполняет один процесс).
  2. Многозадачность: Многозадачная ОС управляет ресурсами, разделяемыми несколькими одновременно выполняющимися конкурирующими программами. Многозадачность разделяется на несколько типов, в зависимости от реализованного алгоритма управления разделением процессорного времени. Основные виды многозадачности - вытесняющая (ОС выделяет квант времени процессу или нити, затем прерывает их выполнение и выделяет квант времени следующему процессу или нити) и кооперативная (сам процесс определяет в какой момент времени вернуть ОС управление, например, во время ожидания ввода)
  3. Многонитеевые: Позволяет распараллеливать вычисления в рамках одного процесса. С точки зрения программирования нить - информация о состоянии (контексте) процесса. Нить создается и используется таким образом, что несколько процессов (нитей) может выполняться в рамках одного кода, но с использованием разных данных об окружении (контекстах). Обычно многонитиевость используется при написании программ-серверов, которым надо взаимодействовать единым образом с заранее неизвестным числом пользователей.

ОС делятся по критерию оптимизации на системы:

Пакетные: критерий эффективности - максимальное число решенных задач, которые поступают в ОС наборами (пакетами). ОС оптимизирует выполнение задач, а не взаимодействие с пользователем.

  1. Реального времени: Отвечают на входящие данные немедленно. Критерий эффективности - гарантированное время реакции системы (скорость выполнения процессов и разделение процессорного времени) на информационный сигнал. Неспециализированные UNIX и DOS ОС не являются системами реального времени, т.к. не гарантируют одинаковое время реакции системы на входные данные.
  2. Разделения времени: процессорное время равномерно распределяется между задачами, что делает работу пользователя более удобной. Критерий оптимальности - честное распределение (по потребностям) процессорного времени между разными задачами с одинаковым приоритетом на использование этого ресурса.

Большинство СОС можно отнести к последним двум типам.

Также сетевые ОС делятся на СОС со встроенными сетевыми функциями и на оболочки с сетевыми функциями над локальными ОС.

Набор критериев.

Рассмотрим набор критериев, на основе которого решается, на сколько хорошо данная ОС может выполнять функции сетевой ОС. Основные требования, предъявляемые фирмами к современным сетевым ОС:

. Системная архитектура - управление какими ресурсами и какие алгоритмы управления она поддерживает, можно ли ее запустить на многопроцессорной архитектуре, какие микропроцессорные архитектуры (Intel x86, Alpha, PowerPC) она поддерживает

. Масштабируемость - количество ресурсов, которыми сможет управлять операционная система;

. Производительность - скорость выполнения СОС требуемого класса задач, количество одновременных обращений пользовательских процессов которое в состоянии обслужить система

. Надежность - поддержка средствами СОС средств резервирования данных, транзакций, поддержка или нахождение в составе СОС надежной файловой системы.

. Безопасность - какой уровень защиты информации поддерживает СОС, ограничения на доступ к каким ресурсам она поддерживает, какая система прав доступа поддерживается.

. Средства администрирования - какие утилиты и как помогают администрировать СОС

. Поддержка сетевых сред - поддерживает ли СОС физические устройства, работающие с Ethernet, Token ring, оптоволокном и т.п.

. Поддержка стеков протоколов - на каких и скольких стеках протоколов может функционировать СОС и поддержка программного обеспечения для работы с данными в рамках всемирной сети Интернет

. Сетевая печать - сколько поддерживается средствами СОС принтеров на сервер, очередей на принтер

. Приложения - какие приложения включены в стандартную поставку СОС, какую минимальную функциональность обеспечивает СОС (это могут быть почтовые сервера и клиенты, средства разработки, сервера печати, Интернет сервера и т.п.)

. Совместимость - насколько СОС совместима с уже имеющимися программно-аппаратными комплексами предприятия.

Исходя из описанных выше требований можно заключить, что хорошо спроектированная сетевая ОС должна:

поддерживать возможность работы на многопроцессорной ЭВМ (с симметричной многопроцессорностью)

быть многозадачной и поддерживать нити в рамках одного процесса.

при необходимости быть многопользовательской.

В общем случае для большинства современных коммерческих сетевых ОС вопрос, какая из них лучше задавать бессмысленно - раз все выдерживают конкуренцию, значит у каждой есть какие-то достоинства. Решение о выборе сетевой ОС обычно основываются на оценке набора критериев, подобно приведенному выше, применительно к конкретной ситуации.

1.2 Структура сетевой ОС

Каждый компьютер с установленной сетевой ОС в значительной степени автономен, поэтому под сетевой операционной системой в широком смысле 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.

Рис.1 Структура сетевой ОС

В сетевой операционной системе отдельной машины можно выделить несколько частей (рисунок 1):

1. Средства управления локальными ресурсами компьютера: функции распределения оперативной памяти между процессами, функции планирования и диспетчеризации процессов, управления процессорами в мультипроцессорных машинах, управления периферийными устройствами и другие функции управления ресурсами локальных ОС.

. Средства предоставления собственных ресурсов и услуг в общее пользование - серверная часть ОС (сервер). Эти средства обеспечивают, например, блокировку файлов и записей, что необходимо для их совместного использования; ведение справочников имен сетевых ресурсов; обработку запросов удаленного доступа к собственной файловой системе и базе данных; управление очередями запросов удаленных пользователей к своим периферийным устройствам.

. Средства запроса доступа к удаленным ресурсам и услугам и их использования - клиентская часть ОС. Эта часть выполняет распознавание и перенаправление в сеть запросов к удаленным ресурсам от приложений и пользователей, при этом запрос поступает от приложения в локальной форме, а передается в сеть в форме, соответствующей требованиям сервера. Клиентская часть также осуществляет прием ответов от серверов и преобразование их в локальный формат, так что для приложения выполнение локальных и удаленных запросов неразличимо.

. Коммуникационные средства ОС, с помощью которых происходит обмен сообщениями между СОС в сети. Эта часть обеспечивает адресацию и буферизацию сообщений, выбор маршрута передачи сообщения по сети, надежность передачи и т.п., то есть является средством транспортировки сообщений.

1.2 Архитектура сетевой ОС

Основополагающим критерием по значительности влияния на производительность и масштабируемость операционной системы является ее архитектура. Операционные системы прошли длительный путь развития от монолитных систем к хорошо структурированным модульным системам, способным к развитию, расширению и обладающие хорошей переносимостью.

Монолитные системы

В общем случае "структура" монолитной системы представляет собой отсутствие структуры (рисунок 3). ОС написана как набор процедур, каждая из которых может вызывать другие, когда ей это нужно. При использовании этой техники каждая процедура системы имеет хорошо определенный интерфейс, и каждая может вызвать любую другую при необходимости.

Рис.3 Монолитная сетевая ОС

Монолитная ОС собирается из программных модулей и затем компилируется как единая система. И, хотя, как программа такая СОС может и быть модульной, на практике взаимодействие ее процедур происходит в единой области видимости, и любая процедура может вызвать любую.

