Сетевая операционная система (англ. Network operating system) – это операционная система, которая обеспечивает обработку, хранение и передачу данных в информационной сети.

Главными задачами сетевой ОС являются разделение ресурсов сети (например, дисковые пространства) и администрирование сети. Системный администратор определяет разделяемые ресурсы, задаёт пароли, определяет права доступа для каждого пользователя или группы пользователей. Отсюда сетевые ОС делят на сетевые ОС для серверов и сетевые ОС для пользователей.

Существуют специальные сетевые ОС, которым приданы функции обычных систем (например, Windows NT) и обычные ОС (Windows XP), которым приданы сетевые функции. Практически все современные ОС имеют встроенные сетевые функции.

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. Эти протоколы обеспечивают основные функции сети: адресацию объектов, функционирование служб, обеспечение безопасности данных, управление сетью. В узком смысле сетевая ОС - это операционная система отдельного компьютера, обеспечивающая ему возможность работать в сети.

В зависимости от того, как распределены функции между компьютерами сети, сетевые операционные системы, а следовательно, и сети делятся на два класса: одноранговые и двухранговые, которые чаще называют сетями с выделенными серверами.

Если компьютер предоставляет свои ресурсы другим пользователям сети, то он играет роль сервера. При этом компьютер, обращающийся к ресурсам другой машины, является клиентом. Компьютер, работающий в сети, может выполнять функции либо клиента, либо сервера, либо совмещать обе функции.

Если выполнение серверных функций является основным назначением компьютера, то такой компьютер называется выделенным сервером. В зависимости от того, какой ресурс сервера является разделяемым, он называется файл-сервером, факс-сервером, принт-сервером, сервером приложений и т.д. Выделенный сервер не принято использовать в качестве компьютера для выполнения текущих задач, не связанных с его основным назначением, так как это может уменьшить производительность его работы как сервера.

На выделенных серверах желательно устанавливать ОС, специально оптимизированные для выполнения определенных серверных функций. Поэтому в подобных сетях с чаще всего используются сетевые операционные системы, в состав которых входит нескольких вариантов ОС, отличающихся возможностями серверных частей. Например, сетевая ОС Novell NetWare имеет серверный вариант, оптимизированный для работы в качестве файл-сервера.

В одноранговых сетях 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 использовать. В таких сетях на всех компьютерах устанавливается одна и та же ОС.

14) Архитектура ОС Windows Первые версии системы имели микроядерный дизайн, основанный на микроядре Mach, которое было разработано в университете Карнеги-Меллона. Архитектура более поздних версий системы микроядерной уже не является.

Причина заключается в постепенном преодолении основного недостатка микроядерных архитектур - дополнительных накладных расходов, связанных с передачей сообщений. По мнению специалистов Microsoft, чисто микроядерный дизайн коммерчески невыгоден, поскольку неэффективен. Поэтому большой объем системного кода, в первую очередь управление системными вызовами и экранная графика, был перемещен из адресного пространства пользователя в пространство ядра и работает в привилегированном режиме. В результате в ядре ОС Windows переплетены элементы микроядерной архитектуры и элементы монолитного ядра (комбинированная система). Сегодня микроядро ОС Windows слишком велико (более 1 Мб), чтобы носить приставку "микро". Основные компоненты ядра Windows NT располагаются в вытесняемой памяти и взаимодействуют друг с другом путем передачи сообщений, как и положено в микроядерных операционных системах. В тоже время все компоненты ядра работают в одном адресном пространстве и активно используют общие структуры данных, что свойственно операционным системам с монолитным ядром.

Высокая модульность и гибкость первых версий Windows NT позволила успешно перенести систему на такие отличные от Intel платформы, как Alpha (корпорация DEC), Power PC (IBM) и MIPS (Silicon Graphic). Более поздние версии ограничиваются поддержкой архитектуры Intel x86. Упрощенная схема архитектуры, ориентированная на выполнение Win32-приложений, показана на рис.

Управление процессами

Важнейшей частью операционной системы, непосредственно влияющей на функционирование вычислительной машины, является подсистема управления процессами. Процесс (или по-другому, задача) - абстракция, описывающая выполняющуюся программу. Для операционной системы процесс представляет собой единицу работы, заявку на потребление системных ресурсов. Подсистема управления процессами планирует выполнение процессов, то есть распределяет процессорное время между несколькими одновременно существующими в системе процессами, а также занимается созданием и уничтожением процессов, обеспечивает процессы необходимыми системными ресурсами, поддерживает взаимодействие между процессами.

