12. Пример взаимодействие двух компьютеров в сети. Клиент и сервер. Задачи решаемые, сетевыми операционными системами. Обзор сетевых операционных систем. Основные критерии оценки.
Пример:
В качестве примера можно привести сервис доставки/получения почты. Инициатором передачи данных в таких сервисах является сторона клиента, она либо запрашивает информацию у почтового сервера о наличии входящих сообщений, либо передает новое почтовое сообщение серверу. При работе этого сервиса используются стек протоколов TCP/IP и в частности для передачи сообщения можно использовать простейший почтовый протокол SMTP. Для инициализации передачи сначала необходимо соединиться с почтовым сервером, установив его адрес с помощью непосредственного IP или DNS конверсии в IP, далее необходимо установить соединение с 25-ым портом сервера, а все дальнейшие действия регламентированы в соответствии с протоколом SMTP.
Клиент и сервер:
Вычислительные сети (ВС) — системы для передачи и совместной обработки данных с помощью независимых ЭВМ. Взаимодействие между компьютерами сети происходит за счет передачи сообщений через сетевые адаптеры и каналы связи. С помощью этих сообщений ЭВМ запрашивают и поставляют услуги или сервисы. Запрашивающая ЭВМ называется клиентом, ЭВМ, поставляющая услуги, называется сервером. В общем случае, в зависимости от вида сервиса, одна и та же ЭВМ может выступать как в качестве клиента, так и в качестве сервера. Это основные разновидности различных сетевых служб. Современное программное обеспечение часто является комбинацией вышеприведенных возможностей. Особенность ВС как системы — это распределённость. Следствием этого свойства является более высокая отказоустойчивость по сравнению с централизованными системами, возможность организации параллельных вычислений, возможность более удобного размещения узлов обработки данных.
Задачи решаемые, сетевыми операционными системами:
Сетевая операционная система (ОС) 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. В сетевой операционной системе отдельной машины можно выделить несколько частей:
Средства управления локальными ресурсами компьютера.
Средства предоставления собственных ресурсов и услуг в общее пользование — серверная часть ОС (сервер).
Средства запроса доступа к удаленным ресурсам и услугам и их использования — клиентская часть ОС (редиректор).
Коммуникационные средства ОС. С их помощью 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.
Обзор сетевых операционных систем:
Novell NetWare, Windows NT, LANtastic, Personal Ware, MS-DOS, Windows 9x, OC LAN, Unix.
Где Novell NetWare, Unix и Windows NT имеют множество специально разработанных встроенных функций, для работы в сети. В то время как LANtastic, MS-DOS, Windows 9x, OC LAN и Personal Ware используют принцип построения сетевых ОС в виде сетевой оболочки над локальной ОС.
За счет встроенности сетевых средств Novell NetWare и Windows NT обеспечивает более высокие показатели производительности и защищенности информации по сравнению с остальными.
Novell NetWare
У этой ОС есть серверный вариант, оптимизированный для работы в качестве файл-сервера,
а также варианты оболочек для рабочих станций с различными локальными ОС, причем эти оболочки выполняют исключительно функции клиента. версия NetWare 6.5. Основное направление развития этой ОС интеграция с сетевыми продуктами других фирм, поддержка интернет-технологий. Эта ОС еще сохраняет мировое лидерство по числу установленных систем, хотя в последнее время ее популярность несколько снизилась и по темпам роста она отстает от Microsoft Windows NT.
Windows NT
ОС новой технологии (New Technology — NT). Microsoft выбрало стратегию единой цельной операционной системы. Эта стратегия состоит в том, чтобы разрабатывать семейство базирующихся на Windows операционных систем, которые охватывали бы множество типов компьютеров, от самых маленьких ноутбуков до самых больших мультипроцессорных рабочих станций. Windows NT Server представляет собой отличный сервер приложений: он поддерживает вытесняющую многозадачность, виртуальную память и симметричное мультипроцессирование, а также прикладные среды DOS, Windows, OS/2, POSIX
Ориентированна на построение сети с выделенным сервером. В отличие от NetWare, оба варианта данной сетевой ОС — Windows NT Server (для выделенного сервера) и Windows NT Workstation (для рабочей станции) — могут поддерживать функции и клиента и сервера. Но серверный вариант Windows NT имеет больше возможностей для предоставления ресурсов своего компьютера другим пользователям сети, так как может выполнять более широкий набор функций, поддерживает большее количество одновременных соединений с клиентами, реализует централизованное управление сетью, имеет более развитые средства защиты.
Unix
Широкое распространение UNIX породило проблему несовместимости его многочисленных версий. Очевидно, что для пользователя весьма неприятен тот факт, что пакет, купленный для одной версии UNIX, отказывается работать на другой версии UNIX. Периодически делались и делаются попытки стандартизации UNIX, но они пока имели ограниченный успех. Независимо от версии, общими для UNIX чертами являются:
Многопользовательский режим со средствами защиты данных от несанкционированного доступа,
Реализация мультипрограммной обработки в режиме разделения времени, основанная на использовании алгоритмов, вытесняющей многозадачности (preemptive multitasking),
Использование механизмов виртуальной памяти и свопинга для повышения уровня мультипрограммирования,
Унификация операций ввода-вывода на основе расширенного использования понятия «файл»,
Иерархическая файловая система, образующая единое дерево каталогов независимо от количества физических устройств, используемых для размещения файлов,
Переносимость системы за счет написания ее основной части на языке C.
Разнообразные средства взаимодействия процессов, в том числе и через сеть,
Кэширование диска для уменьшения среднего времени доступа к файлам.
Критериями для выбора ОС являются следующие характеристики:
поддержка многосерверной сети;
высокая эффективность файловых операций;
возможность эффективной интеграции с другими ОС;
наличие централизованной масштабируемой справочной службы;
хорошие перспективы развития;
эффективная работа удаленных пользователей;
разнообразные сервисы: файл-сервис, принт-сервис, безопасность данных и отказоустойчивость, архивирование данных, служба обмена сообщениями, разнообразные базы данных и другие;
разнообразные программно-аппаратные хост-платформы: IBM SNA, DEC NSA, UNIX;
разнообразные транспортные протоколы: TCP/IP, IPX/SPX, NetBIOS, AppleTalk;
поддержка многообразных операционных систем конечных пользователей: DOS, UNIX, OS/2, Mac;
поддержка сетевого оборудования стандартов Ethernet, Token Ring, FDDI, ARCnet;
наличие популярных прикладных интерфейсов и механизмов вызова удаленных процедур RPC;
возможность взаимодействия с системой контроля и управления сетью, поддержка стандартов управления сетью SNMP.
ОС выполняет две, по существу, мало связанные функции: обеспечение пользователю-программисту удобств посредством предоставления для него расширенной машины и повышение эффективности использования компьютера путем рационального управления его ресурсами. Второй функцией ОС является распределение процессоров, памяти, устройств и данных между процессами, конкурирующими за эти ресурсы. ОС должна управлять всеми ресурсами вычислительной машины таким образом, чтобы обеспечить максимальную эффективность ее функционирования. Критерием эффективности может быть, например, пропускная способность или реактивность системы.