Многоуровневые системы

При структуризации от монолитных систем переходят к многоуровневым. Уровни образуются группами функций операционной системы - файловая система, управление процессами и устройствами и т.п. Каждый уровень может взаимодействовать только со своим непосредственным соседом - выше- или нижележащим уровнем. Прикладные программы или модули самой операционной системы передают запросы вверх и вниз по этим уровням (рисунок 4).

Рис. 4 Многоуровневая сетевая ОС

Хотя такой структурный подход на практике обычно работал неплохо, сегодня он все больше воспринимается монолитным. Когда стало ясно, что операционные системы живут долго и должны иметь возможности развития и расширения, монолитный подход сменился моделью клиент-сервер с тесно связанной с ней концепция микроядра.

Модель клиент-сервер и микроядра

Применительно к структурированию ОС идея использования взаимодействия клиент-сервер и микроядра состоит в разбиении ее на несколько процессов - серверов, каждый из которых выполняет отдельный набор сервисных функций - например, управление памятью, управление файловой системой. Каждый сервер выполняется в пользовательском режиме. Клиент, которым может быть либо другой компонент ОС, либо прикладная программа, запрашивает сервис, посылая сообщение на сервер. Ядро ОС (называемое здесь микроядром), работая в привилегированном режиме, доставляет сообщение нужному серверу, сервер выполняет операцию, после чего ядро возвращает результаты клиенту с помощью другого сообщения (рисунок 5).

Рис. 5 Модель клиент-сервер

Микроядро занимается основной функцией ОС - управлением ресурсами, зачастую оно берет на себя функции взаимодействия с аппаратурой, хотя предпочтительно в рамках микроядра выделять машиннозависимые функции в отдельные подмодули для улучшения переносимости. Различные варианты реализации модели клиент-сервер в структуре ОС могут существенно различаться по объему работ, выполняемых в режиме ядра.

Микроядерный подход при проектировании архитектуры ОС требует ответа на вопрос, какие функции ОС следует оставить в ядре, а какие вынести из него. Модули, содержащиеся в ядре, нельзя заменить без его перекомпиляции.

В состав микроядра обычно не включают сетевые функции, пользовательский интерфейс, файловую систему, а лишь основные функции управления.

Достоинства и недостатки микроядерного подхода

В настоящее время именно операционные системы, построенные с использованием модели клиент-сервер и концепции микроядра, в наибольшей степени удовлетворяют требованиям, предъявляемым к современным сетевым ОС:

Высокая степень переносимости и совместимости обусловлена тем, что весь машинно-зависимый код изолирован в микроядро.

Микроядерный подход позволяет легко перестраивать специализацию ОС. Ограниченный набор четко определенных интерфейсов микроядра открывает путь к упорядоченному росту и эволюции ОС. В отличие от обычных систем, система, построенная на микроядре, выполняет свои серверные подсистемы в режиме пользователя, как обычные прикладные программы. Такая структура позволяет изменять и добавлять серверы, не влияя на целостность микроядра.

Надежность микроядерной архитектуры выше, чем у монолитной. Микроядро легче тестировать, при этом оно выполняется в привилегированном, защищенном режиме процессоров и сбой внешних служб, выполняющихся в отдельных виртуальных машинах в непривилегированном режиме, не приведет к краху системы в целом.

Поддержка распределенных и сетевых приложений хорошо вписывается в концепцию микроядра, который основан на горизонтальном разделении служб ОС.

Основным недостатком использования микроядерного подхода на практике является снижение быстродействия на локальных задачах - замедление скорости выполнения системных вызовов при передаче сообщений через микроядро по сравнению с классическим подходом.

1.3 Основные ресурсы и службы сетевой ОС

Важнейшей функцией сетевой ОС является организация рационального использования всех аппаратных и программных ресурсов системы. К основным ресурсам могут быть отнесены: процессоры, память (виртуальная память), внешние устройства.

Процесс - абстракция, описывающая выполняющуюся программу. Для операционной системы процесс представляет собой единицу выполнения и динамически изменяющуюся заявку на потребление системных ресурсов. Подсистема управления процессами планирует выполнение процессов, то есть распределяет процессорное время между несколькими одновременно существующими в системе процессами, а также занимается созданием и уничтожением процессов, обеспечивает процессы необходимыми системными ресурсами, поддерживает взаимодействие между процессами.

Сетевая ОС реализует в этой подсистеме удаленное межпроцессное взаимодействие, работу процессов с удаленными ресурсами.

  1. Планирование процессов

Планирование процессов включает в себя решение следующих задач:

 определение момента времени для смены выполняемого процесса

 выбор процесса на выполнение из очереди готовых процессов

 переключение контекстов "старого" и "нового" процессов

Существует множество различных алгоритмов планирования процессов, по-разному решающих вышеперечисленные задачи. Они преследуют различные цели и обеспечивают различное качество мультипрограммирования. Среди этого множества алгоритмов выделяются две группы наиболее часто встречающихся алгоритмов: алгоритмы, основанные на квантовании, и алгоритмы, основанные на приоритетах.

В соответствии с алгоритмами, основанными на квантовании, смена активного процесса происходит, если:

 процесс завершился и покинул систему

 произошла ошибка

 процесс перешел в состояние ожидания

 исчерпан квант процессорного времени, отведенный данному процессу

Процесс, который исчерпал свой квант, переводится в состояние готовность и ожидает, когда ему будет предоставлен новый квант процессорного времени, а на выполнение в соответствии с определенным правилом выбирается новый процесс из очереди готовых. Таким образом, ни один процесс не занимает процессор надолго, поэтому квантование широко используется в системах разделения времени.

Приоритет может выражаться целыми или дробными, положительным или отрицательным значением. Чем выше привилегии процесса, тем меньше времени он будет проводить в очередях. Приоритет может назначаться директивно администратором системы в зависимости от важности работы или внесенной платы, либо вычисляться самой ОС по определенным правилам, он может оставаться фиксированным на протяжении всей жизни процесса либо изменяться во времени в соответствии с некоторым законом. В последнем случае приоритеты называются динамическими.

Существует две разновидности приоритетных алгоритмов: алгоритмы, использующие относительные приоритеты, и алгоритмы, использующие абсолютные приоритеты.

В обоих случаях выбор процесса на выполнение из очереди готовых осуществляется одинаково: выбирается процесс, имеющий наивысший приоритет. По-разному решается проблема определения момента смены активного процесса. В системах с относительными приоритетами активный процесс выполняется до тех пор, пока он сам не покинет процессор, перейдя в состояние ожидания (или же произойдет ошибка, или процесс завершится). В системах с абсолютными приоритетами выполнение активного процесса прерывается еще при одном условии: если в очереди готовых процессов появился процесс, приоритет которого выше приоритета активного процесса.

