5.1.6. Сетевые операционные системы

Для функционирования ПК в вычислительной сети необходимо, чтобы на нем были запущены две операционные системы: автономная (необходимая для загрузки самого компьютера) и сетевая. Современные операционные системы, как правило, совмещают в себе функции указанных систем (например, Windows 98, Windows 2000, Windows 2003, Linux).

Сетевая операционная система управляет выделением и использованием следующих ресурсов:

• память компьютера;

• процессорное время;

• диски (жесткие, гибкие, CD ROM, DVD и т.д.);

• периферийные устройства и т.д.

В функции сетевой операционной системы входит установление связи между компьютерами и другими устройствами в сети, координация работы всех устройств в сети, обеспечение защищенного доступа к данным устройствам.

Сетевая операционная система необходима для управления потоками сообщений между рабочими станциями и серверами. Она может позволить любой рабочей станции работать с разделяемым сетевым диском или принтером, которые физически не подключены к этой станции. В сетевой операционной системе отдельного компьютера можно выделить несколько частей.

• Средства управления локальными ресурсами компьютера, к которым относятся: функции распределения оперативной памяти между процессами, 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 другой 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 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.

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

Самыми распространенными сетевыми операционными системами в настоящее время являются:

• Windows 98;

• Windows 2000/2003 Server;

• Unix;

• Novell Netware;

• Linux.

Windows 98 позволяет организовать простую одноранговую локальную сеть. Самое главное ее достоинство состоит в том, что Windows 98 – это комплексный программный продукт, не требующий приобретение дополнительного дорогого сетевого программного обеспечения. Также Windows 98 имеет средства для разграничения доступа к дискам компьютеров и позволяет совместно использовать принтеры.

На сегодняшний день эта операционная система уже практически не применяется.

Windows 2000 Server является сетевой операционной системой для файловых серверов и серверов приложений. Среди характерных особенностей Windows 2000 можно выделить следующие:

• возможность удаленного администрирования, т.е. управление системой с другого компьютера;

• высокая стабильность работы;

• использование файловой системы NTFS, имеющей высокое быстродействие, мощные средства защиты от сбоев и средства разграничения доступа к файлам;

• Windows 2000 позволяет использовать ЭВМ с несколькими параллельными процессорами.

Windows 2003 Server является более управляемой и более безопасной операционной системой, чем Windows 2000.

В качестве антипиратской меры при установке Windows 2003 Server требуется ее активация.

В системе предусмотрена возможность автоматического обновления.

Операционная система Windows 2003 Server включает пакет дополнительных административных утилит, позволяющих:

• Назначать данному серверу определенные роли (файл сервер, сервер печати, контроллер домена и т.д.).

• Использовать рабочие станции для управления сервером.

• Управлять IP адресами.

Операционная система Windows 2003 Server содержит мощную справочную систему, которая носит название Центр справки и поддержки. К достоинствам этого центра относятся:

• Упорядоченность содержания, что позволяет быстро находить необходимую информацию.

• При работе в Internet предусмотрена возможность получения справки с сервера Microsoft.com.

• Возможность получения информации о свойствах системы, аппаратного и программного обеспечения.

Операционная система включает много других новых возможностей, связанных с администрированием сети.

Windows Server 2008 – операционная система нового поколения. Представляет собой дальнейшее развитие операционной системы Windows 2003 Server и является наиболее производительной платформой, позволяющей расширить функциональность приложений, сетей и веб служб, от рабочих групп до центров данных. При совместном использовании рабочих станций с операционной системой Windows Vista и серверов под Windows Server 2008 обеспечивает повышение производительности и надежности сети.

Unix представляет собой набор однотипных операционных систем, работающих на основе общепринятого стандарта. Среди систем Unix имеются как коммерческие, так и некоммерческие версии, например Linux.

Linux является альтернативой системы Windows NT. Linux имеет следующие преимущества по сравнению с Windows:

• повышенная стабильность и надежность;

• более высокое быстродействие;

• низкая стоимость (система либо полностью бесплатна, либо требуется заплатить за установочный набор).

Однако широкого распространения Linux не получила из за наличия определенных недостатков. Например, отсутствует определенная фирма, гарантирующая работоспособность системы; в управление Linux значительно сложнее Windows 2000.

Novell Netware является сетевой операционной системой для файловых серверов и серверов приложений. Данная операционная система является самой дорогой, но она обеспечивает ряд возможностей, которые отсутствуют у других систем. К ним относятся:

1. Обеспечение надежной защиты от системных сбоев благодаря применению двойной структуры каталогов и зеркального отображения диска. Под зеркальным отображением диска понимают метод защиты данных, при котором данные одновременно копируются на два жестких диска.

