Операционные системы ЛВС

Локальные сети. Определение. Основные понятия. Топология локальных сетей. Типы локальных сетей – Inform.rogozhko

Операционные системы ЛВС

Локальныевычислительные сети – сети, абоненты которыхсосредоточены на расстоянии 10 – 15 км. Такие сети объединяют компьютеры,размещенные внутри одного здания или в нескольких рядом расположенных зданиях

Преимущества локальных сетей:

Разделениересурсов – позволяет экономноиспользовать ресурсы в информационной системе. Например, производить печать совсех компьютеров на одном принтере, использовать один дисковод DVD и т.д.

Разделениеданных – позволяет иметь доступ с разныхрабочих мест к файлам, которые расположены на других компьютерах. Благодаряразделению данных можно организовать работу нескольких пользователей посозданию общего документа.

Разделениепрограммных средств– позволяетпользователям использовать программы, установленные на других компьютерах.

Топологиялокальных сетей

Под топологией вычислительной сетипонимается способ соединения ее отдельных компонентов (компьютеров, серверов,принтеров и т.д.). Различают три основные топологии:

  • топология типа звезда;
  • топология типа кольцо;
  • топология типа общая шина.

При использовании топологии типа звезда информация между клиентамисети передается через единый центральный узел. В качестве центрального узламожет выступать сервер или специальное устройство – концентратор (Hub).

Преимущества данной топологиисостоят в следующем:

  1. Высокое быстродействие сети, так как общая производительность сети зависит только от производительности центрального узла.
  2. Отсутствие столкновения передаваемых данных, так как данные между рабочей станцией и сервером передаются по отдельному каналу, не затрагивая другие компьютеры.

Однако помимо достоинств у даннойтопологии есть и недостатки:

  1. Низкая надежность, так как надежность всей сети определяется надежностью центрального узла. Если центральный компьютер выйдет из строя, то работа всей сети прекратится.
  2. Высокие затраты на подключение компьютеров, так как к каждому новому абоненту необходимо ввести отдельную линию.

При топологии типа кольцо все компьютерыподключаются к линии, замкнутой в кольцо. Сигналы передаются по кольцу в одномнаправлении и проходят через каждый компьютер.

Передача информации в такой сетипроисходит следующим образом. Маркер (специальный сигнал) последовательно, отодного компьютера к другому, передается до тех пор, пока его не получит тот,которому требуется передать данные.

Получив маркер, компьютер создает такназываемый “пакет”, в который помещает адрес получателя и данные, а затемотправляет этот пакет по кольцу.

Данные проходят через каждый компьютер, покане окажутся у того, чей адрес совпадает с адресом получателя.

После этого принимающий компьютерпосылает источнику информации подтверждение факта получения данных. Получивподтверждение, передающий компьютер создает новый маркер и возвращает его всеть.

Преимущества топологии типа кольцосостоят в следующем:

  1. Пересылка сообщений является очень эффективной, т.к. можно отправлять несколько сообщений друг за другом по кольцу. Т.е. компьютер, отправив первое сообщение, может отправлять за ним следующее сообщение, не дожидаясь, когда первое достигнет адресата.
  2. Протяженность сети может быть значительной. Т.е. компьютеры могут подключаться к друг к другу на значительных расстояниях, без использования специальных усилителей сигнала.

К недостаткам данной топологииотносятся:

  1. Низкая надежность сети, так как отказ любого компьютера влечет за собой отказ всей системы.
  2. Для подключения нового клиента необходимо отключить работу сети.
  3. При большом количестве клиентов скорость работы в сети замедляется, так как вся информация проходит через каждый компьютер, а их возможности ограничены.
  4. Общая производительность сети определяется производи¬тельностью самого медленного компьютера.

При топологии типа общая шина все клиенты подключенык общему каналу передачи данных. При этом они могут непосредственно вступать вконтакт с любым компьютером, имеющимся в сети.

Передача информации в данной сетипроисходит следующим образом. Данные в виде электрических сигналов передаютсявсем компьютерам сети. Однако информацию принимает только тот компьютер, адрескоторого соответствует адресу получателя. Причем в каждый момент времени толькоодин компьютер может вести передачу данных.

