11. Сетевые операционные системы

Любая вычислительная система нуждается в программных средствах, объединенных в операционную систему. Сетевая операционная система со­ставляет основу любой вычислительной сети. Каждый компьютер в сети в значительной степени автономен, поэтому под сетевой операционной систе­мой в широком смысле понимается совокупность операционных систем от­дельных компьютеров, взаимодействующих с целью обмена сообщениями и разделения ресурсов по единым правилам - протоколам. В узком смысле се­тевая ОС - это операционная система отдельного компьютера, обеспечи­вающая ему возможность работать в сети.

Известной операционной системой вычислительных сетей является NetWare фирмы Novell. Функциями сетевых ОС наделены системы на платформе Windows (Windows 3.11, Windows95, WindowsNT, Windows 2000) фирмы Microsoft, а также разные версии UNIX (UnixWare, Sun Solaris).

В сетевой операционной системе отдельной машины можно выделить несколько частей (рис. 14):

30

- Средства управления локальными ресурсами компьютера: 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 (редиректор). 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.

31

Взаимодействие компонент операционной системы при взаимодействии компьютеров представлено на рис. 15.

В зависимости от того, как распределены функции между компьютерами сети, сетевые операционные системы, а следовательно, и сети делятся на два класса: одноранговые (Peer-To-Peer Network) и двухранговые. Последние чаще называют сетями с выделенными серверами (Dedicated Server Network).

В одноранговых ЛВС (рис. 16) все рабочие места (компьютеры) облада­ют одинаковыми возможностями по отношению к друг другу - все компью­теры равны в правах доступа к ресурсам друг друга. Каждый пользователь может по своему желанию объявить какой—либо ресурс своего компьютера разделяемым, после чего другие пользователи могут его эксплуатировать. В таких сетях на всех компьютерах устанавливается одна и та же ОС, которая предоставляет всем компьютерам в сети потенциально равные возможности.

32

В ЛВС с выделенным сервером (рис. 17) один из компьютеров (сервер) наделяется диспетчерскими функциями. Этот компьютер, как правило, обла­дает наибольшей производительностью и управляет накопителями на жест­ких дисках (файловый сервер), поддерживает коллективные периферийные устройства, такие как сканеры, устройства печати, графопостроители, стри­меры, модемы и т.п. Для выделенных серверов используются более мощные компьютеры с большими объемами оперативной и внешней памяти.

Выделенный сервер не принято использовать в качестве компьютера для выполнения текущих задач, не связанных с его основным назначением, т.к. это может уменьшить производительность его работы как сервера.

В одноранговых сетях на каждой рабочей станции (компьютере) сети могут быть загружены две группы модулей (рис. 18): модули сервера и клиента. Загрузка в оперативную память рабочей станции модулей сервера

33

обеспечивает доступ других пользователей к ресурсам этого компьютера.

Наличие модулей клиента позволяет пользователю иметь доступ к ре­сурсам других рабочих станций сети. Указанные группы программ могут ис­пользоваться в различных сочетаниях.

К одноранговым относятся, например, следующие сетевые операцион­ные г.истемы: NetWare Lite, Personal NetWare (Novell), LANtastic (Artisoft).

В сетях с выделенным сервером (рис. 19) сетевая ОС инсталлируется и загружается на отдельной станции, которую называют файловым сервером (File Server). Рабочие станции имеют доступ к общим дан­ным и другим ресурсам, хранящимся на файловом сервере.

К операционным системам, которые устанавливаются на файловом сер­вере, относятся следующие ОС: OS/2 LAN Server 4.0 Advanced (ГВМ), Windows NT и Windows 2000 Advanced Server (Microsoft), NetWare 5.x (Novell), UnixWare 7 (SCO)⁴.

Прикладное программное обеспечение: достаточно часто встречается си­туация, когда одни и те же данные требуются разным рабочим станциям. В данном случае должно использоваться специальное прикладное программное обеспечение, которое бы контролировало доступ к данным и позволяло из­бежать ошибок.

⁴ Фирмами проводится развитие и выпуск новых версий ОС. Novell Netware -некогда самая популярная сетевая ОС, сейчас в значительной степени потеснена на рынке продуктами Microsoft. Последние версии ОС Novell Netware 5.x являются надежной, масштабируемой сетевой платформой для приложений, использующих Интернет-технологии, при этом все еще используется и предыдущая версия 4.2. Применение дополнительных продуктов SFT III for NetWare 4.2 и Novell StandbyServer for NetWare (средств организации зеркальных серверов) позволяет увеличить степень надежности хранения данных.

35

34

12. Служба сетевых каталогов (на примере сетевой ОС Novell Netware)

Служба сетевых каталогов NetWare Directory Services (NDS) представля­ет собой глобальную распределенную сетевую базу данных, содержащую информацию обо всех сетевых ресурсах, серверах и пользователях сети и по­зволяющую получить доступ в зависимости от прав администраторам и пользователям сети для использования и управления всеми имеющимся ре­сурсам сети и сервисным службам.

•корневой объект [Root] -единственный в сети;

•объекты-контейнеры (Container object);

•объекты-листья (Leaf object).

Служба сетевых каталогов состоит из объектов, их свойств и значений. В качестве объектов рассматриваются все пользователи и ресурсы сети. NDS включает в себя множество объектов (рис. 20) трех иерархических классов:

уровень дерева каталогов. В структуре NDS он всегда только один. Под верхним уровнем NDS могут существовать только объекты-контейнеры.

Объект-контейнер или просто контейнер используется для объединения и упорядочения объектов в NDS. Он может включать в себя другие контей­неры нижнего уровня или объекты-листья.

Объект-лист или просто лист предназначен для описания реальных се­тевых ресурсов (серверов, принтеров, пользователей и пр.). Лист всегда на­ходится на последнем уровне иерархии, не содержит других объектов и явля­ется окончанием ветви дерева (терминальной вершиной дерева).

Корень и контейнеры нужны для упорядочения сетевых ресурсов (ли­стьев) в иерархической структуре, называемой деревом каталогов (Directory Tree).

Среди листьев выделяют несколько типов, в числе которых есть сле­дующие:

- очередь для представления очереди заданий печати, направляемых на один или более принтеров (Queue 1 и Queue2);

- компьютер представляет информацию о рабочей станции в сети (серий­ный номер, адрес узла, пользователи и др.).

Создаваемый новый объект (например, пользователь или файл-сервер) помещается в некоторый контейнер дерева каталогов. Местоположение листа в дереве каталогов называется контекстом (Context). Для получения инфор­мации о каком-либо объекте NDS необходимо определить или указать его контекст так, чтобы служба NDS смогла его найти. Если объект перемещает­ся из одного контейнера в другой, то меняется его контекст.

Каждый лист имеет собственное имя (Common name), записанное в де­реве каталогов.

В NDS используется термин "период", который обозначается знаком "." и разделяет имена объектов в написании пути.

Путь от объекта к корню - это уникальное полное имя объекта (Complete name), используемое для идентификации положения и типа объек­та в дереве каталогов. В полном имени объекта знак "." ставится перед собст­венным именем в начале пути.

Полное имя объекта содержит собственное имя объекта, далее, через знаки "." имя контейнера, содержащего данный объект, и далее, через знаки "." последовательность имен контейнеров на данной ветке дерева до корня [Root].

Например, для объекта-листа Userl на рис. 20: полное имя: .Userl .Container I .Example собственное имя: Userl контекст: Containerl .Example

36

Текущим контекстом (Current Context) называется активное местополо­жение в дереве каталогов. В данный момент времени текущий контекст мо­жет быть только один.