6.7.Системное обеспечение работы в сети.

Основное назначение сетевых операционных систем – обеспечение служебных функций обеспечения передачи данных канального и сетевого уровня в локальных сетях. Сетевые операционные системы объединяют различные операционные системы рабочих станций и обеспечивают выполнение функций сетевого уровня для широкого круга задач: обработка баз данных, передача сообщений, управление распределенными ресурсами сети. Вначале сетевые системы не включали в свой состав функции операционной системы отдельного компьютера (так было в системе Novell NetWare). Однако большинство современных сетевых систем, таких как UNIX и Windows NT, выполняют все функции обычной операционной системы.

Программное обеспечение сетевой операционной системы делится на две части. Одни модули располагаются на центральном сервере сети (если он есть) или на тех компьютерах, на которых лежат системные таблицы, управляющие сетью. Другие модули располагаются на каждой рабочей станции. Первые управляют работой сети. Вторые выполняют обычные протокольные функции – отправляют и получают пакеты, а также осуществляют посылку запросов к управляющим модулям.

Если требуется, сетевая операционная система может по запросу одного компьютера запустить программу на другом компьютере. На этом основана распределенная обработка данных в сети. Вместо того, чтобы передавать большой массив данных с центрального сервера на рабочую станцию, с рабочей станции на сервер посылается запрос (или инструкция), задающий параметры обработки. Все вычисления выполняются на сервере (как правило, более быстродействующем, чем рабочие станции), а на рабочую станцию передаются только результаты обработки, имеющие значительно меньший объем. В результате резко сокращаются объемы передаваемых данных, обеспечивается более гибкое управление доступом к данным. Внедрение объектно-ориентированных технологий позволяет упростить организацию построение систем распределенной обработки данных.

Существует несколько подходов к организации управления ресурсами сети.

При первом подходе системные таблицы находятся на каждом файловом сервере сети. Они содержат информацию о пользователях, группах, их правах доступа к ресурсам сети (данным, сервисным услугам и т.п.). Такая организация работы удобна, если в сети только один сервер. В этом случае требуется определить и контролировать только одну информационную базу. При расширении сети, добавлении новых серверов объем задач по управлению ресурсами сети резко возрастает. Администратор системы вынужден на каждом сервере сети определять и контролировать работу пользователей. Абоненты сети, в свою очередь, должны точно знать, где расположены те или иные ресурсы сети, а для получения доступа к этим ресурсам - регистрироваться на выбранном сервере. Конечно, для информационных систем, состоящих из большого количества серверов, такая организация работы не подходит.

При противоположном подходе все информационные таблицы, задающие структуру сети, расположение данных в сети, пользователей сети и их доступ, располагаются на всех компьютерах сети. При модификации этих данных необходимо внести изменения во все экземпляры этих таблиц. Если часть компьютеров в этот момент отключена от сети, то необходимые изменения не будут внесены и в работе сети могут возникнуть проблемы. Необходимо предусмотреть процедуры восстановления целостности таблиц, обеспечивающих управление работой сети.

Существуют варианты управления сетью, промежуточные между этими двумя подходами. В системах LANServer и LANMahager все ресурсы сети и пользователи объединены в группы - домены. Домен можно рассматривать как аналог таблиц объектов, только здесь такая таблица является общей для нескольких серверов, при этом ресурсы серверов являются общими для всего домена. Поэтому пользователю для того, чтобы получить доступ к сети, достаточно подключиться к домену (зарегистрироваться), после этого ему ста­новятся доступны все ресурсы домена, ресурсы всех серверов и устройств, входящих в состав домена. Однако и с использованием этого под­хода также возникают проблемы при построении информационной системы с большим количеством пользователей, серверов и, соответственно, доменов. Например, сети для предприятия или большой разветвленной организации. Здесь эти проблемы уже связаны с организацией взаимодействия и управления несколькими доменами, хотя по содержанию они такие же, как и в первом случае.

Другой подход - Служба Наименований Директорий или Каталогов (Directory Name Services - DNS) лишен этих недостатков. Все ресурсы сети: сетевая печать, хранение данных, пользователи, серверы и т.п. рассматриваются как отдельные ветви или директории информационной системы. Таблицы, определяющие DNS, находятся на каждом сервере. Это, во-первых, повышает надежность и живучесть системы, а во-вторых, упрощает обращение пользователя к ресурсам сети. Зарегистрировавшись на одном сервере, пользователю становятся доступны все ресурсы сети. Управление такой системой также проще, чем при использовании доменов, так как здесь существует одна таблица, определяющая все ресурсы сети, в то время как при доменной организации необходимо определять ресурсы, пользователей, их права доступа для каждого домена отдельно.