Во многих операционных системах алгоритмы планирования построены с использованием как квантования, так и приоритетов. Например, в основе планирования лежит квантование, но величина кванта и/или порядок выбора процесса из очереди готовых определяется приоритетами процессов.

Существует два основных типа процедур планирования процессов - вытесняющие (preemptive) и невытесняющие (non-preemptive). Preemptive multitasking - невытесняющая многозадачность - это способ планирования процессов, при котором активный процесс выполняется до тех пор, пока он сам, по собственной инициативе, не отдаст управление планировщику операционной системы для того, чтобы тот выбрал из очереди другой, готовый к выполнению процесс. Программист должен обеспечить "дружественное" отношение своей программы к другим выполняемым одновременно с ней программам, достаточно часто отдавая им управление. Крайним проявлением "недружественности" приложения является его зависание, которое приводит к общему краху системы. В системах с вытесняющей многозадачностью такие ситуации, как правило, исключены, так как центральный планирующий механизм снимет зависшую задачу с выполнения. Non-preemptive multitasking - вытесняющая многозадачность - это такой способ, при котором решение о переключении процессора с выполнения одного процесса на выполнение другого процесса принимается планировщиком операционной системы, а не самой активной задачей.

Для сетевых ОС наиболее рациональным является вытесняющая многозадачность, которая гарантирует обработку сетевого взаимодействия со временем реакции, приближенным к системам реального времени.

Совместное использование ресурсов несколькими одновременно работающими процессами в рамках локальной ОС создает проблемы как синхронизации, так и взаимной блокировки ресурсов (для чего ОС должна реализовывать алгоритмы, регламентирующие выделение ресурсов.

  1. Управление памятью

Память, к которой может иметь доступ СОС может быть локальной, разделяемой, распределенной, для работы со всеми видами памяти в ОС создается менеджер памяти.

Функциями ОС по управлению памятью являются: отслеживание свободной и занятой памяти, выделение памяти процессам и освобождение памяти при завершении процессов, вытеснение процессов из оперативной памяти на диск, когда размеры основной памяти не достаточны для размещения в ней всех процессов, и возвращение их в оперативную память, когда в ней освобождается место, а также настройка адресов программы на конкретную область физической памяти.

При перемещении слева направо происходит следующее:

 снижается стоимость бита;

 возрастает емкость;

 возрастает время доступа;

 снижается частота обращений процессора к памяти.

Рис. 6.1. Иерархия памяти

сетевой операционный система

Современная СОС должна уметь работать с виртуальной памятью, так как это позволяет оптимально использовать ресурс и добиваться увеличения быстродействия по сравнению с работой с физической памятью.

Виртуальная память - это совокупность программно-аппаратных средств, позволяющих пользователям писать программы, размер кода и данных которых превосходит имеющуюся оперативную память; для этого виртуальная память решает следующие задачи:

размещает данные в запоминающих устройствах разного типа, например, часть программы в оперативной памяти, а часть на диске;

перемещает по мере необходимости данные между запоминающими устройствами разного типа, например, подгружает нужную часть программы с диска в оперативную память;

преобразует виртуальные адреса в физические.

Не вдаваясь в подробности, можно заметить, что наиболее эффективные алгоритмы работы с памятью наиболее сложны в реализации. Наиболее оптимальны сегментно-страничная организация виртуальной памяти с использованием упреждающих алгоритмов подкачки и выталкивания страниц.

  1. Управление вводом-выводом

Одной из главных функций ОС является управление всеми устройствами ввода-вывода компьютера. ОС должна передавать устройствам команды, перехватывать прерывания и обрабатывать ошибки; она также должна обеспечивать интерфейс между устройствами и остальной частью системы.

Основная идея организации программного обеспечения ввода-вывода состоит в разбиении его на несколько уровней, причем нижние уровни скрывают особенности аппаратуры от верхних уровней, а те, в свою очередь, обеспечивают удобный интерфейс для пользователей.

Кроме управления вводом-выводом на уровне локальной ОС, СОС также должна уметь работать с сетевыми устройствами, потоком данных от сети к программам СОС, реализовывать множество стеков протоколов с возможностью добавления поддержки новых, без перекомпиляции ядра. Поэтому сетевые функции выносят за пределы микроядер.

Файловая система.

Файловая система локальной ОС - часть операционной системы, назначение которой состоит в том, чтобы обеспечить пользователю удобный интерфейс при работе с данными, хранящимися на диске, и обеспечить совместное использование файлов несколькими пользователями и процессами.

В микроядерной архитектуре файловая система перестает быть частью ОС, что соответствует тенденциям современного компьютерного рынка, когда файловые системы начинают представляться как отдельные программные продукты.

Разработчики новых операционных систем стремятся обеспечить пользователя возможностью работать сразу с несколькими файловыми системами.

Современна файловая система имеет многоуровневую структуру, на верхнем уровне которой располагается так называемый переключатель файловых систем. Он обеспечивает интерфейс между запросами приложения и конкретной файловой системой, к которой обращается это приложение. Переключатель файловых систем преобразует запросы в формат, воспринимаемый уровнем файловых систем.

Для выполнения своих функций драйверы файловых систем обращаются к подсистеме ввода-вывода, которая отвечает за загрузку, инициализацию и управление всеми модулями низших уровней файловой системы, т.е. просмотр регистров контроллера. Современная файловая система должна поддерживать возможность работы с дисковыми массивами RAID.

Ключевым компонентом любой сетевой ОС является поддержка распределенной файловой системой. Файловая система поддерживается одной или более машинами, называемыми файл-серверами. Файл-серверы перехватывают запросы на чтение или запись файлов, поступающие от других машин (не серверов). Эти другие машины называются клиентами. Каждый посланный запрос проверяется и выполняется, а ответ отсылается обратно. Файл-серверы обычно содержат иерархические файловые системы, каждая из которых имеет корневой каталог и каталоги более низких уровней. Рабочая станция может подсоединять и монтировать эти файловые системы к своим локальным файловым системам. При этом монтируемые файловые системы остаются на серверах.

Также распределенная файловая система должна гарантировать безопасность и надежность не только во время хранения, но и во время передачи данных. База данных службы NFS представляет собой многоуровневую базу данных объектов, поддерживающую информацию о ресурсах всех серверов сети.

Характеристики:

 распределенность

 прозрачность

 глобальность

Распределенность заключается в том, что информация не хранится на одном сервере, а разделена на части, называемые разделами.

Прозрачность заключается в том, что NFS автоматически создает связи между программными и аппаратными компонентами, которые обеспечивают пользователю доступ к сетевым ресурсам. NFS при этом не требует от пользователя знаний физического расположения этих ресурсов. Задавая сетевой ресурс по имени, вы получите к нему корректный доступ даже в случае изменения его сетевого адреса или места расположения.