Преимущества топологии общая шина:

  1. Вся информация находится в сети и доступна каждому компьютеру.
  2. Рабочие станции можно подключать независимо друг от друга. Т.е. при подключении нового абонента нет необходимости останавливать передачу информации в сети.
  3. Построение сетей на основе топологии общая шина обходится дешевле, так как отсутствуют затраты на прокладку дополнительных линий при подключении нового клиента.
  4. Сеть обладает высокой надежностью, т.к. работоспособность сети не зависит от работоспособности отдельных компьютеров.

К недостаткам топологии типа общаяшина относятся:

  1. Низкая скорость передачи данных, т.к. вся информация циркулирует по одному каналу (шине).
  2. Быстродействие сети зависит от числа подключенных компьютеров. Чем больше компьютеров подключено к сети, тем медленнее идет передача информации от одного компьютера к другому.
  3. Для сетей, построенных на основе данной топологии, характерна низкая безопасность, так как информация на каждом компьютере может быть доступна с любого другого компьютера.

Самым распространенным типом сети стопологией общая шина являетсясеть стандарта Ethernet со скоростью передачи информации 10 – 100 Мбит/сек.

Мы рассмотрели основные топологииЛВС. Однако на практике при создании ЛВС организации могут одновременноиспользоваться сочетание нескольких топологий. Например, компьютеры в одномотделе могут быть соединены по схеме звезда, а в другом отделе по схеме общаяшина, и между этими отделами проложена линия для связи.

Типы локальных сетей

Существует две модели локальныхвычислительных сетей:

  • одноранговая сеть;
  • сеть типа клиент-сервер.

Данные модели определяютвзаимодействие компьютеров в локальной вычислительной сети. В одноранговой сети все компьютерыравноправны между собой. При этом вся информация в системе распределена междуотдельными компьютерами. Любой пользователь может разрешить или запретитьдоступ к данным, которые хранятся на его компьютере.

В одноранговой сети пользователю,работающему за любым компьютером доступны ресурсы всех других компьютеров сети.Например, сидя за одним компьютером, можно редактировать файлы, расположенныена другом компьютере, печатать их на принтере, подключенном к третьему,запускать программы на четвертом.

К достоинствам такой моделиорганизации сети относится простота реализации и экономия материальных средств,так как нет необходимости приобретать дорогой сервер. Несмотря на простотуреализации, данная модель имеет ряд недостатков:

  • низкое быстродействие при большом числе подключенных компьютеров;
  • отсутствие единой информационной базы;
  • отсутствие единой системы безопасности информации;
  • зависимость наличия в системе информации от состояния компьютера, т.е. если компьютер выключен, то вся информация, хранящиеся на нем, будет недоступна.

Одноранговую модель сети можнорекомендовать для небольших организациях при числе компьютеров до 20 шт.

В сетях типа клиент-сервер имеется один (илинесколько) главных компьютеров – серверов. Серверы используются для хранениявсей информации в сети, а также для ее обработки. В качестве достоинств такоймодели следует выделить:

  • высокое быстродействие сети;
  • наличие единой информационной базы;
  • наличие единой системы безопасности.

Однако у данной модели есть и недостатки. Главныйнедостаток заключается в том, что стоимость создания сети типа клиент-серверзначительной выше, за счет необходимости приобретать специальный сервер. Такжек недостаткам можно отнести и наличие дополнительной потребности вобслуживающем персонале – администраторе сети.

Источник: https://www.sites.google.com/site/informrogozhko/home/lok

Операционные системы ЛВС. Назначение ОС ЛВС. Быстродействие сетевой ОС. WindowsNTServer. Коммуникации. Базы данных ЛВС

Операционные системы ЛВС

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Московскийгосударственный университет прикладной биотехнологии (МГУПБ)

Кафедра: «КТиС»

Сети ЭВМ и телекоммуникации

Операционные системы ЛВС. Назначение ОС ЛВС. Быстродействие сетевой ОС. WindowsNTServer.Коммуникации. Базы данных ЛВС.

МОСКВА 2011

fОперационные системы ЛВС

Компьютерная сеть – объединение нескольких ЭВМ для совместного решения информационных, вычислительных, учебных и других задач.

Одна из первых возникших при развитии вычислительной техники задач, потребовавшая создания сети хотя бы из двух ЭВМ – обеспечение многократно большей, чем могла дать в то время одна машина, надежности при управлении ответственным процессом в режиме реального времени.