Каждая сетевая операционная система характеризуется своими особенностями. Во-первых, это виды операционных систем отдельных компьютеров сети, с которыми она может взаимодействовать. Во-вторых, те протоколы передачи данных в локальной сети, обработка которых входит в состав модулей этой системы. В-третьих, используемые типы файловых систем. Важной особенностью являются возможности администрирования (управления работой системы). Каждая система включает определенные средства обеспечения надежной работы системы: дублирование хранения файлов данных в сети, дублирование целых дисков (это называется зеркальным отображением дисков), систематическое сохранение копий важных данных (резервное копирование), восстановление данных после сбоев.

Рассмотрим более подробно возможности некоторых сетевых операционных систем и требования, которые они предъявляют к программному и аппаратному обеспечению устройств сети.

NetWare, Novell. Не может выполнять функции обычной ОС. Отличительной чертой является эффективная файловая система и широкий выбор аппаратного обеспечения. В качестве операционной системы используется собственная разработка Nowell. Для передачи данных используются протоколы IРХ/SРХ. Количество пользователей не должно превышать 250. Управление распределенными ресурсами сети осуществляется с помощью таблицы объектов на сервере. Защита от отказов в сети основана на дублировании дисков, зеркальном отражении дисков, резервном копировании таблиц и данных. В качестве файловой системы рабочих станций допускается DOS, Windows, Мас, ОS/2, UNIX, Windows NT.

LAN Server, IВМ Согр. Рабо­тает на базе ОS/2. Использует доменную организации сети, что упрощает управление и доступ к ресурсам сети. Сервер может быть невыделенным. Обеспечивает взаимодействие с иерархическими системами, поддерживает межсетевое взаимодействие. Выпускаются две версии LAN Server: Entry и Advanced. Версия Advanced в отличие от Entry поддерживает высокопроизводительную файловую систему (High Perfomance File System - HPFS). Она включает системы отказоустойчивости (Fail Tolerances) и секретности (Local Security).

Серверы и пользователи объединяются в домены. Серверы в до­мене работают как единая логическая система. Все ресурсы домена дос­тупны пользователю после регистрации в домене. В одной сети могут работать несколько доменов. При использовании на рабочей станции OS/2 ресурсы этих станций доступны пользователям других рабочих станций, но только одному в данное время. Администратор может управлять работой сети только с рабочей станции, на которой установлена операционная система OS/2. LAN Server поддерживает удален­ную загрузку рабочих станций DOS, OS/2 и Windows.

В качестве коммуникационных протоколов используются протоколы: NetBIOS, ТСР/IР. Максимальное количество пользователей - 1016. Система отказоустойчивости основана на дублировании дисков, зеркальном отражении дисков. Предусмотрено резервное копирование таблиц домена. Клиент может использовать файловую систему DOS, Windows, Мас, OS/2, UNIX, Windows NT.

Windows NT, Microsoft Corp. Эта операционная система отличается простотой интерфейса пользователя и доступностью средств разработки прикладных программ и поддержка прогрессивных объектно-ориентированных технологий. Интерфейс напоминает оконный интерфейс Windows. Модульное построение системы упрощает внесение изменений и перенос на другие платформы. Обеспечивается защищенность подсистем от несанкционированного доступа и от их взаимного влияния (если зависает один процесс, это не влияет на работу остальных). Есть поддержка удаленных станций, но не поддерживается удаленная обработка заданий. Windows NT предъявляет более высокие требования к производительности компьютера по сравнению с NetWare.

Система основывается на протоколах NetBEUI, ТСР/IР, IРХ/SРХ, АррlеТаlk, АsyncBEUI. Поддерживается мультипроцессорность. Количество пользователей неограниченно. Максимальный размер файла также неограничен. Для задания распределенных ресурсов используется система доменов. Защита от отказов включает дублирование дисков, зеркальное отражение дисков, резервное копирование таблиц домена и данных. У клиента допускается файловая система DOS, Windows, Мас, ОS/2, UNIX, Windows NT.