2. Используется система отслеживания транзакций (TTS), защищающая информацию от уничтожения или повреждения в результате сбоя в процессе изменения содержимого файла, т.е. в процессе работы с ним.

3. Используется автоматическая система защиты при записи данных на диск (Hot Fix), обеспечивающая обнаружение дефектов поверхности диска и их исправление непосредственно во время работы системы.

4. Ведется полный учет работы клиентов в системе (продолжительность работы, размер считанной и записанной информации, количество обращений к файлам и т.д.).

Все рассмотренные сетевые операционные системы имеют несколько уровней защиты данных. Первый уровень – это защита на регистрационном уровне. По регистрационной записи производится проверка: имеет ли пользователь право на работу с сетью. Второй уровень – это защита на уровне пароля. При вводе пароля в распоряжение пользователя предоставляются соответствующие ресурсы (доступ к файлам, дискам, принтерам и т.д.). Третий уровень защита на уровне каталогов. Операционные системы позволяют для каждого пользователя определить к каким каталогам (папкам) он может иметь доступ. Имеются следующие права доступа:

• чтение файлов;

• создание файлов;

• изменение файлов;

• удаление файлов.

Допускается объединение нескольких прав.

Некоторые сетевые операционные системы позволяют устанавливать защиту на отдельные файлы.

Четвертый уровень – это защита на уровне межсетевого взаимодействия. Т.е. операционные системы обеспечивают защиту от несанкционированного проникновения пользователей из внешнего окружения во внутреннюю сеть организации.

Вопросы для самоконтроля

1. Что такое электронно вычислительная сеть?

2. Что такое сервер? Приведите примеры серверов.

3. Назовите сети, на которые делятся все вычислительные сети в зависимости от размера.

4. Какие преимущества предоставляют локальные вычислительные сети?

5. Что такое топология вычислительной сети?

6. Опишите топологию «звезда»?

7. Опишите топологию «кольцо»?

8. Опишите топологию «общая шина»?

9. Какие преимущества предоставляет одноранговая модель сети?

10. Какие недостатки присущи одноранговой модели сети?

11. Какие преимущества предоставляет модель сети клиент сервер?

12. Какие недостатки присущи модели сети клиент сервер?

13. Какие особенности имеют сетевые операционные системы?

14. Приведите примеры современных сетевых операционных систем.

15. Какие возможности предоставляет операционная система Novell Netware?

16. Сколько уровней защиты имеет система Novell Netware?

17. Что такое «открытая информационная система»?

18. Назначение эталонной семиуровневой модели OSI.

19. Уровни модели OSI и их назначение.

Тесты

1. Способ соединения отдельных компонентов вычислительной сети

топология

конфигурация

радиосвязь

структура

2.Основные топологии вычислительных сетей

звезда

кольцо

общая шина.

точка

3. Достоинства сетевой топологии «звезда»

Высокое быстродействие сети

Отсутствие столкновения передаваемых данных

Высокая надежность

Низкие затраты на подключение компьютеров

4. Особенности сетевой топологии типа «кольцо»

Пересылка сообщений является очень эффективной

Протяженность сети может быть значительной

Высокая надежность сети

При большом количестве клиентов скорость работы в сети не замедляется

5.Преимущества сетевой топологии «общая шина»

Вся информация находится в сети и доступна каждому компьютеру.

Рабочие станции можно подключать независимо друг от друга.

Высокая скорость передачи данных

Быстродействие сети не зависит от числа подключенных компьютеров.

Высокая информационная безопасность

6.Модель локальной вычислительной сети, в которой все компьютеры равноправны между собой

одноранговая

равноправная

равноценная

одноуровневая

7.Достоинства ЛВС типа клиент сервер

высокое быстродействие сети

наличие единой информационной базы

наличие единой системы безопасности

низкая стоимость

8.Достоинства одноранговой локальной вычислительной сети

простота реализации

экономия материальных средств

высокое быстродействие при большом числе подключенных компьютеров

наличие единой информационной базы

наличие единой системы безопасности информации

9.Уровни защиты данных, предусмотренные в ЛВС

регистрационный

пароль

каталог

межсетевого взаимодействия

серверный

10.Особенности сетевой ОС Linux

повышенная стабильность

высокая надежность;

высокое быстродействие;

высокая стоимость

11. Система, доступная для взаимодействия с другими системами в соответствии с принятыми стандартами – это

открытая информационная система

полнофункциональная информационная система

закрытая информационная система

стандартная информационная система