Понятие процесса характеризует некоторую совокупность набора исполняющихся команд, ассоциированных с ним ресурсов (выделенная для исполнения память или адресное пространство, стеки, используемые файлы и устройства ввода-вывода и т. д.) и текущего момента его выполнения (значения регистров, программного счетчика, состояние стека и значения переменных), находящуюся под управлением операционной системы. Не существует взаимно-однозначного соответствия между процессами и программами, обрабатываемыми вычислительными системами. Как будет показано далее, в некоторых операционных системах для работы определенных программ может организовываться более одного процесса или один и тот же процесс может исполнять последовательно несколько различных программ. Более того, даже в случае обработки только одной программы в рамках одного процесса нельзя считать, что процесс представляет собой просто динамическое описание кода исполняемого файла, данных и выделенных для них ресурсов. Процесс находится под управлением операционной системы, поэтому в нем может выполняться часть кода ее ядра (не находящегося в исполняемом файле!), как в случаях, специально запланированных авторами программы (например, при использовании системных вызовов), так и в непредусмотренных ситуациях (например, при обработке внешних прерываний).

16) Планирование процессов включает в себя решение следующих задач:

Определение момента времени для смены выполняемого процесса;

Выбор процесса на выполнение из очереди готовых процессов;

Переключение контекстов "старого" и "нового" процессов.

Первые две задачи решаются программными средствами, а последняя в значительной степени аппаратно (см. раздел 2.3. "Средства аппаратной поддержки управления памятью и многозадачной среды в микропроцессорах Intel 80386, 80486 и Pentium").

Существует множество различных алгоритмов планирования процессов, по разному решающих вышеперечисленные задачи, преследующих различные цели и обеспечивающих различное качество мультипрограммирования. Среди этого множества алгоритмов рассмотрим подробнее две группы наиболее часто встречающихся алгоритмов: алгоритмы, основанные на квантовании, и алгоритмы, основанные на приоритетах.

В соответствии с алгоритмами, основанными на квантовании, смена активного процесса происходит, если:

процесс завершился и покинул систему,

произошла ошибка,

процесс перешел в состояние ОЖИДАНИЕ,

исчерпан квант процессорного времени, отведенный данному процессу.

Управление памятью

Память является важнейшим ресурсом, требующим тщательного управления со стороны мультипрограммной операционной системы. Распределению подлежит вся оперативная память, не занятая операционной системой. Обычно ОС располагается в самых младших адресах, однако может занимать и самые старшие адреса. Функциями ОС по управлению памятью являются: отслеживание свободной и занятой памяти, выделение памяти процессам и освобождение памяти при завершении процессов, вытеснение процессов из оперативной памяти на диск, когда размеры основной памяти не достаточны для размещения в ней всех процессов, и возвращение их в оперативную память, когда в ней освобождается место, а также настройка адресов программы на конкретную область физической памяти.

Типы адресов

Для идентификации переменных и команд используются символьные имена (метки), виртуальные адреса и физические адреса

Символьные имена присваивает пользователь при написании программы на алгоритмическом языке или ассемблере.

Виртуальные адреса вырабатывает транслятор, переводящий программу на машинный язык. Так как во время трансляции в общем случае не известно, в какое место оперативной памяти будет загружена программа, то транслятор присваивает переменным и командам виртуальные (условные) адреса, обычно считая по умолчанию, что программа будет размещена, начиная с нулевого адреса. Совокупность виртуальных адресов процесса называется виртуальным адресным пространством. Каждый процесс имеет собственное виртуальное адресное пространство. Максимальный размер виртуального адресного пространства ограничивается разрядностью адреса, присущей данной архитектуре компьютера, и, как правило, не совпадает с объемом физической памяти, имеющимся в компьютере.

Физические адреса соответствуют номерам ячеек оперативной памяти, где в действительности расположены или будут расположены переменные и команды. Переход от виртуальных адресов к физическим может осуществляться двумя способами. В первом случае замену виртуальных адресов на физические делает специальная системная программа - перемещающий загрузчик. Перемещающий загрузчик на основании имеющихся у него исходных данных о начальном адресе физической памяти, в которую предстоит загружать программу, и информации, предоставленной транслятором об адресно-зависимых константах программы, выполняет загрузку программы, совмещая ее с заменой виртуальных адресов физическими.

Второй способ заключается в том, что программа загружается в память в неизмененном виде в виртуальных адресах, при этом операционная система фиксирует смещение действительного расположения программного кода относительно виртуального адресного пространства. Во время выполнения программы при каждом обращении к оперативной памяти выполняется преобразование виртуального адреса в физический. Второй способ является более гибким, он допускает перемещение программы во время ее выполнения, в то время как перемещающий загрузчик жестко привязывает программу к первоначально выделенному ей участку памяти. Вместе с тем использование перемещающего загрузчика уменьшает накладные расходы, так как преобразование каждого виртуального адреса происходит только один раз во время загрузки, а во втором случае - каждый раз при обращении по данному адресу.

В некоторых случаях (обычно в специализированных системах), когда заранее точно известно, в какой области оперативной памяти будет выполняться программа, транслятор выдает исполняемый код сразу в физических адресах.