Появление компьютерных сетей привело к развитию операционных систем для персональных компьютеров, позволяющих работать в сетях. Такие операционные системы обеспечивают не только совместное использование аппаратных ресурсов сети (принтеров, дисковых накопителей большой емкости и т.д.

), но и использование распределенных коллективных технологий при выполнении разнообразных работ. Подключение компьютера к локальной вычислительной сети является стандартным способом организации доступа к ресурсам корпоративной сети для большинства компаний.

При этом могут быть использованы различные типы сетевых адаптеров (например, предполагающие беспроводной доступ или специальные кабельные модемы). В процессе загрузки операционная система автоматически обнаруживает все установленные сетевые адаптеры и создает для них соответствующие подключения. Подключение к локальной сети — единственный тип подключения, которое автоматически становится активным после загрузки системы. Операционная система может “прослушивать” среды передачи и автоматически изменять состояние подключения в случае нарушения связи.

Особое место среди программных средств всех типов занимают операционные системы, являясь ядром программного обеспечения.

Операционная система выполняет роль связующего звена между аппаратурой компьютера, с одной стороны, и выполняемыми программами, а также пользователем, с другой стороны.

Операционная система обычно хранится во внешней памяти компьютера — на диске. При включении компьютера она считывается с дисковой памяти и размещается в ОЗУ.

Операционная система – это комплекс программ, обеспечивающих:

· управление ресурсами, т.е. согласованную работу всех аппаратных средств компьютера;

· управление процессами, т.е. выполнение программ, их взаимодействие с устройствами компьютера, с данными;

· пользовательский интерфейс, т.е. диалог пользователя с компьютером, выполнение определенных простых команд – операций по обработке информации.

Такое определение операционной системы уже апеллирует к ее функциям, поэтому рассмотрим эти функции подробнее.

Операционные системы — наиболее машинно зависимый вид программного обеспечения, ориентированный на конкретные модели компьютеров, поскольку они напрямую управляют их устройствами или, как еще говорят, обеспечивают интерфейс между пользователем и аппаратной частью компьютера.

В той мере, в какой это необходимо для понимания функций операционных систем, аппаратную часть компьютера можно представлять себе состоящей из следующих элементов:

· центрального процессора, имеющего определенную архитектуру (структуру регистров, набор и форму представления команд, формат обрабатываемых данных и т.д.) и характеризующегося производительностью, т.е. количеством простейших операций, выполняемых в единицу времени, а также другими качествами;

· оперативной памяти, характеризующейся емкостью (объемом) и скоростью обмена данными (прежде всего с центральным процессором);

· периферийных устройств, среди которых имеются;

· устройства ввода (клавиатура, мышь, сканер и др.);

· устройства вывода (дисплей, принтер, графопостроитель и др.);

· внешние запоминающие устройства (дисководы для магнитных и оптических дисков, устройства для работы с лентами и др.);

· мультимедийные устройства.

Все эти аппаратные устройства обобщенно называют ресурсами компьютера.В сравнении с оперативной памятью внешние запоминающие устройства обладают практически неограниченной емкостью. Так, емкость встроенного накопителя персональных компьютеров – винчестера – обычно в 50-100 раз больше объема оперативной памяти.

Для других устройств – накопителей на гибких магнитных дисках и оптических дисках – используются сменные носители информации, однако время доступа к информации на внешних запоминающих устройствах значительно больше, чем к информации в оперативной памяти (в тысячи раз).

Медленнее, чем центральный процессор, работают и устройства ввода – вывода.

За время существования компьютеров операционные системы претерпели значительную эволюцию. Так, первые операционные системы были однопользовательскими и однозадачными.

Эффективность использования ресурсов компьютера в этом случае оказывалось невысокой из-за простоев всех, кроме одного работающего периферийного устройств компьютера.

Например, при вводе данных простаивал центральный процессор, устройства вывода и внешние запоминающие устройства.

