министерство образования и науки российской федерации

НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

__________________________________________________________________________

Н.Л. Долозов

Основы операционных систем и сетевых технологий

Учебно-методическое пособие

Новосибирск

2008

УДК 004.451.9 (075.8)

Д 648

Рецензент канд. техн. наук, доц., директор ЦИУ В.М. Стасышин

Работа подготовлена на кафедре программных систем и баз данных и утверждена Редакционно-издательским советом университета в качестве учебно-методического пособия

Долозов, Н.Л.

Д 648       Основы операционных систем и сетевых технологий : учеб.-метод. пособие / Н.Л. Долозов. – Новосибирск : Изд-во НГТУ, 2008. – 144 с.

ISBN978-5-7782-1028-8

Учебно-методическое пособие является руководством при выполнении лабораторных работ, проводимых со студентами (направление 010500, 010501 и 080801) в терминальном классе ФПМИ по курсу «Операционные системы и основы сетевых технологий».

Оно может быть полезным для инженеров и сотрудников, осваивающих работу в среде POSIX-совместимых операционных систем (ОС) и знакомящихся с основами сетевых технологий, реализованных в среде данного типа ОС.

УДК 004.451.9 (075.8)

ISBN 978-5-7782-1028-8 © Долозов Н.Л., 2008

© Новосибирский государственный

технический университет, 2008

Введение

Ведущей идеологией в создании современных вычиcлительных систем является так называемая архитектура открытых систем, которая получила наиболее полное воплощение в технологиях, используемых при реализации POSIX-совместимых операционных систем и глобальной сети Internet. Под открытой системой будем понимать систему, которая состоит из компонентов, взаимодействующих через стандартные интерфейсы.

Что же такое стандартные интерфейсы? Это некоторые соглашения, которые определяют функциональность компонентов системы. Например, стандарты на командные оболочки описывают некоторую минимальную функциональность программ этого класса, стандарты на системные вызовы ядра – то, что должны делать эти системные вызовы (например, открывать файл или читать его содержимое), и так далее. При этом на реализацию функций того или иного компонента системы никаких ограничений не накладывается.

Стандартные интерфейсы для открытых систем регламентируются набором соглашений POSIX (Portable Operating System Interface), разрабатываемых двумя организациями – IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc.) и Open Group. Соглашения эти, получившие звучный титул стандартов POSIX, опирались в первую очередь на опыт разработки систем Unix. И, следовательно, все Unix-подобные системы как проприетарные (Solaris или AIX), так и свободные (Linux или FreeBSD) по определению являются POSIX-совместимыми, представляя собой конкретные реализации соответствующих стандартов.

Собственно, термины «Unix-подобная ОС» и «POSIX-совмес-тимая ОС» можно рассматривать в качестве синонимов. Но нужно иметь в виду несколько обстоятельств. Во-первых, термин «Unix» представляет собой зарегистрированную торговую марку. И продолжающееся по сей день судебное разбирательство SCO против IBM (и попутно – против всего движения Open Sources и Free Software), исход которого остается неясным, в немалой степени будет способствовать его дискредитации. Эта тяжба имеет лишь тот положительный момент, что очередной раз привлекла внимание к понятию Open Systems как системам, следующим открытым (т. е. общедоступным) стандартам. Достаточно вспомнить попытку демонстрации «украденного» из Unix кода в Linux-ядре. Во-вторых, понятие POSIX-совместимости, строго говоря, выходит за рамки Unix-подобия, т. е. сходства с неким первозданным Unix. В той или иной мере соответствие POSIX-стандартам (хотя и неполное) признается разработчиками ОС QNX генетически с Unix никак не связанной. Да и Linux представляет собой воспроизведение функциональности Unix с «чистого листа» не только без использования ее кода, но и без доступа к нему. При этом Linus опирался не столько на устройство самой системы Unix, сколько именно на стандарты POSIX.

Следует заметить, что и для Windows линии NT/2000/XP декларируется соответствие стандартам POSIX. Однако, как это в обычае у фирмы-разработчика этих продуктов, стандарты понимаются своеобразно и трактуются весьма расширительно в плане «улучшения». А потому отнесение Windows к POSIX-совместимым системам, по меньшей мере, спорно.

Все стандарты POSIX (а в это семейство входит несколько групп соглашений, например стандарты на интерфейс прикладных программ, утилит и оболочек, и т. д.) являются открытыми в понимании, близком к Open Sources, т. е. они общедоступны (почти): любой человек с «улицы» может получить к ним доступ и создать в соответствии с ними свою открытую систему (откуда и пошел термин Open Systems). Однако открытость основополагающих стандартов ни в коей мере не подразумевает открытости созданных в соответствии с ними операционных систем. И само по себе соответствие POSIX-стандартам не влечет их свободного (тем более бесплатного) распространения. Коротко говоря, под Open Systems, в отличие от Open Sources, можно понимать просто системы, основанные на открытых (=общедоступных) стандартах, а уж на каких условиях эти системы распространяются – определяется лицензиями.

Операционная система Unix является системой, специально предназначенной для работы в сети. Это означает, во-первых, то, что доступ к удаленным объектам осуществляется средствами самой системы, а не за счет наращивания дополнительных уровней оболочек; во-вторых, то, что все средства сетевого доступа согласованы между собой; и, наконец, то, что «накладные расходы» удаленного доступа – минимальные.

Связь в сети осуществляется в соответствии с сетевыми протоколоми стека TCP/IP, а это дает возможность взаимодействия на одном языке как в локальных сетях, так и при входе в глобальные сети.

Настоящее пособие ставит своей целью помочь студентам (пользователям) освоить основные приемы работы в POSIX-совместимых операционных системах (Linux, FreBSD, SunOS, и др.) и снабдить их типичными приемами выполнения стандартных действий при работе с самой системой и ее приложениями. Содержательно в пособии можно выделить следующие четыре направления:

• основы POSIX-совместимых операционных систем на примере (Linux, FreBSD и др.) (лабораторные работы 1 – 4);

• разработка приложений в среде POSIX-совместимых ОС с использованием инструментальных средств фонда (FSF) свободного программного обеспечения (лабораторная работа 5);

• коммуникационные протоколы и доступ к данным, приложениям и ресурсам в сети (лабораторные работы 6, 7);

• сервис компьютерных сетей (лабораторная работа 8).

Все лабораторные работы имеют одинаковую структуру, состоящую из трех частей. В первой части приводятся методические указания к лабораторной работе, содержащие необходимые теоретические сведения, которые должны восполнить отсутствие доступных для студентов современных учебников по рассматриваемым в лабораторной работе теме. Во второй – приводятся сведения о порядке выполнения лабораторной работы. Третья часть каждой лабораторной работы содержит контрольные вопросы, ответы на которые позволят студентам выделять ее ключевые моменты и тем самым закрепить полученные знания и практические навыки.