Сетевое программное обеспечение – это программное обеспечение, позволяющее организовать работу пользователя в сети. Оно представлено общим, сетевым и специальным программным обеспечением .

Общее сетевое программное обеспечение включает в себя:

• - браузер - это программа просмотра Web-страницы. Браузер содержит следующие средства: программу для работы с электронной почтой (чтение, создание, редактирование и отправка почтовых сообщений); программу для работы с сервером новостей (подписка на группу новостей, чтение новостей, создание и пересылка сообщений), редактор текста.
• - HTML -редакторы – редакторы, предназначенные для создания Web-страниц.
• - Графические средства Web – средства, предназначенные для оптимизации графических элементов Web-страниц.
• - Машинные переводчики – программные средства, предназначенные для просмотра web-страниц на различных языках.
• - Антивирусные сетевые программы – программы предназначенные для предотвращения попадания программных вирусов на компьютер пользователя или распространения его по локальной сети фирмы.

Системное программное обеспечение включает в себя:

• - операционную систему (Network Operation System – NOS)– комплекс программ, обеспечивающих в условиях компьютерных сетей управление сетевыми ресурсами (программами, данными, устройствами, протоколами и т.д.). Операционная система сети управляет работой сети во всех ее режимах, обеспечивает реализацию запросов пользователей, координирует функционирование звеньев сети. Она имеет иерархическую структуру, соответствующую стандартной семиуровневой модели взаимодействия открытых систем.
• - сервисные программы – программы, которые расширяют возможности операционной системы, предоставляя пользователю и его программам набор дополнительных услуг;
• - систему технического обслуживания – система, которая облегчает диагностику, тестирование оборудования и поиск неисправностей в ПК.

Специальное программное обеспечение представлено прикладными программными средствами: функциональными и интегрированными пакетами прикладных программ и прикладными программами сети, библиотеками стандартных программ, а также прикладными программами, отражающими специфику предметной области пользователей при реализации своих задач.

Для управления сетью существуют специальные сетевые операционные системы , которые по своей организации можно разделить на одноранговые (Peer-To-Peer Network) и с выделенным файловым сервером (Dedicated File Server Network).

В одноранговых сетях на каждой рабочей станции сети могут быть загружены две группы модулей: модуль сервера и модуль клиента На серверах функционируют сетевые операционные системы, позволяющие совместно использовать ресурсы сервера, на клиентах – программное обеспечение доступа к сети, обеспечивающее работу с разделяемыми ресурсами.

Загрузка в оперативную память рабочей станции модулей сервера обеспечивает доступ других пользователей к ресурсам этого компьютера. А наличие модулей клиента позволяет пользователю иметь доступ к ресурсам других рабочих станций сети.

Функции модуля клиента операционных систем:

• - исполнение пользовательских приложений;
• - реализация интерфейса пользователя с сетью;
• - обеспечение соединения с сетью.

Функции модуля сервера операционных систем

• - управление учетными записями;
• - защита доступа;
• - централизованное лицензирование;
• - защита данных;
• - многозадачность и многопроцессорная обработка.

К одноранговым относятся следующие сетевые операционные системы:

• NetWare Lite, Personal NetWare (Novell),
• Windows For Workgroups (Microsoft),
• LANtastic (Artisoft).

Преимущества и недостатки одноранговых ОС

В сетях с выделенным сервером 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:

• Vines 5.53 (Banyan),
• OS/2 LAN Server 4.0 Advanced (IBM),
• Windows NT Server (Microsoft),
• NetWare 5.0 (Novell).

Преимущества и недостатки ОС с выделенным сервером

Для устранения недостатков, присущих сетям рассмотренных типов, часто на одном сегменте сети устанавливают две операционные системы: одноранговую и с выделенным сервером.

В сетевой операционной системе выделяется несколько частей:

• Средства управления локальными ресурсами рабочей станции: 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 операционной системы (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 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 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.

Сетевые операционные системы

Существует множество сетевых операционных систем, различающихся своими возможностями и условиями эксплуатации. Основными параметрами, которые учитываются при сравнении систем, являются:

• - зависимость производительности от количества рабочих станций;
• - надежность работы в сети;
• - уровень сервиса (объем и качество предоставляемых услуг, возможности разработки прикладных программ в сети, управление функционированием, удобство проведения инсталляции, настройки, профилактики и других операций;
• - защита информации от несанкционированного доступа;
• - потребление ресурсов сетевыми средствами (объем оперативной и дисковой памяти, требуемая доля производительности вычислительной системы);
• - возможности использования в сети нескольких серверов;
• - типы поддерживаемых топологий в сети, а также возможность изменения состава сети;
• - перечень поддерживаемых сетевых устройств (сетевых плат, принтеров, сканеров, модемов и т.д.);
• - наличием интерфейсов с другими сетями и Internet.

В случае сети, территориально разбросанной, неоднородной по составу аппаратных и программных средств, а также со сложными прикладными программами может оказаться необходимой среда на базе нескольких сетевых операционных систем.