В зависимости от количества одновременно обрабатываемых задач и числа пользователей, которых могут обслуживать ОС, различают четыре основных класса операционных систем:

· однопользовательские однозадачные, которые поддерживают одну клавиатуру и могут работать только с одной (в данный момент) задачей;

· однопользовательские однозадачные с фоновой печатью, которые позволяют помимо основной задачи запускать одну дополнительную задачу, ориентированную, как правило, на вывод информации на печать. Это ускоряет работу при выдаче больших объёмов информации на печать;

· однопользовательские многозадачные, которые обеспечивают одному пользователю параллельную обработку нескольких задач. Например, к одному компьютеру можно подключить несколько принтеров, каждый из которых будет работать на “свою” задачу;

· многопользовательские многозадачные, позволяющие на одном компьютере запускать несколько задач нескольким пользователям. Эти ОС очень сложны и требуют значительных машинных ресурсов.

По мере роста возможностей, производительности и изменениях в соотношении стоимости устройств компьютера положение стало нетерпимым, что привело к появлению многозадачных операционных систем, остававшихся однопользовательскими.

Такие операционные системы обеспечивают постановку заданий в очередь на выполнение, параллельное выполнение заданий, разделение ресурсов компьютера между выполняющимися заданиями. Так, например, одно задание может выполнять ввод данных, другое – выполняться центральным процессором, третье – выводить данные, четвертое – стоять в очереди.

Важнейшее техническое решение, обусловившее такие возможности, – появление у внешних устройств собственных процессоров (контроллеров).

Наиболее совершенны и сложны многопользовательские многозадачные операционные системы, которые предусматривают одновременное выполнение многих заданий многих пользователей, обеспечивают разделение ресурсов компьютера в соответствии с приоритетами пользователей и защиту данных каждого пользователя от несанкционированного доступа. В этом случае операционная система работает в режиме разделения времени, т.е. обслуживает многих пользователей, работающих каждый со своего терминала.

В настоящее время используется много типов различных операционных систем для ЭВМ различных видов, однако в их структуре существуют общие принципы. В составе многих операционных систем можно выделить некоторую часть, которая является основой всей системы и называется ядром.

В состав ядра входят наиболее часто используемые модули, такие как модуль управления системой прерываний, средства по распределению таких основных ресурсов, как оперативная память и процессор. Программы, входящие в состав ядра, при загрузке ОС помещаются в оперативную память, где они постоянно находятся и используются при функционировании ЭВМ.

Такие программы называют резидентными. К резидентным относят также и программы-драйверы, управляющие работой периферийных устройств. Важной частью ОС является командный процессор – программа, отвечающая за интерпретацию и исполнение простейших команд,подаваемых пользователем, и его взаимодействие с ядром ОС.

Кроме того, к операционной системе следует относить богатый набор утилит – обычно небольших программ, обслуживающих различные устройства компьютера (например, утилита форматирования магнитных дисков, утилита восстановления необдуманно удаленных файлов и т.д.) Операционную систему можно назвать программным продолжением устройства управления компьютера.

Операционная система скрывает от пользователя сложные ненужные подробности взаимодействия с аппаратурой, образуя прослойку между ними. В результате этого люди освобождаются от очень трудоёмкой работы по организации взаимодействия с аппаратурой компьютера.

В различных моделях компьютеров используют операционные системы с разной архитектурой и возможностями. Для их работы требуются разные ресурсы. Они предоставляют разную степень сервиса для программирования и работы с готовыми программами.

Операционная система для персонального компьютера, ориентированного на профессиональное применение, должна содержать следующие основные компоненты:

· программы управления вводом/выводом;

· программы, управляющие файловой системой и планирующие задания для компьютера;

· процессор командного языка, который принимает, анализирует и выполняет команды, адресованные операционной системе.

Каждая операционная система имеет свой командный язык, который позволяет пользователю выполнять те или иные действия:

· обращаться к каталогу;

· выполнять разметку внешних носителей;

· запускать программы и другие действия.

Анализ и исполнение команд пользователя, включая загрузку готовых программ из файлов в оперативную память и их запуск, осуществляет командный процессор операционной системы.

Для управления внешними устройствами компьютера используются специальные системные программы–драйверы.

Драйверы стандартных устройств образуют в совокупности базовую систему ввода-вывода (BIOS), которая обычно заносится в постоянное ЗУ компьютера.

вычислительная техника компьютер локальная сеть

fВыводы

Операционная Система — это комплекс взаимосвязанных программ, предназначенный для повышения эффективности аппаратуры компьютера путем рационального управления его ресурсами, а также для обеспечения удобств пользователю путем предоставления ему расширенной виртуальной машины.

