Файл: Сетевые операционные системы..pdf

Актуальность выполнения данной работы обусловлена тем, что современное информационное пространство изобилует огромным количеством информационно-коммуникационных технологий, стабильная работа которых напрямую зависит от операционной системы.

В связи с тем, что большая часть прикладных программных приложений основаны на технологии клиент-сервер на первый план выходит необходимость выбора сетевой операционной системы. В тоже время, сетевых операционных систем достаточно много, каждая из них имеет свои особенности, достоинства и недостатки.

Среди современных сетевых операционных систем, которые могут в полной мере удовлетворить информационные потребности пользователей можно выделить семейство операционных систем Windows NT и операционные системы Unix.

Сетевая операционная система Windows NT представляет собой надежное решение для рабочих станций и серверов включающее все необходимые компоненты для решения неограниченного количества задач.

Семейство операционных систем Unix обеспечивает многопользовательский режим со способом защиты данных от несанкционированного доступа; реализована мультипрограммная обработка в режиме разделения времени, которая основана на применении алгоритмов вытесняющей многозадачности; повышение уровня мультипрограммирования; реализованы средства взаимодействия процессов, например через сеть.

Объект исследования – операционные системы.

Предмет исследования – сетевые операционные системы.

Целью данной работы является изучение сетевых операционных систем.

В соответствии с целью была определена необходимость постановки и решения следующих задач:

– изучить понятие сетевой информационной системы;

– описать функции сетевых операционных систем;

– охарактеризовать структуру сетевой информационной системы;

– дать характеристику операционной системы Windows Server 2008 R2;

– охарактеризовать операционные системы Unix.

1. Сетевые операционные системы

1.1. Понятие сетевой операционной системы

Сетевая операционная система – термин, относящийся к двум различным концепциям:

– специализированная операционная система для работы сетевого устройства, подобного маршрутизатору, коммутатору или межсетевому вычислительному экрану.

– операционная система, ориентированная на работу с компьютерной сетью для организации доступа к общим ресурсам для нескольких компьютеров в сети, что позволяет давать общий доступ к данным для пользователей, групп, политик безопасности, приложений и других сетевых функций [1].

Обычно сетевые ОС работают в локальной сети или в частной сети. Такое толкование в основном историческое, так как в большинство современных операционных систем входят такие же функции.

1.2. Функции сетевых операционных систем

Главными задачами сетевых операционных систем является разделение ресурсов сети (например, дисковые пространства) и администрирование сети. При помощи использования сетевых функций системный администратор может выполнить определение разделяемых ресурсов, задать пользовательские пароли, определить необходимые права доступа для каждого отдельного пользователя или группы пользователей. Отсюда деление:

– сетевые операционные системы для серверов;

– сетевые операционные системы для пользователей [8].

Существуют специальные сетевые операционные системы, которым приданы функции обычных систем (например, Windows NT) и обычные операционные системы (например, Windows XP), которым приданы сетевые функции. Сегодня практически все современные операционные системы имеют встроенные сетевые функции.

К возможностям сетевых операционных систем можно отнести поддержку следующего:

– сетевого оборудования;

– сетевых протоколов;

– протоколов маршрутизации;

– фильтрации сетевого трафика;

– доступа к удалённым ресурсам: принтерам, дискам посредством сети;

– сетевых протоколов авторизации [5].

Сетевая операционная система также включает в себя сетевые службы, позволяющие удалённым пользователям использовать те или иные ресурсы компьютера.

1.3. Структура сетевой информационной системы

В сетевой операционной системе отдельной машины можно выделить несколько частей:

– 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 операционных систем;

– 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 [12]; 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 операционной системы (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 вычислительную 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 операционной системы, 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 [3].

Структура сетевой операционной системы представлена на рис. 1.

Рис. 1. Структура сетевой операционной системы представлена

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

На рис. 2 показано взаимодействие сетевых компонентов. Здесь компьютер 1 выполняет роль «чистого» клиента, а компьютер 2 - роль «чистого» сервера, соответственно на первой машине отсутствует серверная часть, а на второй - клиентская. На рисунке отдельно показан компонент клиентской части - редиректор. Именно редиректор перехватывает все запросы, поступающие от приложений, и анализирует их.

Если выдан запрос к ресурсу данного компьютера, то он переадресовывается соответствующей подсистеме локальной операционной системы, если же это запрос к удаленному ресурсу, то он переправляется в сеть. При этом клиентская часть преобразует запрос из локальной формы в сетевой формат и передает его транспортной подсистеме, которая отвечает за доставку сообщений указанному серверу.