Сетевые компоненты операционных систем

Ядро ОС

Ядро сетевой операционной системы (командный интерпретатор) обеспечивает функционирование пользовательского интерфейса. Среди функций ядра можно отметить:

• Управление выполнением процессов посредством их создания, завершения или приостановки и организации взаимодействия между ними.
• Планирование очередности предоставления выполняющимся процессам времени центрального процессора (диспетчеризация). Процессы работают с центральным процессором в режиме разделения времени: центральный процессор выполняет процесс, по завершении отсчитываемого ядром кванта времени процесс приостанавливается и ядро активизирует выполнение другого процесса. Позднее ядро запускает приостановленный процесс.
• Выделение выполняемому процессу оперативной памяти. Ядро операционной системы дает процессам возможность совместно использовать участки адресного пространства на определенных условиях, защищая при этом адресное пространство, выделенное процессу, от вмешательства извне. Если системе требуется свободная память, ядро освобождает память, временно выгружая процесс на внешние запоминающие устройства, которые называют устройствами выгрузки. Если ядро выгружает процессы на устройства выгрузки целиком, такая реализация системы UNIX называется системой со свопингом (подкачкой); если же на устройство выгрузки выводятся страницы памяти, такая система называется системой с замещением страниц.
• Выделение внешней памяти с целью обеспечения эффективного хранения информации и выборка данных пользователя. Именно в процессе реализации этой функции создается файловая система. Ядро выделяет внешнюю память под пользовательские файлы, мобилизует неиспользуемую память, структурирует файловую систему в форме, доступной для понимания, и защищает пользовательские файлы от несанкционированного доступа.
• Управление доступом процессов к периферийным устройствам, таким как терминалы, ленточные устройства, дисководы и сетевое оборудование.
• Ядро реализует ряд необходимых функций по обеспечению выполнения процессов пользовательского уровня, за исключением функций, которые могут быть реализованы на самом пользовательском уровне.

Характеристика основных сетевых операционных систем

Операционная система NetWare фирмы Novell ориентированна на локальную сеть ПЭВМ, совместимых с IBM PC. Эта сетевая операционная система, ядро которой загружается на файловый сервер, является самостоятельной операционной системой. На рабочих станциях загружаются модули сетевой операционной системы, которые обеспечивают взаимодействия с ее ядром и обмен сообщениями с другими рабочими станциями. При этом на рабочих станциях могут быть использованы различные базовые операционные системы. Сетевая операционная система обеспечивает работу сети любой структуры: моноканальной, кольцевой, звездообразной и т.д. В настоящее время используют несколько версий сетевой операционной системы NetWare Novell. Сеть Novell NetWare 2.2 предназначена для организации небольшой сети на базе файл-сервера с процессором 80286. Для создания крупных и надежно работающих сетей больше подходит сеть Novell NetWare 3.11 или 3.12, работающая на процессорах 80386 и выше. Версия 3.11/3.12 в отличие от 2.2 работает с выделенным файл-сервером и количество рабочих станций, подключенных к одному серверу, может достигать 250. Сеть Novell NetWare 4.1 предназначена для создания крупных сетей, состоящих из многих сегментов и содержащих несколько серверов. Количество рабочих станций в данной версии может достигать 1000.

Достоинства системы:

• - хорошо продуманные и мощные службы файлов и печати;
• - наличие средств оперативного сжатия информации на дисках;
• - мощные средства администрирования больших многопользовательских, многосерверных сетей Novell;
• - возможность создания сетей с повышенной отказоустойчивостью (пакет NetWare SFT III);
• - большое количество прикладных программ, разработанных независимыми поставщиками;
• - удобная иерархическая структура распределенного каталога.

Недостатки системы:

• - необходимость приобретения отдельного пакета NetWare SMP для организации многопроцессорной обработки;
• - отсутствие простых инструментальных средств разработки приложений;
• - слабая защита памяти при работе приложений сервера, что затрудняет отладку программ и может привести к краху системы во время ее функционирования.

Функции ОС NetWare

• поддержка коллективного использования файлов,
• обеспечение доступа к сетевым принтерам,
• предоставление средств для работы с электронной почтой,
• поддержка работы СУБД различных типов,
• обеспечение доступа к файловому серверу со стороны рабочих станций, функционирующих под управлением различных операционных систем,
• предложение средств, позволяющих объединять удаленные сегменты сети,
• обеспечение "прозрачности" доступа локальных и удаленных пользователей к ресурсам сети,
• предложение средств для надежного хранения данных,
• обеспечение защиты ресурсов сети от несанкционированного доступа,
• поддержка динамически расширяемых многосегментных томов на нескольких дисках файлового сервера,
• предоставление средств управления ресурсами корпоративных сетей: единый каталог сетевых ресурсов NDS в NetWare 4.1,
• обеспечение передачи и обработки данных с использованием разных протоколов: SPX/IPX, TCP/IP, NetBIOS, AppleTalk,
• поддержка работы суперсерверов в симметричном режиме функционирования (ОС NetWare 4.1 SMP).