 К числу основных ресурсов, управление которыми осуществляет ОС, относятся процессоры, основная память, таймеры, наборы данных, диски, накопители на магнитных лентах, принтеры, сетевые устройства и некоторые другие. Ресурсы распределяются между процессами.

Для решения задач управления ресурсами разные ОС используют различные алгоритмы, особенности которых в конечном счете и определяют облик ОС.

 Наиболее важными подсистемами ОС являются подсистемы управления процессами, памятью, файлами и внешними устройствами, а также подсистемы пользовательского интерфейса, защиты данных и администрирования. Прикладному программисту возможности ОС доступны в виде набора функций, составляющих интерфейс прикладного программирования (API).

Появление компьютерных сетей привело к развитию операционных систем для персональных компьютеров, позволяющих работать в сетях. Такие операционные системы обеспечивают не только совместное использование аппаратных ресурсов сети (принтеров, дисковых накопителей большой емкости и т.д.), но и использование распределенных коллективных технологий при выполнении разнообразных работ.

Существует много операционных систем локальных сетей. Наиболее широкое распространение получили операционные системы NovellNetWare и Windows NT для локальных сетей ПК. Ознакомимся с первой из них.

Фирма «NovellInc.», в компьютерном мире не менее известная чем фирмы IBM и «Microsoft», специализируется на создании операционных систем локальных сетей. Созданная в 1982 г. небольшой группой менеджеров и программистов, фирма уже к 1990 г. имела годовой оборот на уровне 500 млн. долларов.

Ее сетевые ОС известны своим высочайшим качеством и надежностью. Сетевая операционная система NovellNetWare 386, начиная с версии 3.11, представляет собой 32-разрядную операционную систему реального времени, работающую в защищенном режиме процессоров 80386 и более мощных (80486 и Pentium).

NetWare 386 является сетевой ОС с централизованным управлением, т.е. в сети один или несколько компьютеров должны быть выделены в качестве файл-серверов. На файл-серверах работает ОС NetWare 386.

Остальные компьютеры сети, число которых может достигать нескольких сотен, являются рабочими станциями, и на них должна быть загружена, так называемая, клиентская часть NetWare 386 -специальная компонента системы.

ОС Netware 386 имеет ядро – файл server.exe, который запускается из MS DOS (на файл-сервере), затем с консоли и с помощью текстового файла конфигурации загружаются разнообразные драйверы, управляющие сетевыми устройствами.

Кроме драйверов могут быть запущены в многозадачном режиме разнообразные утилиты и прикладные программы, например, управляющие файлами, хранящимися на сервере, и базами данных, работающими с внешними коммуникационными каналами.

Эти команды содержатся в файлах, имеющих имена с расширением.п1ти потому называются «nlm-модулями».

Примером важнейшей утилиты является syscon.exe, с помощью которой администратор системы выполняет всю работу по разграничению доступа пользователей к информации. После установки NetWare на файл-сервере на его винчестерском накопителе обязательно создается системный том SYS, содержащий несколько стандартных директорий:

· LOGIN, содержащую программу подключения пользователя к сетиhgin.exe и другие процедуры, обслуживающие потребности пользователя рабочей станции при подключении ее к сети;

· MAIL, в которой для каждого пользователя сети заводится отдельный подкаталог (с именем из цифр), содержащий стартовый файл пользователяLoginScript и файл конфигураций заданий на печать;

· SYSTEM, в которой хранятся файлы операционной системы NetWare, системные утилиты и некоторые другие служебные программы; этот каталог виден только системному администратору (имеющему идентификатор SUPER VISOR);

· PUBLIC, в которой содержатся сетевые программы и утилиты, доступные для всех пользователей сети;

· USERS, с индивидуальными подкаталогами пользователей сети. Файловая система NetWare на сервере не совместима с MS DOS. На рабочих же станциях, после запуска клиентской части системы, обеспечивается прозрачный доступ к разделам диска файл-сервера как к своим собственным дисководам.

Файловая система NetWare поддерживает разветвленную систему разграничения доступа к файлам и каталогам файл-сервера с различных рабочлх станций.

Все пользователи сети могут быть разделены системным администратором на группы. Каждая группа обладает своими правами доступа, притом один и тот же пользователь может находиться одновременно в разных группах. В табл. 1.