Рис. 2. Взаимодействие компонентов операционной системы при взаимодействии компьютеров

Серверная часть операционной системы компьютера 2 принимает запрос, преобразует его и передает для выполнения своей локальной ОС. После того, как результат получен, сервер обращается к транспортной подсистеме и направляет ответ клиенту, выдавшему запрос. Клиентская часть преобразует результат в соответствующий формат и адресует его тому приложению, которое выдало запрос.

Таким образом, сетевая операционная система отличается технологией обработки информации и наличием соответствующих средств операционной системы. На основе информационных потребностей пользователей необходимо подбирать операционную систему.

2. Характеристика сетевых информационных систем

2.1. Семейство операционных систем Windоws NT

Операционные системы семейства Windows NT в настоящее время работают на процессорах с архитектурами x86, x86-64, и Itanium, ARM. Ранние версии также поддерживали некоторые RISC-процессоры: Alpha, MIPS, и Power PC. Все операционные системы этого семейства являются полностью 32- или 64- битными операционными системами, и не нуждаются в MS-DOS даже для загрузки [6].

Только в этом семействе представлены операционные системы для серверов. До версии Windows 2000 включительно они выпускались под тем же названием, что и аналогичная версия для рабочих станций, но с добавлением суффикса, например, «Windows NT 4.0 Server» и «Windows 2000 Datacenter Server». Начиная с Windows Server 2003 серверные операционные системы называются добавлением суффикса «Server» и года выпуска.

Линейка операционных систем Windows NT включает:

– Windows NT 3.1 (1993);

– Windows NT 3.5 (1994);

– Windows NT 3.51 (1995);

– Windows NT 4.0 (1996);

– Windows 2000 – Windows NT 5.0 (2000);

– Windows XP – Windows NT 5.1 (2001);

– Windows XP 64-bit Edition – Windows NT 5.2 (2003);

– Windows Server 2003 – Windows NT 5.2 (2003);

– Windows XP Professional x64 Edition – Windows NT 5.2 (2005);

– Windows Vista – Windows NT 6.0 (2006);

– Windows Home Server – Windows NT 5.2 (2007);

– Windows Server 2008 – Windows NT 6.0 (2008);

– Windows Small Business Server – Windows NT 6.0 (2008);

– Windows 7 – Windows NT 6.1 (2009);

– Windows Server 2008 R2 – Windows NT 6.1 (2009);

– Windows Home Server 2011 – Windows NT 6.1 (2011);

– Windows 8 – Windows NT 6.2 (2012);

– Windows Server 2012 – Windows NT 6.2 (2012);

– Windows 8.1 – Windows NT 6.3 (2013);

– Windows Server 2012 R2 – Windows NT 6.3 (2013);

– Windows 10 – Windows NT 10.0 (2015).

В основу семейства Windows NT положено разделение адресных пространств между процессами. Каждый процесс имеет возможность работать с выделенной ему памятью [10]. Однако он не имеет прав для записи в память других процессов, драйверов и системного кода. Семейство операционных систем Windows NT относится к операционным системам с вытесняющей многозадачностью.

Одним из ярких представителей сетевых операционных систем линейки Windows NT является операционная система Windows Server 2008 R2.

2.2. Операционная система Windows Server 2008 R2

Windows Server 2008 R2 представляет собой серверную операционную систему компании «Microsoft», которая является усовершенствованной версией Windows Server 2008. Поступила в продажу 22 октября 2009. Как и Windows 7, Windows Server 2008 R2 использует ядро Windows NT 6.1. Новые возможности включают улучшенную виртуализацию, новую версию Active Directory, Internet Information Services 7.5 и поддержку до 256 процессоров [14]. Это первая операционная система Windows, которая доступна исключительно в 64-разрядном варианте.

Windows Server 2008 R2 включает специализированный вариант установки, называемый Server Core, который позволяет существенно облегчить установку операционной системы. Вся настройка и последующее обслуживание выполняется по средствам использования специального интерфейса командной строки операционной системы Windows, или по средствам удалённого подключения к серверу посредством использования специальной консоли управления [2].

При помощи использования технологии Active Directory пользователи могут управлять взаимоотношениями и удостоверениями, которые формируют сеть предприятия. Службы Active Directory являются интегрированными с операционной системой Windows Server 2008 R2, могут быть сразу использованы после ее непосредственного развертывания и позволяют используемым ее различными организациям централизованно настраивать необходимые параметры используемых вычислительных систем, пользователей и прикладных приложений и управлять этими параметрами в удобной для себя форме.

Доменные службы Active Directory можно использовать для организации хранения данных каталогов и управлять взаимодействиями между доменами и пользователями, в том числе выполнением входа в домен, управление поиском в каталоге и проверкой подлинности.