Windows 95/98

Windows 95/98 - сетевая операционная система локальной одноранговой сети (число компьютеров не превышает 10). Windows 95 является 32-разрядной многозадачной и многопоточной системой с приоритетами. Операционная система предоставляет разнообразные средства для распределенной обработки данных. Она создает среду для объектно-ориентированной архитектуры, выполняет разнообразные функции, связанные с определением и изменением конфигурации внешних устройств и программного обеспечения, работающих в сети. Обеспечивается защита от отказов и безопасность данных. Windows 95 работает с любыми типами данных: текстами, звуком и изображением используется удобный упрощенный интерфейс пользователя, позволяющий работать с трехмерной графикой. Windows 95 имеет модуль, являющийся универсальным почтовым ящиком, предназначенным для хранения сообщений электронной почты, речевой почты и факсимильной связи. Обмен сообщениями внутри рабочей группы осуществляется при помощи Microsoft Mail. В рабочей группе следует выделить одну машину, оборудованную факс-модемом, в качестве почтовой.

Microsoft Windows NT WS/Server 4.0

Microsoft Windows NT WS / Server 4.0 является уникальной и мощной операционной системой.

При ее разработке преследовались следующие цели:

• - надежность,
• - производительность,
• - переносимость,
• - совместимость,
• - масштабируемость,
• - безопасность.

Windows NT идеально приспособлена для работы в качестве рабочей станции и сетевого сервера, где требуется повышенная устойчивость и высокая производительность. Windows NT является синтезом как предыдущих версий Windows, так и других операционных систем. Она может быть адаптирована под различные типы аппаратного обеспечения без полной переработки. Важной особенностью операционной системы является ее способность работать с существующими приложениями.

Достоинства системы:

• - наличие унифицированного графического интерфейса;
• - простота и удобство использования и администрирования;
• - надежность служб файлов и печати;
• - развитый интерфейс API (Application Program Interface) прикладного программирования, облегчающий процесс разработки прикладных программ;
• - возможность реализации одно- и многопроцессорной (до 32 процессоров) обработки в одном пакете;
• - поддержка различных архитектур процессоров (Intel, Alpha, MIPS и др.).

Недостатки системы:

• - слабая гибкость службы каталогов (доменная модель) по сравнению с аналогичными службами СОС NetWare и Banyan VINES 6.0;
• - сложность системы защиты при управлении доступом внутри доменов и между ними.

Windows 2000

Windows 2000 поставляется в трех вариантах

1. Windows 2000 Professional (по - старому - workstation). Высокопроизводительное рабочее место
2. Server
3. Windows 2000 Advanced Server (по - старому - Enterprise Server)

Особенности Windows 2000:

В Windows 2000 Professional расширен спектр поддерживаемых устройств, обеспечивает поддержку средств управления энергопотреблением для мобильных систем и обладает улучшенным пользовательским интерфейсом, благодаря которому она является самой простой в использовании из всех когда-либо выпущенных версий Windows.

В систему добавлены новые “мастера”: “мастер аппаратуры”, позволяющий наиболее простым способом подключать новые устройства в систему, “мастер сетевых соединений”, способствующий более быстрому конфигурированию модемов и сетевых соединений, “мастер принтера”, помогающий быстро подключить принтер.

Появилась поддержка “горячей” смены компонентов. Данную функцию по достоинству оценят владельцы ноутбуков, которые вынуждены перезагружать свои машины при подключении новых устройств.

В Windows 2000 используется новая файловая система, носящая название NTFS5. Основная отличительная черта данной файловой системы – автоматическое “фоновое” шифрование данных.

В новой системе сокращено число необходимых перезагрузок после установки новых свойств в СЕМЬ раз, это значит, что пользователю не придется перезагружаться для того, чтобы система “восприняла” новые параметры.

Добавлена новая служба быстрого поиска данных, которая позволит находить необходимые файлы с высокой скоростью, за счет индексации данных

Установлена новая политика безопасности. Такой подход делает систему очень устойчивой к различным сбоям.

Улучшена поддержка сетей. С точки зрения пользователя теперь можно будет, не вдаваясь в детали, получить доступ к сетевым ресурсам не привлекая к этому вечно занятого системного администратора

В Windows 2000 появилась новая возможность – создание сценария установки, что позволит установить систему на диски разных машин, пользуясь единым сценарием.