Глобальность NFS заключается в том, что после входа вы получаете доступ к ресурсам всей сети. Вместо входа в отдельный сервер пользователь NFS входит в сеть. После чего он получает доступ к разрешенным для него ресурсам сети. Информация, предоставляемая во время логического входа, используется для процесса идентификации пользователя. Позже, при попытке пользователя получить доступ к ресурсам, таким как серверы, тома или принтеры, фоновый процесс идентификации проверяет, имеет ли пользователь право использовать данный ресурс.

Таким образом, при построении современных операционных систем все чаще разработчики используют микроядерный подход. Системы управления отдельными ресурсами отделяются от ОС, а последняя, с учетом микроядерного подхода постепенно переходит от управления конкретными устройствами к управлению абстрактными ресурсами. СОС движутся в сторону универсализации, все чаще они предоставляют возможность сторонним производителям создавать собственные модули для встраивания в структуру системы, что позволяет реализовывать файловые системы, службы поддержки каталогов, службы печати и т.д. как отдельные программные продукты.

Выводы:

 ОС - это комплекс взаимосвязанных программ, предназначенный для повышения эффективности аппаратуры компьютера путем рационального управления его ресурсами, а также для обеспечения удобства пользователя за счет предоставления ему расширенной виртуальной машины.

 К числу основных ресурсов, управление которыми осуществляет ОС, относятся процессоры, основная память, таймеры, наборы данных, диски, накопители на магнитных лентах, принтеры, сетевые устройства и некоторые другие. Ресурсы распределяются между процессами. Для решения задач управления ресурсами разные ОС используют различные алгоритмы, особенности которых, в конечном счете, и определяют облик ОС.

 Наиболее важными подсистемами ОС являются подсистемы управления процессами, памятью, файлами и внешними устройствами, а также подсистемы пользовательского интерфейса, защиты данных и администрирования.

 Прикладному программисту возможности ОС доступны в виде набора функций, составляющих интерфейс прикладного программирования (API).

 Термин «сетевая операционная система» используется в двух смыслах: во- первых, как совокупность ОС всех компьютеров сети и, во-вторых, как ОС отдельного компьютера, способного работать в сети.

 К основным функциональным компонентам сетевой ОС относятся средства управления локальными ресурсами и сетевые средства. Последние, в свою очередь, можно разделить на три компонента: средства предоставления локальных ресурсов и услуг в общее пользование (серверная часть ОС), средства запроса доступа к удаленным ресурсам и услугам (клиентская часть ОС, или редиректор) и транспортные средства ОС (совместно с коммуникационной системой обеспечивают передачу сообщений между компьютерами сети).

 Совокупность серверной и клиентской частей, предоставляющих доступ к конкретному типу ресурса компьютера через сеть, называется сетевой службой. Сетевая служба предоставляет пользователям сети набор услуг - сетевой сервис. Каждая служба связана с определенным типом сетевых ресурсов и/или определенным способом доступа к этим ресурсам. Сетевые службы могут быть либо встроены в ОС, либо реализованы в виде программной оболочки.

 В зависимости от того, как распределены функции между компьютерами сети, они могут выступать в трех разных ролях. Компьютер, занимающийся исключительно обслуживанием запросов других компьютеров, играет роль выделенного сервера сети. Компьютер, обращающийся с запросами к ресурсам другой машины, исполняет роль клиентского узла. Компьютер, совмещающий функции клиента и сервера, является одноранговым узлом.

 Одноранговые сети состоят только из одноранговых узлов. При этом все компьютеры в сети имеют потенциально равные возможности. Одноранговые ОС включают как серверные, так и клиентские компоненты сетевых служб. Одноранговые сети проще в организации и эксплуатации, по этой схеме организуется работа в небольших сетях, в которых количество компьютеров не превышает 10-20.

 В сетях с выделенными серверами используются специальные варианты сетевых ОС, оптимизированные для роли либо серверов, либо клиентов. Для серверных ОС характерны поддержка мощных аппаратных платформ, в том числе мультипроцессорных, широкий набор сетевых служб, поддержка большого числа одновременно выполняемых процессов и сетевых соединений, наличие развитых средств защиты и средств централизованного администрирования сети. Клиентские ОС, в общем случае являясь более простыми, должны обеспечивать удобный пользовательский интерфейс и набор редиректоров, позволяющий получать доступ к разнообразным сетевым ресурсам.

 В число требований, предъявляемых сегодня к сетевым ОС, входят: функциональная полнота и эффективность управления ресурсами, модульность и расширяемость, переносимость и многоплатформенность, совместимость на уровне приложений и пользовательских интерфейсов, надежность и отказоустойчивость, безопасность и производительность.

2. Обзор популярных сетевых операционных систем

2.1 Технический обзор сетевой ОС Windows Server 2008

Операционная система Microsoft Windows Server 2008 создана, чтобы обеспечить организации наиболее эффективной платформой для виртуализации рабочих нагрузок, поддержки приложений и защиты сетей. Она представляет собой защищенную и легко управляемую платформу для разработки и надежного размещения веб-приложений и служб.

Расширенные возможности управления

Операционная система Windows Server 2008 предоставляет ИТ-специалистам больше возможностей для управления серверами и сетевой инфраструктурой, что позволяет им сосредоточиться на важнейших потребностях организаций. Расширенные возможности создания сценариев и автоматизации задач, такие как среда Windows PowerShell, позволяют автоматизировать стандартные ИТ-задачи. Диспетчер сервера позволяет выполнять установку и управление на основе ролей, что облегчает задачи управления и обеспечения безопасности разных ролей серверов в рамках предприятия. В консоли диспетчера сервера объединено управление конфигурацией сервера и системной информацией. Возможна установка только необходимых ролей и возможностей, а многие рутинные задачи развертывания систем автоматизируются с помощью мастеров. Улучшенные инструменты управления системой, такие как монитор быстродействия и надежности, предоставляют информацию о системах и заранее оповещают ИТ-персонал о потенциальных проблемах.

Более высокая гибкость

Windows Server 2008 разработан таким образом, чтобы администраторы могли легко модифицировать инфраструктуру для адаптации к изменяющимся потребностям организации и сохранять при этом гибкость инфраструктуры. Возможности работы мобильных пользователей также были расширены благодаря таким технологиям, как RemoteApp и шлюз служб терминалов, позволяющим запускать программы из любого удаленного местоположения. С помощью службы развертывания Windows (WDS) в ОС Windows Server 2008 ускоряется процесс развертывания и обслуживания ИТ-систем, а благодаря виртуализации серверов Windows (WSv) упрощается объединение серверов. Контроллер домена только для чтения (RODC) - это новая возможность в ОС Windows Server 2008 для установки контроллера домена в удаленном филиале, которая позволяет защитить учетные записи пользователей при компрометации контроллера домена.

