22. Сетевые программные средства

Сетевые операционные системы

Системные программные средства, управляющие процессами в компьютерных сетях, объединенные общей архитектурой, определенными коммуникационными протоколами и механизмами взаимодействия вычислительных процессов, называются сетевыми операционными системами. Они предназначены для эффективного решения задач распределенной обработки данных. Сетевые операционные системы ограничены областью своего действия. Сетевые супервизоры (управляющие программы) поддерживают работу одной или нескольких взаимодействующих локальных сетей. Если взаимодействуют несколько сетей (организована интерсеть), то сетевое программное обеспечение реализуется также в шлюзах и мостах, связывающих эти сети, а все сетевые объекты (рабочие станции, серверы), принадлежащие разным сетям, подчиняются общему адресному пространству. Сетевые операционные системы, поддерживая распределенное выполнение процессов, их взаимодействие, обмен данными между процессорами, доступ пользователей к общим ресурсам и другие функции, выполняют важные системные требования к распределенной системе как к целостной и многопользовательской. Различают следующие системные требования: 1. Единая системная архитектура. Понятие "системная архитектура" охватывает следующие вопросы: · распределение функций между узлами сети; · принципы построения коммуникационных протоколов; · методы выполнения отдаленных операций типа «клиент-сервер»; · структуру сетевой файловой системы; · уровни прозрачности доступа к сети; · принципы защиты данных; · свойства общесетевого адресного пространства. Примером может служить адресация в Internet. 2. Обеспечение требуемого высокого уровня прозрачности. Высокий уровень прозрачности означает, что обеспечиваются прозрачность доступа, прозрачность имен, прозрачность физических устройств и сетевой среды и т.д. Сетевая операционная система изолирует от пользователя все различия, особенности и физические параметры привязки процессов к обрабатываемым сетевым ресурсам. 3. Высокоуровневая и высоконадежная файловая система должна эффективно организовать хранение информации общего пользования и обеспечивать одновременный доступ к ней многих пользователей. Высокоуровневость означает, что доступ обеспечивается как к локальным файлам (расположенным на рабочих станциях), так и к удаленным (на серверах) на различных уровнях (справочник файлов; файл; именованный блок; сегмент файла). В сетевом режиме должны поддерживаться разнообразные операции с файлами (читать, писать, удалять, модифицировать). Протокол удаленного доступа и управления файлами должен обеспечивать все необходимые сетевые функции создания, обработки, пересылки и защиты файла. Файловая система - центральный элемент сетевой операционной системы, определяющий производительность и надежность всей распределенной системы в целом. Возможны следующие варианты структур сетевых операционных систем (СОС) ЛВС: · каждая ЭВМ сети реализует все функции СОС, т.е. хранит в своей ОП резидентную часть СОС и имеет доступ к любой нерезидентной части, хранящейся на внешних носителях; · каждая ЭВМ сети имеет копии программ только часто реализуемых функций СОС, копии программ редко реализуемых функций имеются в памяти только одной (или нескольких) ЭВМ; · каждая ЭВМ сети выполняет только определенный набор функций СОС, причем этот набор является либо индивидуальным, либо неко­торые функции будут общими для нескольких ЭВМ. Различия в структурах СОС обусловлены принятыми способами управления ЛВС (децентрализованное или централизованное управ­ление). Отличительной особенностью СОС ЛВС является наличие слоя операционных систем, обеспечивающего обмен информацией между ЭВМ сети.