Сравнение сетевых операционных систем Microsoft Windows NT Server 4.0 и NetWare 5

Все современные операционные системы Microsoft - Windows NT 4.0, Windows 95, Windows 98, Windows 2000 - поддерживают так называемые профили пользователя. Профиль представляет собой набор данных, полностью описывающих текущую рабочую среду пользователя. С каждым пользователем ассоциирован собственный профиль, что позволяет ему получать при работе с системой ту конфигурацию рабочей среды, которая соответствует специфике именно его деятельности, вне зависимости от других пользователей, работающих за тем же компьютером в другое время. Администратор имеет возможность заранее сформировать пользовательский профиль и тем самым подготовить для сотрудника рабочую среду, в которой тот сможет наиболее продуктивно решать стоящие перед ним задачи. Профили могут храниться на сервере и автоматически загружаться при входе пользователя в систему. Благодаря этому, пользователь имеет одну и ту же рабочую среду на любом компьютере сети. Кроме того, в случае выхода из строя и замены рабочей станции индивидуальные настройки пользователя не будут утеряны. Эффективное использование профилей пользователя существенно снижает затраты на обучение, техническую поддержку, а также сокращает время простоя и повышает продуктивность работы пользователей.

Применение механизмов системной политики (механизм воздействия на рабочую среду пользователя, базирующийся на особенностях реализации операционных систем Microsoft и конкретных приложений) снижает расходы на сопровождение и поддержку рабочих станций и продлевает время их устойчивой работы. Таким образом, используя механизмы системной политики, администратор может ограничить возможности пользователя при работе, как с базовыми функциями системы, так и с конкретными приложениями. Это позволяет минимизировать риск непреднамеренных или несанкционированных действий пользователя, способных нарушить целостность операционной системы или приложений.

Такое понятие, как сетевые операционные системы, начало приобретать широкое распространение в 1995 году. Как можно догадаться, этому поспособствовало появление нового продукта от компании Microsoft. А именно - операционной системы Windows 95. Она и считается родоначальницей данного класса продуктов. Основное отличие такой ОС - это возможность полноценной работы в сети, в сетевом окружении. Конечно, были и до этого программы, которые могли в таком режиме функционировать. Например, UNIX и Novell NetWare - это тоже сетевые операционные системы. Но они активно использовались лишь в строго определенных кругах, из-за этого не получили широкого распространения. А вот Microsoft сделал действительно успешный продукт, который стал родоначальником целого семейства таких программ.

Какими они бывают

Наибольшее распространение получили следующие ОС такого класса:

• Windows;
• Linux и Unix;
• Android;
• Novell Net Ware;
• Mac OS.

Некоторые из них успешно развиваются, некоторые морально и физически устарели, встретить их уже достаточно проблематично. Но одно можно с уверенностью утверждать: все это - сетевые операционные системы.

ПО Microsoft

Как было сказано ранее, все продукты североамериканского софтверного гиганта в обязательном порядке снабжаются полноценной поддержкой работы в сети. Последняя версия Windows с индексом 8 - не исключение, она обладает возможностью полноценной работы в сети. Это наиболее массовый продукт для персональных компьютеров, который нашел повсеместное применение. Самой популярной по количеству установок является операционная система Windows XP. Несмотря на то, что она выпущена был более 10 лет назад, она все равно продолжает работать на достаточно большом количестве компьютеров и устраивает пользователей, которые ее используют.

Linux и Unix

Многие квалифицированные специалисты с уверенностью заявляют, что у Linux и Unix мало общего. Но это на самом деле не так. Linux был разработан на базе Unix, и исходный код у них был похожим. Дальнейшим развитием этой линейки ОС стало появление Android. Первые два программных продукта ориентированы на работу на компьютере, а вот последняя - это наиболее успешная операционная система для мобильных устройств. Наиболее часто она применяется в планшетах, "умных" часах и смартфонах. Это тоже сетевые операционные системы.

Novell Net Ware

Продукт компании Novell с названием Net Ware не приобрел большого распространения. Это и закономерно, поскольку данная ОС является серверной. Сейчас она получила логическое продолжение в виде Open Enterprise Server, которую еще можно встретить на некоторых серверах. Она еще является достаточно свежим продуктом, выпущенным в 2011 году.

iOS и Mac OS

Компания Apple разработала два подобных продукта. Первый - это iOS, используемый в мобильном сегменте продукции данного производителя (планшеты и смартфоны). Второй - это Mac OS, применяемый на персональных компьютерах.

Заключение

Загрузка операционной системы с поддержкой сети отличается от обычной тем, что в ее процессе происходит инициализация сетевых служб. Именно за счет них и стал возможен обмен информацией между двумя различными компьютерами. Это и послужило первоисточником цифровой революции, свидетелями которой мы поневоле стали. Теперь без проблем ПК, которые находятся в разных частях мира, могут связаться между собой.

Что такое сетевое программное обеспечение?

Лекция 1. Сетевые операционные системы: структура, назначение, функции

Сетевые операционные системы (Network Operating System – NOS ) – это комплекс программ, обеспечивающих обработку, хранение и передачу данных в сети.

