6. Вбудовані мережні служби й мережні оболонки

На практиці зложилося кілька підходів до побудови мережних операційних систем, які розрізняються глибиною впровадження мережних служб в операційну систему:

– мережні служби глибоко убудовані в ОС;

– мережні служби об’єднані у вигляді деякого набору – оболонки;

– мережні служби виробляються й поставляються у вигляді окремого продукту.

Перші мережні ОС являли собою сукупність уже існуючої локальної ОС і надстроєної над нею мережної оболонки. При цьому в локальну ОС вбудовувався мінімум мережних функцій, необхідних для роботи мережної оболонки, що виконувала основні мережні функції.

Розроблювальні надалі мережні ОС проектувалися спеціально для роботи в мережі. Мережні функції в цих ОС глибоко вбудовуються в основні модулі системи, що забезпечує її логічну стрункість, простоту експлуатації й модифікації, а також високу продуктивність. При такому підході відсутня надмірність. Якщо всі мережні служби добре інтегровані, тобто розглядаються як невід’ємні частини ОС, те всі внутрішні механізми такої операційної системи можуть бути оптимізовані для виконання мережних функцій. До мережних ОС із убудованими мережними службами ставляться: Windows NT, всі сучасні версії Unix, NetWare, OS/2 Warp.

Інший варіант реалізації мережних служб – об’єднання їх у вигляді деякого набору (оболонки), при цьому всі служби цього набору повинні бути між собою погоджені, тобто у своїй роботі вони можуть звертатися друг до друга, можуть мати у своєму составі загальні компоненти, наприклад, загальну підсистему аутентифікації користувачів або єдиний користувальницький інтерфейс. Для роботи оболонки необхідна наявність деякої локальної операційної системи, яка б виконувала звичайні функції, необхідні для керування роботою комп’ютера, і середовищу якої виконувалися б мережні служби, які становлять цю оболонку. Оболонка являє собою самостійний програмний продукт, що має назву, номер версії й інші характеристики.

Мережні оболонки часто підрозділяються на клієнтські й серверні. Оболонка, яка переважно містить клієнтські частини мережних служб, називається клієнтської.

Відповідно, серверна мережна оболонка орієнтована на виконання серверних служб. Серверна оболонка як мінімум містить північні компоненти двох основних мережних служб – файлової служби й служби друку. Деякі оболонки містять настільки широкий набір служб, що їх називають мережними операційними системами. Таким чином, термін «мережна операційна система» здобуває ще одне значення – набір мережних служб, здатних узгоджено працювати в загальному операційному середовищі.

З одним типом ресурсів можуть бути зв’язані різні служби, що відрізняються протоколом взаємодії клієнтських і серверних частин.

Мережні оболонки створюються як для локальних, так і для мережних операційних систем.

Існує й третій спосіб реалізації мережної служби – у вигляді окремого продукту.

7. Однорангові й серверні мережні операційні системи

Залежно від розподілу функцій між комп’ютерами мережі, ролі комп’ютерів наступні:

– комп’ютер, що займається винятково обслуговуванням запитів інших комп’ютерів, – виділений сервер мережі;

– комп’ютер, що звертається із запитами до ресурсів іншої машини, – клієнтський вузол;

– комп’ютер, що сполучає функції сервера й клієнта, – одноранговий вузол.

Мережа, яка виправдує своє призначення й забезпечує взаємодію комп’ютерів, може бути побудована по одній з наступних трьох схем:

1) мережа на основі однорангових вузлів – однорангова мережа;

2) мережа на основі клієнтів і серверів – мережа з виділеними серверами;

3) мережа, що включає вузли всіх типів, – гібридна мережа.

Кожна схема має переваги й недоліки.

В однорангових мережах на всіх комп’ютерах встановлюють таку операційну систему, яка надає всім комп’ютерам у мережі потенційно рівні можливості. Мережні операційні системи такого типу називаються одноранговими мережними ОС. Однорангові ОС повинні включати як серверні, так і клієнтські компоненти мережних служб.

Споконвічно в однорангових мережах спеціалізація ОС не залежить від того, яку функцію виконує комп’ютер: клієнта або сервера. Зміна ролі комп’ютера в одноранговій мережі досягається за рахунок того, що функції серверної або клієнтської частин просто не використовуються.

Переваги. Однорангові мережі простіші в експлуатації та організації, вони цілком придатні для роботи в невеликих мережах, де кількість комп’ютерів не перевищує 10-20. У таких мережах немає необхідності в застосуванні централізованих засобів адміністрування, користувачі самі домовляються про перелік поділюваних ресурсів і паролі для доступу до них.

У більших мережах засоби централізованого адміністрування, зберігання й обробки даних, а особливо захист даних стають необхідними, і такі можливості легше забезпечити в мережах з виділеними серверами.

У мережах з виділеними серверами використовуються спеціальні варіанти мережних ОС, пристосованих для роботи в ролі серверів, які називають серверними ОС. Користувальницькі комп’ютери в цих мережах працюють під керуванням клієнтських ОС.

Спеціалізація операційної системи для роботи в якості сервера є природним способом підвищення ефективності серверних операцій. При наявності в мережі сотень і навіть тисяч користувачів інтенсивність запитів до спільно використовуваних ресурсів може бути дуже великою, і сервер повинен справлятися із цим потоком запитів без великих затримок.

Рішенням цієї проблеми є використання в якості сервера комп’ютера з потужною апаратною платформою й операційною системою, оптимізованою для серверних функцій.

Чим менше функцій виконує ОС, тим ефективніше можна їх реалізувати, тому із серверної ОС знімаються деякі функції універсальної ОС. Однак занадто вузька спеціалізація деяких серверних ОС є одночасно і їхньою слабкою стороною, тому розроблювачі багатьох серверних ОС відмовляються від функціональної обмеженості й включають до складу серверних ОС усі компоненти, які дозволяють використовувати їх як універсальний сервер і навіть у якості клієнтської ОС. Такі серверні ОС забезпечуються розвиненим графічним користувальницьким інтерфейсом і підтримують універсальний API. Це зближає їх з одноранговими операційними системами, але існують кілька відмінностей, які дозволяють віднести їх у класу серверних ОС:

• підтримка потужних апаратних платформ, у тому числі мультипроцесорних;

• підтримка великого числа одночасно виконуваних процесів і мережних з’єднань;

• включення до складу ОС компонентів централізованого адміністрування мережі, наприклад: довідкової служби, служби аутентифікації й авторизації користувачів мережі;

• ширший набір мережних служб.

Клієнтські операційні системи в мережах з виділеними серверами звичайно звільняють від серверних функцій, що значно спрощує їхню організацію. Розроблювачі клієнтських ОС основну увагу приділяють користувальницькому інтерфейсу і клієнтським частинам мережних служб. Найпростіші клієнтські ОС підтримують тільки базові мережні служби: файлову службу й службу друкування. У той же час існують так звані універсальні клієнти, які підтримують широкий набір клієнтських частин, які дозволяють їм працювати практично з усіма серверами мережі.

Багато компаній, які розробляють мережні ОС, випускають два варіанти однієї й тої ж операційної системи: один варіант – для роботи в якості серверної ОС, іншої – для клієнтської. Ці варіанти найчастіше засновані на тому самому базовому коді, але відрізняються набором служб і утиліт, а також параметрами конфігурації, деякі з яких установлюються за замовчуванням і не піддаються зміні.