Сети с централизованным управлением

В таких сетях сетевая операционная система, называемая также ОС сервера, обеспечивает выполнение базовых функций, таких, как поддержка файловой системы, планирование задач, управление памятью. Сетевая операционная система и ОС рабочей станции (РС) абонентской системы не со­вместимы, поэтому для обеспечения взаимодействия сервера и PC в рабочую станцию вводится специальная программа, называемая сетевой оболочкой. Оболочка загружается в оперативную память PC как резидентная программа. Она воспринимает прикладные запросы пользователей сети и определяет место их обработки - в локальной ОС станции или в СОС на сервере. Если запрос должен обрабатываться в сети, оболочка преобразует его в соответствии с принятым протоколом, обеспечивая тем самым передачу запроса по нужному адресу. В персональных компьютерах, используемых в качестве PC, применяются ОС с разной архитектурой и возможностями. Ядро ОС обычно дополняется набором сервисных программ, с помощью которых осуществляется начальная разметка дисков, установка параметров внешних устройств, тестирование оперативной памяти, выдача информации на печать, стыковка с большими ЭВМ и ЛВС и т.д. Получило широкое распространение и фактически стандартизировано несколько «семейств» операционных систем - MS DOS, Windows, Unix, OS/2, ориентированных на определенные классы машин. В качестве сетевой оболочки ОС рабочей станции ЛВС используются более широко следующие: · сетевая оболочка NetWare для взаимодействия с СОС NetWare фирмы Novell. Она тесно связана с другими сервисными программами ОС PC, в совокупности с которыми образуется более крупная оболочка, обеспечивающая взаимодействие с сетью; · MS Windows фирмы Microsoft. За годы разработки и совершенствова­ния среда Windows превратилась в удобный интерфейс для пользова­телей. Выпущено много версий Windows с различным назначением: для работы в качестве сетевой оболочки, в качестве программного обеспечения сетевого сервера, для конечных пользователей; · X Window обеспечивает среду, которая представляет собой набор ин­струментальных средств, управляющих обменом информацией с гра­фическим дисплеем. Она ориентирована на работу в сетях и имеет своей основе модель «клиент/сервер», характерную для ЛВС с централизованным управлением; · X TreeNet предназначена для совместной работы с многопользовательской СОС с разделением времени NetWare LAN фирмы Novell. В' этой оболочке имеется встроенный текстовый редактор, полностью совместимый с редактором Word Star; Наиболее распространенными для ЛВС типа «клиент/сервер» являют­ся четыре СОС: Novell NetWare, IBM LAN Server, Microsoft LAN Manager, Ban­yan Vines, выполненная на базе Unix. Также широко используются СОС Windows NT, 2000 Server, 2003 Server. Эти СОС отличаются между собой по таким параметрам, как надежность, удобство и разнообразие административных средств для управления сетью и работой пользователей, использование разделяемых ресурсов, наличие защиты информации от НСД, объем резидентной части, занимаемой сетевой оболочкой на PC, зависимость производительности от количества PC в сети, возможность использования нескольких серверов в сети.

Сети с децентрализованным управлением или одноранговые сети

В сети с децентрализованным управлением объединяются компьютеры, каждый из которых может быть и сервером, и клиентом. В такой сети любой компьютер работает под управлением обычной дисковой ОС, а для выполнения сетевых функций в его оперативную память загружаются программы одноранговой СОС. Для одноранговых ЛВС наиболее популярными СОС являются Net Ware Lite фирмы Novell и LANtastic фирмы Artisoft. Большинство этих сис­тем, как и СОС для ЛВС с централизованным управлением, базируются на ОС ПЭВМ типа MS DOS, OS/2, Unix и Windows. Система NetWare Lite довольно удобна для управления работой не­больших одноранговых сетей любой топологии: Ethernet, Arcnet, Token Ring. Кроме того, ее работа согласуется с Novell NetWare 3.11, что позволяет комбинировать возможности сетей с централизованным управлением на базе NetWare 3.11 с удобным разделением ресурсов отдельных PC. В сети с системой NetWare Lite управление сетью сравнительно простое, оно включает распределение ресурсов между пользователями, управление доступом к сети и другие задачи. Здесь также может быть введен администратор, однако, как правило, каждый пользователь сам решает, какие ресурсы своей АС он выделяет в общее распоряжение. Система NetWare Lite работает в среде MS DOS, поэтому ее возможности, предоставляемые прикладным программам, не отличаются от возможностей DOS (например, режим «клиент/сервер» здесь невозможен). Система LANtastic (выпущена фирмой Artisoft в 1987 г.) является одной из первых одноранговых СОС. Она очень удобна для пользователей одноранговых сетей, работающих в упрощенном режиме, когда основные операции в сети сводятся к передаче небольших сообщений между компьютерами и использованию в режиме разделения времени общих файлов или устройств. В одноранговых ЛВС применяются также СОС Windows for Workgroups, Personal NetWare, POWERLan, Windows 2003 Server и другие. Сетевые операционные системы обеспечивают выполнение лишь общих функций ЛВС (поддержка файл-сервера, обеспечение многопользовательской работы, безопасности и секретности данных и т.д.), но они не могут самостоятельно реализовать многочисленные прикладные процессы.

