Файл: Структура сетевой операционной системы.pdf

Введение

С тех пор, когда появились компьютерные сети, на операционную систему стала возлагаться дополнительная задача – обеспечить пользователю компьютера доступ к информационным ресурсам других компьютеров сети. При этом максимально избавить его от знания низкоуровневых программно-аппаратных деталей организации сети.

Сетевая операционная система - это ОС отдельного компьютера, обеспечивающая ему также возможность работать в сети.  

В широком смысле, под сетевой ОС иногда понимают совокупность операционных систем отдельных компьютеров сети, взаимодействующих для обмена информацией по единым правилам - протоколам.

Сетевая ОС предполагает, что пользователь знает о наличии сети и умеет пользоваться ее ресурсами.

Для обращения к удаленному ресурсу, пользователь должен как минимум выбрать удаленный компьютер и открыть соответствующий ресурс.

Каждая машина в сети работает под управлением своей «сетевой» операционной системы, отличающейся от операционной системы автономного компьютера наличием дополнительных сетевых средств, но эти дополнения существенно не меняют структуру операционной системы.   

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.

Требования к сетевым операционным системам:

1. Единая системная архитектура.

2. Обеспечение требуемого высокого уровня прозрачности.

3. Высокоуровневая и высоконадежная файловая система.

Данная работа является актуальной, так как ОС с каждым днем развиваются. Не пройдет и пару лет, как старые ОС уйдут в прошлое и уступят свое место современным более мощным и удобным. Вот почему так важно иметь знания в области ОС.

Целью курсовой работы является изучение сетевых операционных систем.

Для достижения поставленной цели решаются задачи:

• изучить теоретические основы и основные понятия сетевых операционных систем;

исследовать сетевые операционные системы семейства Windows;

• подвести итог сравнительного анализа ОС семейства Windows Server.

Объектом курсовой работы являются операционные системы семейства Windows, предметом – сетевые операционные системы.

Практическая значимость исследования заключается в том, что определены достоинства и недостатки рассмотренных операционных систем.

Успешность выполнения задач по написанию работы в наибольшей степени зависит от выбранных методов исследования.

В работе использовались методы как эмпирического исследования: сравнительно-сопоставительный, наблюдение, так и используемые как на эмпирическом, так и на теоретическом уровне исследования: абстрагирования, анализ и синтез.

Для раскрытия поставленной темы определена следующая структура: работа состоит из введения, двух глав, заключения, списка использованной литературы.

Глава 1. Теоретические основы и основные понятия сетевых операционных систем

1.1. Структура сетевой операционной системы

Сетевые операционные системы (ОС) созданы для клиент-серверных вычислений, что означает подсоединение однопользовательской рабочей станции общего назначения (клиента) к много пользовательским серверам и распределение нагрузки между ними^[1]. Сетевая операционная система необходима для управления потоками сообщений между рабочими станциями и серверами. Она может позволить любой рабочей станции работать с разделяемым сетевым диском или принтером, которые физически не подключены к этой станции. По запросу клиента сервер предоставляет ему различные сервисные функции. Кроме того, сетевые ОС обес­печивают совместное использование в сети файлов и принтеров. В результате подобная интегрированная сетевая поддержка позволяет компьютеру, например с сетевой операционной систе­мой Windows ХР, одновременно взаимодействовать со следующими сетевыми средами:

• сетями Microsoft, в том числе Windows ХР и далее;
• сетями на базе Transmission Control Protocol/Internet Protocol (TCP/IP), включая UNIX-хосты;
• системами удаленного доступа;
• сетями на основе AppleTalk;
• сетями Novell Netware 3.x и 4.x.

Операционные системы могут различаться по реализации внутренних алгоритмов управления основными ресурсами компьюте­ра (процессорами, памятью, устройствами), по примененным методам построения, типам аппаратных платформ, области ис­пользования и многим другим особенностям (рис. 1).

Рис. 1. Классификация операционных систем

Алгоритмы управления ресурсами определяют эффективность сетевой операционной системы. Рассмотрим важнейшие из этих алгоритмов.

Поддержка многозадачности определяется числом од­новременно выполняемых задач. По этому признаку системы де­лятся на однозадачные (MS-DOS) и многозадачные (Windows 95, 2000, ХР и др.). Однозадачные ОС включают средства управления периферийными устройствами, средства управления файлами, средства общения с пользователем. Многозадачные ОС управляют разделением совместно используемых ресурсов, таких как память, оперативная память, файлы и внешние устройства и др.

Поддержка многопользовательского режима оп­ределяется числом одновременно работающих пользователей. По этому признаку системы делятся на однопользовательские (MS-DOS, Windows 3.x и др.) и многопользовательские (UNIX, Windows NT и выше). Многопользовательские ОС в отличие от однопользователь­ских обладают более развитой системой защиты информации каж­дого пользователя от несанкционированного доступа других пользо­вателей, а также совместного доступа к разделяемым между ними ресурсам.