Виртуализация

Семейство Windows Server 2008 включает в себя мощную технологию виртуализации серверов Windows (WSv) с широкими возможностями управления и обеспечения безопасности. Платформа виртуализации серверов Windows позволяет использовать имеющийся опыт управления серверами Windows и воспользоваться такими преимуществами виртуализации, как гибкость и безопасность, без необходимости приобретения ПО сторонних производителей. Корпорацией Майкрософт и партнерскими организациями обеспечивается полная поддержка гостевых операционных систем Windows и поддерживаемых операционных систем семейства Linux. Платформа WSv - гибкая, высокопроизводительная, выгодная в использовании и широко поддерживаемая платформа виртуализации.

Безопасность

Обеспечение безопасности является основной трудностью при вводе в эксплуатацию любого сервера. Сервер, на котором размещено несколько виртуальных машин (VM) - объединенных серверов - подвержен тем же угрозам безопасности, которым подвержены необъединенные серверы. Помимо этого, возникает задача разделения административных ролей. Платформа виртуализации серверов Windows позволяет решить эти задачи с помощью перечисленных ниже возможностей:

 Четкое разделение. Каждая виртуальная машина (VM) является независимым контейнером для операционной системы. Она изолирована от других виртуальных машин, физически работающих на том же сервере.

 Защита на аппаратном уровне. В современном оборудовании доступны такие возможности, как предотвращение выполнения данных (DEP). Они помогают предотвратить запуск большинства распространенных вирусов и червей.

 Виртуализация серверов Windows. Благодаря платформе виртуализации серверов Windows осуществляется защита виртуальных машин, содержащих конфиденциальную информацию, а также защита управляющей операционной системы от компрометации со стороны гостевых операционных систем.

 Сетевая безопасность. Автоматическое преобразование сетевых адресов (NAT), брандмауэр и защита доступа к сети (NAP).

Производительность

Благодаря конструктивным усовершенствованиям и интеграции с оборудованием, поддерживающим виртуализацию на аппаратном уровне, платформа виртуализации серверов Windows позволяет осуществлять виртуализацию гораздо более требовательных задач с более гибким распределением ресурсов, чем это было возможно в предыдущих версиях.

Ниже перечислены усовершенствования в области производительности.

 Облегченная архитектура виртуализации с низкими накладными расходами, основанная на 64-разрядном гипервизоре. Оборудование с аппаратной поддержкой виртуализации (технологии Intel VT и AMD "Pacifica") обеспечивает более высокое быстродействие гостевых операционных систем.

 Поддержка многоядерных процессоров. Каждой виртуальной машине может быть назначено до восьми логических процессоров. Это позволяет осуществлять виртуализацию больших вычислительных задач и пользоваться преимуществами параллельного вычисления на многопроцессорных виртуальных машинах.

 Поддержка 64-разрядных гостевых ОС и управляющей ОС. Платформа виртуализации серверов Windows работает под управлением 64-разрядной версии ОС Windows Server 2008, что позволяет предоставлять виртуальным машинам большие объемы оперативной памяти. Работа задач, требующих больших объемов оперативной памяти, на 32-разрядных версиях операционных систем приводит к чрезмерному использованию файла подкачки. С помощью платформы виртуализации серверов Windows можно успешно осуществить виртуализацию таких задач. Поддерживается совместная работа как 64-разрядных, так и 32-разрядных гостевых операционных систем на одном объединенном сервере.

 Поддержка варианта установки основных компонентов сервера. В качестве управляющей операционной системы платформа виртуализации серверов Windows может быть использована ОС Windows Server 2008, установленная в варианте основных компонентов сервера. В таком режиме уменьшаются объем занимаемого операционной системой дискового пространства и издержки ОС, благодаря чему работающим виртуальным машинам предоставляются максимально возможные вычислительные мощности сервера.

 Сквозной доступ к диску. Можно настроить прямой доступ гостевых операционных систем к локальным устройствам хранения данных или к хранилищам iSCSI сетей хранения данных (SAN), чтобы обеспечить более высокое быстродействие для приложений с интенсивными операциями ввода-вывода, таких как сервер SQL Server или сервер Microsoft Exchange.

Многие серверные задачи очень требовательны к серверным вычислительным мощностям и подсистемам ввода-вывода. Для работы таких приложений, как сервер SQL Server и сервер Microsoft Exchange, традиционно требуется большое количество оперативной памяти и большая скорость обмена данными с дисками, поэтому обычно виртуализация этих задач считалась нецелесообразной. Благодаря 64-разрядному гипервизору в платформе виртуализации серверов Windows, а также благодаря таким возможностям, как сквозной доступ дискам, теперь стало целесообразно осуществлять виртуализацию таких приложений.

Упрощенное управление

Чтобы в полной мере ощутить экономию от использования платформы виртуализации серверов Windows в вычислительных центрах или в удаленных филиалах, необходимы широкие возможности управления и автоматизации. Платформа виртуализации серверов Windows отвечает этим требованиям благодаря следующим возможностям управления и автоматизации.

 Расширяемое управление. Платформа виртуализации серверов Windows предназначена для работы со средствами управления Microsoft System Center Operations Manager (SCOM) и Microsoft System Center Virtual Machine Manager (SCVMM). Эти средства управления предоставляют инструментарий для создания отчетов, автоматизации, развертывания и самообслуживания пользователей в платформе виртуализации серверов Windows.

 Интерфейс управления виртуальными машинами для консоли управления (MMC) версии 3.0. Для управления параметрами платформы виртуализации серверов Windows и виртуальных машин используется привычный интерфейс консоли управления (MMC), что значительно облегчает процесс обучения работе с этой платформой.

 Интерфейс для инструментария управления Windows (WMI). В состав платформы виртуализации серверов Windows включен поставщик WMI, которой позволяет получать системную информацию и управлять платформой с помощью сценариев.

 Среда выполнения сценариев PowerShell. Настройку параметров сервера виртуализации и виртуальных машин можно производить в среде Windows PowerShell.

 Управление с помощью объектов групповой политики (GPO). Платформа виртуализации серверов Windows поддерживает управление сервером виртуализации и параметрами виртуальных машин с помощью конфигурационных возможностей групповых политик.

Возможности средств управления SCOM и SCVMM позволяют эффективно управлять платформой виртуализации серверов Windows как в вычислительных центрах, так и в удаленных филиалах. С помощью сценариев WMI можно автоматизировать обслуживание нескольких серверов виртуализации. Сценарии позволяют завершить работу виртуальных машин на основном сервере, запустить эти виртуальные машины на резервном сервере, осуществить обслуживание основного сервера, а затем возобновить работу виртуальных машин на этом сервере. Средство управления System Center Virtual Machine Manager позволяет автоматизировать эту процедуру для большого числа приложений без ощутимого перерыва в их работе.

