Тема 6: Сетевые операционные системы и службы

Учебные вопросы

1. Сетевая операционная система и ее функции

2. Структура сетевых операционных систем

3. Сетевые службы

4. Классификация сетевых операционных систем

5. Сетевая операционная система Novell NetWare

1_Сетевая операционная система и ее функции

Сетевая ОС – это операционная система отдельного компьютера, обеспечивающего его работу в сети. При этом сетевая ОС должна обеспечивать пользователю интерфейс, скрывающий от него все детали низкоуровневых программно-аппаратных средств сети.

Распределенная ОС разделяет работы между узлами сети, т. е. предоставляет пользователю виртуальный унипроцессор.

Сетевое ПО – это совокупность сетевых ОС отдельных компьютеров, работающих в сети. В одной сети могут работать компьютеры с различными ОС (например, Unix и Windows XP).

К основным функциям сетевых ОС относят:

1. Функции автономного компьютера:

   1. Управление процессами (поддержка очереди заявок к ресурсам с учетом приоритетов; защита ресурсов, выделенных процессу, от других ресурсов; разделение адресного пространства между процессами; прерывание и возобновление процессов);

   2. Управление памятью (распределение физической памяти между процессами и ее защита, настройка адресно-зависимых частей кодов процесса и их загрузка в отведенную область памяти);

   3. Управление файлами и внешними устройствами;

   4. Интерфейс прикладного программирования (API - Application Programming Interface) для доступа к возможностям ОС;

2. Сетевые функции:

   1. Совместное использование разделяемых ресурсов (формирование и обслуживание запросов к разделяемым ресурсам),

   2. Адресация,

   3. Буферизация,

   4. Маршрутизация,

   5. Управление потоками данных.

Сетевые функции встроены в большинство сетевых ОС, хотя существуют также сетевые оболочки - специализированные комплекты программ, добавляющие сетевые функции к локальной ОС.

К дополнительным функциям сетевых ОС относятся:

1. Защита данных от несанкционированного доступа,

2. Обеспечение отказоустойчивости,

3. Аудит ОС (фиксация событий, влияющих на безопасность системы),

4. Администрирование.

Средства защиты данных позволяют определять права доступа к ресурсам, системные права (право изменения времени на сервере, резервного копирования, останова сервера) и назначать их комбинации пользователям или группам.

Предоставление пользователю установленных прав называется авторизацией. Для ее выполнения необходима предварительная аутентификация (проверка пользователя).

Основными методами сетевой аутентификации являются:

• предъявление пароля,

• выполнение процедуры шифрования с использованием цифровых подписей,

• предъявление смарт-карты.

Отказоустойчивость обеспечивается применением автономных источников питания, зеркалированием и дублированием дисков и серверов.

2_Структура сетевых операционных систем

На рис. 6.1 представлены основные функциональные компоненты сетевой ОС.

Рис. 6.1 - Структура сетевой ОС

Средства управления локальными ресурсами обеспечивают выполнение всех функций автономного компьютера.

Клиентская часть ОС – это средства формирования запросов к разделяемым ресурсам. Эта часть ОС должна отличать запрос на доступ к удаленным ресурсам от запроса к локальным ресурсам. Данные действия выполняются компонентом клиентской части – редиректором (redirector - перенаправитель).

Редиректор перехватывает все запросы, поступающие от процессов, и анализирует их. Запросы к локальным ресурсам переадресовывается соответствующей подсистеме локальной ОС, запросы к удаленным ресурсам передаются коммуникационным средствам для передачи соответствующему узлу. При этом запрос на представительском уровне из локальной формы преобразуется формат, соответствующей требованиям сервера.

Клиентская часть также осуществляет прием ответов от серверов, преобразование их в локальный формат и передачу запросившему процессу.

В процессе передачи запросов и ответов по сети коммуникационные средства ОС обеспечивают адресацию и буферизацию пакетов, выбор маршрута передачи, обеспечение ее надежности и т.п.

Таким образом, клиентская часть ОС обеспечивает для локальных процессов прозрачный доступ к удаленным ресурсам, т.е. обращение к ним выглядит так же, как и к локальным ресурсам.

Серверная часть ОС – это средства предоставления разделяемых ресурсов в общее пользование. Эта часть ОС выполняет следующие функции: получение от редиректоров клиентских ОС других узлов пакетов c запросами, обращение к соответствующим локальным ресурсам, формирование ответных пакетов и передачу их по сети.

В зависимости от функций узла в его ОС может отсутствовать либо клиентская, либо серверная части. На рисунке 6.2 показано взаимодействие компонентов сетевых ОС двух узлов сети. Первый узел играет роль "чистого" клиента, второй узел - роль "чистого" сервера, поэтому в их ОС отсутствует серверная и клиентская часть соответственно. Редиректор, показанный на рисунке отдельно, является компонентом клиентской части.

Рис. 6.2 - Взаимодействие компонентов ОС при взаимодействии узлов