Поддержка вытесняющей и невытесняющей многозадачности определяется способом распределения про­цессорного времени между несколькими одновременно происхо­дящими в системе процессами. Основным различием между вы­тесняющей и невытесняющей многозадачностью является степень централизации механизма планирования процессов. У невытесня­ющей многозадачности механизм планирования процессов сосре­доточен в операционной системе, а у вытесняющей — распреде­лен между ОС и прикладными программами. При невытесняющей многозадачности активный процесс идет до тех пор, пока он сам не отдаст управление операционной системе для того, чтобы она выбрала из очереди другой готовый к реализации процесс. При вытесняющей многозадачности решение о переключении с одно­го процесса на другой принимается операционной системой, а не самим активным процессом.

Поддержка многопроцессорной обработки оп­ределяется числом процессоров, задействованных для обработки активных процессов. При многопроцессорной обработке все алго­ритмы управления усложняются на порядок, данный режим об­работки также называют мулыпипроцессированием. Многопроцес­сорные ОС по способу организации вычислительного процесса подразделяются на асимметричные и симметричные. Асимметрич­ные ОС выполняются целиком только на одном из процессоров системы, распределяя прикладные задачи по остальным процес­сорам. Симметричная ОС полностью децентрализована и исполь­зует весь пул процессоров, разделяя их между системными и при­кладными задачами.

1.2. Одноранговые сетевые ОС и ОС с выделенными серверами

Сегодня, как и 15 лет назад, существует два типа сетей: одноранговая сеть и сеть на основе сервера (выделенного компьютера). Каждая из них имеет как преимущества, так и недостатки.

Одноранговая сеть, скорее всего, придется по душе пользователям, которые хотят сначала попробовать сеть в деле или ограничены в средствах. Сеть на основе сервера организуют там, где важен полный контроль над всеми рабочими местами. Это может быть и небольшая домашняя сеть, и объемная корпоративная система сетей, объединенных в одну общую.

Эти два разных типа имеют общие корни и принципы функционирования, что в случае необходимой модернизации позволяет перейти от более простого варианта (одноранговой сети) к более сложному (сети на основе сервера).

Одноранговая сеть. Одноранговую сеть построить достаточно просто. Особенность такой сети в том, что все входящие в ее состав компьютеры работают сами по себе, то есть ими никто не управляет.

Одноранговая сеть выглядит как некоторое количество компьютеров, объединенных определенным образом в одну рабочую группу (рис. 1). Именно отсутствие управляющей машины (сервера) делает ее построение дешевым и эффективным мероприятием^[2].

Любой компьютер в такой сети можно назвать как рабочим, так и сервером, поскольку нет какой-либо конкретной выделенной машины, которая осуществляла бы административный или другой контроль. За компьютером такой сети следит сам пользователь (или пользователи), который работает на нем. В этом кроется главный недостаток одноранговой сети – ее пользователь должен не просто уметь работать на компьютере, но и иметь представление об администрировании. Кроме того, ему в большинстве случаев приходится самому справляться с возникающими внештатными ситуациями и защищать себя от разнообразных неприятностей, начиная с вирусов и заканчивая программными и аппаратными неполадками.

Как и полагается, одноранговая сеть позволяет использовать общие файлы, принтеры, модемы и т. п. Однако из-за отсутствия управляющего компьютера каждый пользователь разделяемого ресурса должен самостоятельно устанавливать права доступа к нему.

Рис. 1. Пример одноранговой сети

Для работы с одноранговыми сетями можно использовать любую операционную систему. Ее поддержка реализована в Windows, начиная с Windows 95, поэтому никакого дополнительного программного обеспечения для работы в локальной сети не требуется. Однако если надо обезопасить себя от разных программных проблем, лучше использовать операционную систему достаточно высокого класса, например Windows ХР или выше.

Одноранговую сеть обычно применяют тогда, когда нужно связать несколько (как правило, до десяти) компьютеров и не нужно использовать строгую защиту данных. Большее количество компьютеров подключать не рекомендуется, так как отсутствие «контролирующих органов» рано или поздно приводит к возникновению различных проблем. Ведь из-за одного необразованного или ленивого пользователя под угрозу ставится безопасность и работоспособность всей сети.

Если есть необходимость в более защищенной и контролируемой «организации», то надо создавать сеть на основе сервера.

В табл. 1 перечислены основные преимущества и недостатки одноранговой сети.

Таблица 1. Преимущества и недостатки одноранговой сети

При потенциальном равноправии всех компьютеров в одноранговой сети часто возникает функциональная несимметричность. Обычно в сети имеются пользова­тели, которые не желают предоставлять свои ресурсы в совместное пользование. В таком случае серверные возможности их операционных систем не активизиру­ются и компьютеры выполняют роль «чистых клиентов».