Выводы:

Виртуализация Windows Server сочетает в себе различные возможности, которые позволяют обеспечивать безопасность объединенных серверов, реагировать на динамическое изменение нагрузки, обеспечивать высокое быстродействие и масштабируемость задач, а также осуществлять упрощенное управление виртуализацией. Сочетание функций безопасности и надежной изоляции виртуальных машин позволяет объединять на одном сервере виртуализации разнородные задачи и сохранять при этом гибкость и защищенность системы. Лежащая в основе платформы виртуализации серверов Windows архитектура 64-разрядного гипервизора обеспечивает высокое быстродействие для требовательных к ресурсам задач. Мощные средства управления System Center Operations Manager и System Center Virtual Machine Manager, интегрированные в ОС Windows Server 2008, позволяют автоматизировать и эффективно контролировать разнообразные виртуальные вычислительные среды.

2.2 Технический обзор сетевой ОС Linux

Операционная система Linux - самый популярный представитель так называемого «свободного программного обеспечения». Система Linux не лучше и не хуже Windows - она другая. У нее есть тысячи поклонников по всему миру, многие из которых принимали участие в написании системы, есть и противники. Однако единственный способ понять, нужна ли вам Linux, - попробовать с ней поработать.

Возможности, которые предоставляет ОС Linux пользователям:

 ОС Linux дает возможность всем бесплатно и легально иметь современную ОС для использования, как на работе, так и дома;

 Обладает высоким быстродействием;

 Работает надежно, устойчиво;

 Позволяет использовать полностью все возможности современных ПК,

 Эффективно управляет многозадачностью и приоритетами;

 Фоновые задачи (длительный расчет, передача электронной почты по модему и т.д.) не мешают интерактивной работе;

 Позволяет легко интегрировать ПК в локальные и глобальные сети, в т.ч. в Internet;

 Работает с сетями;

 Позволяет выполнять представленные в формате загрузки прикладные программы других ОС;

 Обеспечивает использование огромного числа разнообразных программных пакетов, накопленных в мире Unix и свободно распространяемых вместе с исходными текстами;

 Предоставляет богатый набор инструментальных средств для разработки прикладных программ любой степени сложности, включая системы класса клиент-сервер, объектно-ориентированные, с многооконным текстовым и/или графическим интерфейсом, пригодных для работы как в Linux, так и в других ОС;

 Дает всем желающим попробовать свои силы в разработке, организовать общение и совместную работу через Internet с любыми из разработчиков ОС Linux и сделать свой вклад, став соавтором системы. Является полной многозадачной многопользовательской ОС точно также, как и другие версии Unix. Она была создана с помощью многих Unix - программистов в рамках проекта GNU Free Software Foundation, но в него внесли лепту и энтузиасты из Internet и всего мира.

Специфические внутренние черты Linux включают контроль работ по стандарту POSIX, используемый оболочки - csh, bash, всевдотерминалы - pty, поддержку национальных и стандартных клавиатур динамически загружаемых драйверами клавиатур.

Ядро ОС Linux.

Ядро системы Linux состоит из нескольких основных частей: блок управления процессами, блок управления памятью, драйверы устройств, драйверы файловых систем, блок управления сетью, а также другие небольшие процедуры.

Наиболее важные составляющие ядра (обеспечивающие жизнеспособность системы) - это блок управления памятью и процессами. Блок управления памятью обеспечивает распределение областей памяти и swap-областей между процессами, составляющими ядра и для кэш-буфера. Блок управления процессами создает новые процессы и обеспечивает многозадачность путем переключения задач.

На самом нижнем уровне ядро содержит драйверы устройств для каждого типа поддерживаемого оборудования. Существует довольно большой набор различных драйверов, так как постоянно разрабатываются новые типы устройств. Существует довольно много одинаковых устройств, которые различаются только тем, как происходит взаимодействие между самим устройством и драйвером. Такое сходство позволяет использовать классы драйверов, поддерживающих одинаковые операции. В каждом члене такого класса используется однотипный интерфейс для ядра, но различные схемы взаимодействия с устройством. Например, все драйверы жесткого диска представляются для ядра абсолютно одинаково, то есть у них у всех имеются такие операции как 'инициализация жесткого диска', 'чтение сектора N', 'запись сектора N'.

Для увеличения объема доступной памяти Linux осуществляет разбиение диска на страницы: на диске выделяется пространство для свопинга (swap space)., причем в область свопинга выгружаются только отдельные части, в которых нет необходимости.

Ядро поддерживает универсальный пул памяти для пользовательских программ и дискового кэша. При этом для кэша может использоваться как вся память, так и кэш уменьшается при работе больших программ.

Выполняемые программы используют динамически связанные библиотеки, что позволяет выполняемым файлам занимать меньше места на диске, особенно тем, которые многократно используют библиотечные функции.

Иногда при работе ядра или различных системных программ возникают ошибки, предупреждения и другие сообщения. Программа Syslog записывает все сообщения в файл так, что он может быть впоследствии просмотрен. Syslog можно сконфигурировать так, что сообщения будут сортироваться и записываться в разные файлы по приоритету. Например, сообщения ядра часто направляются в отдельный файл, так как эти сообщения наиболее важные и должны регулярно просматриваться во избежание серьезных проблем.

Графический интерфейс пользователя.

В Linux графический интерфейс пользователя не встраивается в ядро системы. Вместо этого он представляется программами пользовательского уровня. Это применяется как к текстовым, так и к графическим оболочкам.

Такой стандарт делает систему более гибкой, хотя и имеет свои недостатки. Например, это легко позволяет создавать новые интерфейсы для программ, что затрудняет изучение системы.

Первоначально используемой с системой Linux графической оболочкой была система X Window System (сокращенно X). X не реализует пользовательский интерфейс, а только оконную систему, т.е. средства, с помощью которых может быть реализован графический интерфейс. Три наиболее популярных версии графических интерфейсов на основе X - это Athena, Motif и Open Look.

Одновременное выполнение нескольких программ.

Так называемая виртуальная мультиконсоль дает возможность на одном дисплее организовать работу нескольких консолей. На первой консоли запускается процесс трансляции. Комбинацией клавиш Alt-F2 следует переход на вторую консоль. Трансляция продолжается, но при этом первая консоль на экране дисплея заменяется новой картинкой второй консоли. В которой, например, запускается редактор текста. Комбинацией Alt-F3 следует переход на третью консоль, в которой запускается отладчик и т.д. Обычно в системе 8 консолей, но можно установить до 64-х. В любой момент времени можно переключиться на любую консоль.

Кроме того, в системе одновременно работают фоновые процессы, которые не выдают информации на дисплей, но делают свою работу, например, передают данные по модему, печатают на принтере, передают почту по сети и т.д. Фоновый процесс может инициировать как пользователь, так и сама ОС в соответствии со сложившимися условиями (есть почта для отправки, данные для печати, наступило время связи по модему и т.п.). Linux обеспечивает физическое распараллеливание вычислений на многопроцессорных машинах (до 32 процессоров), но это не имеет прямого отношения к одновременному выполнению нескольких программ. Операционная система позволяет одновременно выполнять несколько задач на одном процессоре, сотни раз в секунду переключая процессор с задачи на задачу.

Структура файловой системы.