Сетевая операционная система выполняет функции прикладной платформы, предоставляет разнообразные виды сетевых служб и поддерживает работу прикладных процессов, выполняемых в абонентских системах. Сетевые операционные системы используют клиент-серверную, либо одноранговую архитектуру. Компоненты NOS располагаются на всех рабочих станциях, включенных в сеть.

NOS определяет взаимосвязанную группу протоколов верхних уровней, обеспечивающих выполнение основных функций сети. К ним, в первую очередь, относятся:

адресация объектов сети;

функционирование сетевых служб;

обеспечение безопасности данных;

управление сетью.

При выборе NOS необходимо рассматривать множество факторов. Среди них:

набор сетевых служб, которые предоставляет сеть;

возможность наращивания имен, определяющих хранимые данные и прикладные программы;

механизм рассредоточения ресурсов по сети;

способ модификации сети и сетевых служб;

надежность функционирования и быстродействие сети;

используемые или выбираемые физические средства соединения;

типы компьютеров, объединяемых в сеть, их операционные системы;

предлагаемые системы, обеспечивающие управление сетью;

используемые средства защиты данных;

совместимость с уже созданными прикладными процессами;

число серверов, которое может работать в сети;

перечень ретрансляционных систем, обеспечивающих сопряжение локальных сетей с различными территориальными сетями;

способ документирования работы сети, организация подсказок и поддержек.

Функции и характеристики сетевых операционных систем (ос).

Различают ОС со встроенными сетевыми функциями и оболочки над локальными ОС. По другому признаку классификации различают сетевые ОС одноранговые и функционально несимметричные (для систем "клиент/сервер").

Основные функции сетевой ОС:

управление каталогами и файлами;

управление ресурсами;

коммуникационные функции;

защита от несанкционированного доступа;

обеспечение отказоустойчивости;

управление сетью.

Управление каталогами и файлами в сетях заключается в обеспечении доступа к данным, физически расположенным в других узлах сети. Управление осуществляется с помощью специальной сетевой файловой системы. Файловая система позволяет обращаться к файлам путем применения привычных для локальной работы языковых средств. При обмене файлами должен быть обеспечен необходимый уровень конфиденциальности обмена (секретности данных).

Управление ресурсами включает обслуживание запросов на предоставление ресурсов, доступных по сети.

Коммуникационные функции обеспечивают адресацию, буферизацию, выбор направления для движения данных в разветвленной сети (маршрутизацию), управление потоками данных и др.

Защита от несанкционированного доступа - важная функция, способствующая поддержанию целостности данных и их конфиденциальности. Средства защиты могут разрешать доступ к определенным данным только с некоторых терминалов, в оговоренное время, определенное число раз и т.п. У каждого пользователя в корпоративной сети могут быть свои права доступа с ограничением совокупности доступных директорий или списка возможных действий, например, может быть запрещено изменение содержимого некоторых файлов.

Отказоустойчивость характеризуется сохранением работоспособности системы при воздействии дестабилизирующих факторов. Отказоустойчивость обеспечивается применением для серверов автономных источников питания, отображением или дублированием информации в дисковых накопителях. Под отображением обычно понимают наличие в системе двух копий данных с их расположением на разных дисках, но подключенных к одному контроллеру. Дублирование отличается тем, что для каждого из дисков с копиями используются разные контроллеры. Очевидно, что дублирование более надежно. Дальнейшее повышение отказоустойчивости связано с дублированием серверов, что однако требует дополнительных затрат на приобретение оборудования.

Управление сетью связано с применением соответствующих протоколов управления. Программное обеспечение управления сетью обычно состоит из менеджеров и агентов. Менеджером называется программа, вырабатывающая сетевые команды. Агенты представляют собой программы, расположенные в различных узлах сети. Они выполняют команды менеджеров, следят за состоянием узлов, собирают информацию о параметрах их функционирования, сигнализируют о происходящих событиях, фиксируют аномалии, следят за трафиком, осуществляют защиту от вирусов. Агенты с достаточной степенью интеллектуальности могут участвовать в восстановлении информации после сбоев, в корректировке параметров управления и т.п.

Традиционно за рубежом подобные сервисы называют Web Operating System или сокращенно Web OS. Иногда это название пишется слитно - WebOS, но это не является корректным (дело в том, что имя WebOS носил проект Университета им.Беркли в Калифорнии, посвященный созданию программного обеспечения в 1996 году ). В этой связи определенное количество пользователей и разработчиков называет этот тип операционных систем Web Desktop (веб-десктопами или онлайн-десктопами), причем такое название устоялось в русском языке (в частности, авторы блогов на Интернетных Штучках называют эти проекты именно так ).