Прикладные программы сети

Важным требованием к большинству современных пакетов прикладных программ (ППП) является их способность работать в условиях локальных сетей, то есть выполнять функции прикладных программ сети (ППС). Эти ППС должны обеспечивать возможность функционирования в сети определенного типа. В конце прошлого века 90% рынка было объединено вокруг сетей Ethernet, ARC-Net и Token Ring. Именно к этим типам сетей приспосабливалось большинство разработчиков сетевых программных средств. Перспективными технологиями являются технологии беспроводной передачи данных (Wi-Fi, bluetooth). В состав наиболее известных ППС входят: · текстовые процессоры (MS Office Word 2003 SP2) · пакеты электронных таблиц или табличных процессоров (Quattro Pro, MS Office Excel 2003) · СУБД (Access, dBase IV, V, Clipper, Paradox и др.) · пакеты группового обеспечения (Lotus Notes, Office Vision) · пакеты электронной почты (Microsoft Mail, MS Office Outlook, The Bat!) · интегрированные пакеты (Symphony, FrameWork) · пакеты телесвязи для обеспечения передачи файлов между ПК (Crosstalk, Smartterm, Smartcom II, Kermit)

Специализированные программные средства

В эпоху Internet требуется огромное количество специализированных программных средств, выполняющих конкретные задачи. В качестве при­меров можно привести: · браузеры (Internet Explorer, Opera, Mozilla Firefox, Netscape Navigator), · даунлоадеры (ReGet, FlashGet, WinMX, GetRight, eDonkey), · сканнеры сетевых ресурсов и уязвимостей (nmap, Guardian, netcat, port mapper, secure CRT), · брэндмауэры (Kerio Firewall Personal, Agnitum Outpost, Windows Fire­wall, Tiny Firewall), · терминалы (telneat), · мессенджеры (Mirabilis ICQ, SIM, RQ, Jabber, MSN, Yahoo, xchat, licq), · чат-клиенты (Miranda IM, Y-Chat, BORGChat), · информационно-поисковые машины (yandex, rambler, google, altavista, aport), · программы-прокси (Kerio Winroute, WinGate), · мэйл-клиенты и серверы (Outlook Express, The Bat!, smtpd, Kerio Mail-Server), · ftp-клиенты и серверы (Total Commander, putty, CuteFTP, Gene FTP Server U-FTP), · HTTP-серверы (apache) · снифферы (ZXSniffer, Kain), · утилиты удаленного администрирования (RAdmin, Tiramisu, Citrix Metaframe) · другие разнообразные утилиты и программы (VideoLAN Center, LANScope, coockie editors, streambox VCR, WEBCopier, DynDNS Updater, KDE Bluetooth Framework, Wi-Fi Manager, 3d traceroute, AdvancedRe-motelnfo, MyVoice Email и др.). Все эти и многие другие программные средства позволяют наиболее удобно организовать любую деятельность, связанную с передачей данных удаленным клиентам, либо обеспечением сетевых сервисов.