Поддерживаемые файловые системы Linux позволяют работать с различными типами файловых систем, а некоторые из них как например, EXT2/3, ReiserFS и JFS считаются базовыми для Linux. Поддержка FAT (файловая система MS-DOC) позволяет непосредственно обращаться к файлам на жестком диске.

Файловая система разделяется на несколько частей: файловая система root, состоящая из каталогов /bin, /lib, /etc, /dev и некоторых других, файловая система /usr, где хранятся различные программы и данные не подлежащие изменению, файловая система /var, где содержатся изменяемые файлы (такие как log файлы и др.) и файловая система /home, которая состоит из личных каталогов пользователей. Разделение может существенно отличатся от выше указанного в зависимости от работы системного администратора и конфигурации аппаратного обеспечения.

Работа с сетью.

Сеть - это средство, позволяющее соединяться двум или более компьютерам между собой. Linux имеет широкий спектр сетевых возможностей. Большинство базовых функций (файловые системы, печать, создание резервных копий и т.д.) могут быть реализованы посредством сети. Это значительно облегчает работу системного администратора, так как позволяет использовать централизованное администрирование.

Сетевые возможности Linux обеспечивают полный набор протоколов ТСР/Р для работы в Internet и поддерживается весь спектр клиентов и услуг ТСР/Р, таких как FTP, TELNET, NNTP и SMTP. Имеется возможность получения доступа к сетям Internet без установки сетевого адаптера посредством установки модема и протокола РРР. ОС Linux обеспечивает эффективный и надежный шлюз РРР для удаленных пользователей по коммутативной линии.

Печать.

В один момент времени принтером может пользоваться только один пользователь. Поэтому для того, чтобы принтером могли пользоваться сразу несколько пользователей, используется специальная программа, которая обеспечивает обслуживание очереди к принтеру. Все задания для принтера помещаются в буфер. Когда принтер заканчивает обработку одного задания, следующее передается к нему автоматически. Это значительно упрощает работу с принтером.

Программа обслуживания очереди к принтеру помещает информацию, которая должна быть распечатана, на диск, то есть текст располагается на диске, в то время как задание находится в очереди. Это позволяет прикладным программам достаточно быстро распечатывать тексты, помещая их в очередь, так как для продолжения работы приложению не требуется дожидаться окончания распечатки.

Версии ОС Linux имеют различные дистрибутивы - Mandrake, Red Halt, Alt и другие. Дистрибутив системы Linux содержит подробный перечень поддерживаемого оборудования, включая типы графических адаптеров, контроллеров, сетевых плат и т.д.

Выводы:

При работе с Linux прежде всего необходимо правильно подобрать оборудование для работы с Linux в нужных режимах. В состав ОС Linux входят сотни различных программ, которые предоставляют пользователю широчайший спектр возможностей для решения самых разнообразных задач. Все эти программы подробно документированы. Для того, чтобы освоить Linux не требуется знание ОС Unix, хотя среди пользователей бытует мнение, что ОС Linux слишком сложная и предназначена она только для специалистов. Сегодня это не более чем фраза, дошедшая до нас из далекого прошлого. Нынешний Linux - это не просто альтернативная операционная система, но и стандарт качества и удобства, в чем может убедиться, без преувеличения, каждый пользователь ПК.

Заключение

Большое разнообразие типов компьютеров, используемых в компьютерных сетях, влечет за собой разнообразие операционных систем: для рабочих станций, для серверов сетей уровня отдела и серверов уровня предприятия в целом. К ним могут предъявляться различные требования по производительности и функциональным возможностям, желательно, чтобы они обладали свойством совместимости, которое позволило бы обеспечить совместную работу различных ОС.

Сетевые ОС подразделяются на две группы: масштаба отдела и масштаба предприятия. СОС для отделов или рабочих групп обеспечивают набор сетевых сервисов, включая разделение файлов, приложений и принтеров. Они также должны обеспечивать свойства отказоустойчивости, поддерживать кластерные архитектуры. Сетевые ОС отделов обычно более просты в установке и управлении по сравнению с сетевыми ОС предприятия. У них меньше функциональных свойств, они меньше защищают данные и имеют более слабые возможности по взаимодействию с другими типами сетей, а также худшую производительность.

Сетевая операционная система масштаба предприятия прежде всего должна обладать основными свойствами любых корпоративных продуктов, в том числе:

 масштабируемостью, то есть способностью одинаково хорошо работать в широком диапазоне различных количественных характеристик сети,

 совместимостью с другими продуктами, то есть способностью работать в сложной гетерогенной среде интерсети в режиме plug-and-play.

Корпоративная сетевая ОС должна поддерживать более сложные сервисы. Подобно сетевой ОС рабочих групп, сетевая ОС масштаба предприятия должна позволять пользователям разделять файлы, приложения и принтеры, причем делать это для большего количества пользователей и объема данных и с более высокой производительностью. Кроме того, сетевая ОС масштаба предприятия обеспечивает возможность соединения разнородных систем - как рабочих станций, так и серверов.

Важным элементом сетевой ОС масштаба предприятия является централизованная справочная служба, в которой хранятся данные о пользователях и разделяемых ресурсах сети. Такая служба, называемая также службой каталогов, обеспечивает единый логический вход пользователя в сеть и предоставляет ему удобные средства просмотра всех доступных ему ресурсов. Администратор, при наличии в сети централизованной справочной службы, избавлен от необходимости заводить на каждом сервере повторяющийся список пользователей, а значит избавлен от большого количества рутинной работы и от потенциальных ошибок при определении состава пользователей и их прав на каждом сервере.

Критериями для выбора ОС масштаба предприятия являются следующие характеристики:

 Органичная поддержка многосерверной сети;

 Высокая эффективность файловых операций;

 Возможность эффективной интеграции с другими ОС;

 Наличие централизованной масштабируемой справочной службы;

 Хорошие перспективы развития;

 Эффективная работа удаленных пользователей;

 Разнообразные сервисы: файл-сервис, принт-сервис, безопасность данных и отказоустойчивость, архивирование данных, служба обмена сообщениями, разнообразные базы данных и другие;

 Разнообразные транспортные протоколы: TCP/IP, IPX/SPX, NetBIOS, AppleTalk; Поддержка многообразных операционных систем конечных пользователей: DOS, UNIX, OS/2, Mac; Поддержка сетевого оборудования стандартов Ethernet, Token Ring, FDDI, ARCnet; Наличие популярных прикладных интерфейсов и механизмов вызова удаленных процедур RPC; Возможность взаимодействия с системой контроля и управления сетью, поддержка стандартов управления сетью SNMP.

Как показывают аналитические исследования, тенденции рынка сетевых ОС следующие - несмотря на то, что Windows продолжает оставаться безоговорочным лидером, рыночная доля этой операционной системы всё же немного уменьшилась - с 93.51% до 92.05%, а рыночные доли "альтернативных" ОС выросли: Mac OS - с 5.49% до 6.39%, Linux - с 1% до 1.56%

Рассмотренная выше сетевая операционная система Windows Server 2008 как нельзя лучше подходит для организации компьютерных сетей в масштабе большого предприятия или кампуса. Если же предприятие или организация стеснены в средствах, то тогда выбор должен быть конечно же в пользу ОС Linux.