Принцип работы

Основа любой сетевой операционной системы - системы распределенных вычислений, использующих мощности несколько десятков или сотен серверов, находящихся на большом удалении друг от друга, или же "облачные" системы, то есть программному обеспечению, установленному на серверах, до которых пользователю предоставляется доступ через веб-браузер из любого места, где есть Интернет. В свою очередь, сами сервисы создаются на основе двух технологий - AJAX (асинхронный JavaScript и XML (eXtensible Markup Language) и Flash. Преимущество первого - относительно широкая распространенность веб-браузеров, работающих с JavaScript, что позволяет разворачивать сложные приложения, по своей функциональности, приближенные к тем, что существуют на настольных компьютерах (яркий тому пример - текстовый редактор, например, ZohoWriter). Плюс ко всему сама страница, содержащая подобный программный код, минимально загружает Интернет-канал пользователя, отправляя на сервер, обслуживающий веб-сервис минимальное количество данных по сравнению с тем, если бы страница обновлялась полностью. Использование же Flash подразумевает также экономию трафика за счет загрузки векторной, а не растровой графики, а также разделения самого потока на составные части, которые могут воспроизводиться в браузере "на лету" (типичный пример - видеоплееры для потокового видео, позволяющие просматривать видеоизображение, не загружая его до конца). По статистике компании Adobe, разработчика технологии Flash, в мире 98% компьютеров, выходящих в Интернет, имеют браузеры, совместимые с Flash, поэтому их пользователям не требуется установка дополнительного ПО для работы в сетевой операционной системе. С AJAX ситуация сложнее - для корректной работы на компьютере должна быть установлен интерпретатор языка JAVA (JAVA-машина), а в браузере должен быть JavaScript. Большинство сетевых операционных систем рассчитано на работу в браузерах Internet Explorer и семейства Firefox (по собственным наблюдениям, самый удобный для подобных сервисов - это Flock). В Opera Browser часть сервисов работает нестабильно, что связано с собственным интерпретатором языка JAVA в браузере.

Начало работы с сетевой операционной системы состоит в обязательной регистрации в сервисе (как правило, она бесплатная): пользователь указывает в качестве логина адрес Email и пароль, которые могут использоваться как для входа в систему через браузер, так и для загрузки контента по FTP (например, в G.ho.st).

Функции сетевых операционных систем

Как уже было заявлено выше, сетевая операционная система состоит из набора веб-приложений (веб-сервисов), которые объединены в рамках единого пользовательского интерфейса, напоминающего классические десктопные системы (в частности, Windows или MacOS). Большинство подобных сервисов предоставляют пользователю:

• файловое хранилище, объемом от 1 до 10 Гб (в среднем);
• встроенный сервис электронной почты (объединяется с почтовым клиентом, расположенным в самой системе);
• единый (в большинстве случаев) логин до всех основных веб-сервисов, включаемых в состав сетевой операционной системы (например, хранилища медиафайлов, текстового редактора, органайзера);
• похожую организацию пользовательского интерфейса на Windows (кнопка "Пуск" с иерархичным меню, папка "Панель Инструментов" с похожими на Windows апплетами, например, для установки разрешения экрана и выбора темы оформления окон, или для ввода сведений о владельце);
• Рабочий стол с гаджетами;
• двухстороннюю синхронизацию PIM (личных данных) с десктопом или мобильным устройством (последнее имеется у считанных сервисов) по FTP или через программный клиент (преимущественно для коммуникаторов и смартфонов).

В состав сетевой операционной системы обычно входит текстовых и табличный процессоры (реже - редактор презентаций), средство для просмотра PDF-файлов, медиаплееры (обычно для mp3-файлов и для просмотра потокового видео с видеохостингов, непосредственного воспроизведения файлов в AVI, MPG и других форматах, пока нет), средство для просмотра изображений (реже - фоторедактор), PIM-менеджер (адресная книга + календарь, почтовый клиент), IM-клиент (в основном, использующийся для контакта между зарегистрированными в сервисе пользователями, или же для связи с разработчиками), Flash-игры.

Преимущества и недостатки

Основное преимущество использования сетевых операционных систем состоит в их кроссплатформенности - они запускаются на любом устройстве, имеющем выход в Интернет и совместимый веб-браузер (в том числе, появляются и веб-десктопы для коммуникаторов и мобильных телефонов). Это значит, что пользователю предоставляются один и тот же набор приложений и сервисов в любое время и с любого компьютера. Кроме того, поскольку сама сетевая операционная система работает на мощностях удаленных серверов, постольку от компьютера пользователя не требуется каких-либо серьезных требований по мощности и производительности (по этой причине рост популярности подобных систем связывают с появлением на рынке нетбуков и Интернет-планшетов, с одной стороны, а, с другой стороны, с "тонкими клиентами").

Из ключевых недостатков у сетевых операционных систем на сегодняшний день можно выделить пока еще не до конца урегулированный механизм защиты личных данных (при использовании пользователь хранит на удаленном файловом хранилище свои файлы), а также относительную нестабильность самого ПО, используемого в этих системах (большинство систем находится в состоянии бета-тестирования, а входящие их состав веб-сервисы (например, Zoho Writer) могут периодически быть недоступными из-за профилактических работ).