Выбор сетевой ОС, как правило, осуществляется с учетом производственной ситуации, финансовых возможностей и опыта.

Глоссарий

№ п/п

Понятие

Определение

1

Операционная система компьютера

это комплекс взаимосвязанных программ, который действует как интерфейс между приложениями и пользователями, с одной стороны, и аппаратурой компьютера, с другой стороны

2

Процесс (задача)

это единица вычислительной работы, создаваемая ОС в момент запуска программы на выполнение.

3

«Нить» или «поток»

минимальная единица работы ОС

4

Адресное пространство процесса

совокупность всех областей оперативной памяти, выделенных операционной системой процессу

5

Драйвер

программа, управляющая конкретной моделью внешнего устройства и учитывающая все его особенности

6

Процедура логического входа

первый рубеж обороны при защите данных от несанкционированного доступа

7

Интерфейс прикладного программирования (Application Programming Interface, API).

возможности операционной системы доступны прикладному программисту в виде набора функций

8

Командный интерпретатор.

программный модуль ОС, ответственный за чтение отдельных команд или же последовательностей команд из командного файла

9

Компьютерная сеть

набор компьютеров, связанных коммуникационной системой и снабженных соответствующим программным обеспечением, позволяющим пользователям сети получать доступ к ресурсам этого набора компьютеров

10

Коммуникационная система

это кабели, повторители, коммутаторы, маршрутизаторы и другие устройства, обеспечивающие передачу сообщений между любой парой компьютеров сети.

11

Истинно распределенная ОС

сетевая ОС представляющая пользователю сетевые ресурсы в виде ресурсов единой централизованной виртуальной машины

12

Коммуникационные протоколы

правила взаимодействия компьютеров при передаче сообщений по сети

13

Сетевая служба

совокупность серверной и клиентской частей ОС, предоставляющих доступ к конкретному типу ресурса компьютера через сеть

14

Сетевая ОС

это операционная система отдельного компьютера, обеспечивающая ему возможность работать в сети

Расшаривание

организация доступа к ресурсам компьютера

15

Бекап (backup)

резервное копирование системы или файлов

16

Гипервизор (или Монитор виртуальных машин)

программа или аппаратная схема, обеспечивающая одновременное или параллельное выполнение нескольких (многих) ОС на одном и том же хост- ПК

Список использованных источников

1 Андреев А.Г. и др. Microsoft Windows XP. Руководство администратора / под общ. ред. А.Н.Чекмарева. - СПб.: БХВ-Петербург, 2006. - 848 с.: ил.

Безопасность сети на основе Microsoft Windows 2000. Учебный курс MSCE. 2001 Москва Русская Редакция

Бек Л. Введение в системное программирование. М.: Мир, 1005г.,448с.

Дьяконов В.Ю., Китов В.А., Калиничев И.А. Системнное программирование: уч. пособие для втузов. Под ред. А. Л. Горелика. М.: Русская редакция, 2003,221с.

Калверт Ч. Программирование в Windows. Освой самостоятельно. М.: Восточная Книжная Компания, 2000, 1008с.

Керниган Б.В. Unix - универсальная среда программирования. М.: Финансы и статистика, 2003, 304с.

Макин Дж.К, Десаи А. Развертывание и настройка Windows Server 2008. - М.:Русская Редакция, 2009. - 640 с.: ил

Мэсфилд Р. Windows 2000 для занятых. М.: Восточная Книжная Компания, 2000, 243с.

Новиков Ю.В., Кондратенко С.В. Основы локальных сетей: курс лекций: учеб. пособие : для студентов вузов, обучающихся по специальностям в обл. информ. технологий. - М.: Интернет - Ун-т Информ. Технологий, 2005. - 360 с. - (Серия «Основы информационных технологий» / Интернет Ун-т информ. технологий).

Олифер В.Г., Олифер Н.А. Сетевые операционные системы. - СПб.:Питер, 2008. - 672 с.: ил

Олифер В.Г., Олифер Н.А. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы: Учебник для вузов. 3-е изд.-СПб.: Питер 2006.-956 с.: ил

Партыка, Т. Л. Операционные системы, среды и оболочки [Текст]: учеб. пособие / Т. Л. Партыка, И. И. Попов.- М. : Форум, 2009.

Петерсен Р. Linux: руководство по операционной системе. Киев: Издательская группа BHV, 2007, 688с.

Таненбаум Э. Компьютерные сети. 4-е изд. - Спб.: Питер, 2003. - 992 с.: ил. - (Серия «Классика computer science»).

Таненбаум Э.Операционные системы: Справочник. М.: Форум, 2008, 386с.

http://www.linux.ru/doc - сайт посвященный особенностям работы в среде операционной системы Linux для русскоязычных пользователей.

http://www.microsoft.com/RUS - информационный портал, раскрывающий направления разработок компании MicroSoft.

http://www.citforum.ru - информационный портал, посвященный вопросам современных информационных технологий, и в частности, имеющий достаточно обширный список ресурсов о теории построения, состоянии, развитии, особенностях использования различных операционных систем, сред и оболочек.

http://www.itconcern.ru/programmy/programma-server/obzor-windows-server-2008.html

http://dklsoftware.net/programmy/8587-windows-home-server-2011-vail-russkiy-msdn.html

http://knigi.tr200.ru/v.php?id=475975

Приложение А

Таблица 1: Системные требования Windows Server 2008

Компонент

Минимум

Максимум

ЦП

1 GHz (для x86 процессоров) или 1.4 GHz (для x64 процессоров)

2 GHz или более

RAM

512 MB

2 GB или более

Жесткий диск (Системный раздел)

10 GB свободного места

40 GB или более

Средство

DVD-ROM привод

DVD-ROM привод

Монитор

Super VGA (800 x 600) или монитор с более высоким разрешением

Super VGA (800 x 600) или монитор с более высоким разрешением

Периферийные устройства

Клавиатура и мышь (или другие совместимые манипуляторы)

Клавиатура и мышь (или другие совместимые манипуляторы)

Приложение Б

Таблица 2. Системные требования ASP Linux 11 RUS Standard

Компонент

Норма

Системные требования:

Процессор Intel Pentium

64Мб ОЗУ

Видеоадаптер

PCI

HDD

свободно- 650Мб

Привод

CD-ROM или DVD-ROM , либо сетевая карта

Рекомендованная конфигурация (X Window:)

процессор Intel Pentium4

1GHz и выше

RAM

512 MB

Видеоадаптер

AGP

HDD

10Гб дискового пространства

Ядро

2.6.14

Монитор

Super VGA (800 x 600)

Периферийные устройства

Клавиатура и мышь (только во время установки)