1 приведены типичные для NovellNetWare виды доступа к каталогам и файлам.

Таблица 1.1

Некоторые виды доступа к каталогам и файлам

Виды доступаОбозначенияПрава
AccessControlAИзменение прав доступа к каталогу и файлу
FileStreamFПросмотр содержимого каталога
CreateССоздание каталогов или файлов в данном каталоге
EraseEУдаление каталогов или файлов из данного каталога
ModifyMИзменение содержимого файлов (перезапись)
SupervisorySПрава супервизора (позволяют делать любыеоперации с файлами, расположенными в каталоге)
WriteWЗапись в файл

Определение групп и их прав доступа выполняется с помощью утилиты syscon.exe. Операционная система обладает развитым командным языком для написания файлов загрузки LoginScript, большим набором утилит для пользователя и системного администратора. Охарактеризуем важнейшие из них.

Для пользователя это утилиты, хранящиеся в каталоге PUBLIC. LOGIN – первая команда, которую должен выдать пользователь перед началом работы в сети. При помощи этой команды пользователь подключается к файл-серверу.

Если командаlogin запущенабез параметров, вы будетеподключены к ближайшему серверу. ДополнительноВам надо будет ввести имя пользователяи, возможно, пароль: login [/параметры][сервер[/имя_пользователя]][параметры_входа] В табл. 1.

2 приведены параметры, задаваемые командой login через символ “/” (выделенные буквы можно использовать в качестве сокращения).

Таблица 1.2

Некоторые параметры команды LOGIN

ПараметрНазначение и использование
/ScriptПозволяет выполнить подключение к сети с отличным от стандартного файлом LoginScript; после параметра необходимо указать полный путь к нужному файлу LoginScript
/NoAttachЭтот параметр нужен для запуска файла LoginScript без подключения к файл-серверу
/CleanScreenСтирание экрана во время ввода пароля

После перечисленных выше параметров можно указать имя файл-сервера и имя пользователя. После имени пользователя можно указать дополнительные параметры, которые можно будет проанализировать во время выполнения файла LoginScript. LOGOUT – отключение от файл-сервера.

В качестве параметра можно указать имя файл-сервера, от которого вы собираетесь отключиться: logout[имя_сервера] Если имя файл-сервера не указано, выполняется отключение от всех серверов, к которым вы были подключены. MAP – отображение каталогов файл-сервера на локальные диски рабочей станции. Эта команда позволяет автоматизировать процесс отображения каталогов (табл.

1.3). Приведем общий формат вызова команды (с некоторыми упрощениями): mар [функция][диск:=[путь[„„]]]

Таблица 1.3

Форматы команды MAP

Формат

Источник: https://otherreferats.allbest.ru/programming/00145225_0.html

Локальные вычислительные сети (лвс)

Операционные системы ЛВС

Интернет или, по-другому, всемирная сеть – это, конечно, хорошо. Но возможности соединения по ней ограничены “черепашьей” скоростью вашего модема и толщиной вашего кошелька.

Для объединения близко расположенных компьютеров без использования телефонных линий применяются ЛВС.

В свою очередь уже объединенные в ЛВС компьютеры могут быть подключены к Интернету.

Компьютерные сети можно классифицировать по многим признакам, например по удаленности сетевых узлов.

Расстояние между узлами Масштаб сети Обозначение
0,1 км Здание Локальная сеть (Local Area Network)
1-10 км Город Городская сеть (Metropolitan Area Network)
10-1000 км Страна Глобальная сеть (Wide Area Network)
Более 1000 км Планета Internet

Локальная вычислительная сеть (ЛВС) – это совокупность компьютеров и других средств вычислительной техники (активного сетевого оборудования, принтеров, сканеров и т.п.), объединенных с помощью кабелей и сетевых адаптеров и работающих под управлением сетевой операционной системы.

Вычислительные сети создаются для того, чтобы группа пользователей могла совместно задействовать одни и те же ресурсы: файлы, принтеры, модемы, процессоры и т.п. Каждый компьютер в сети оснащается сетевым адаптером, адаптеры соединяются с помощью сетевых кабелей и тем самым связывают компьютеры в единую сеть.

Компьютер, подключенный к вычислительной сети, называется рабочей станцией или сервером, в зависимости от выполняемых им функций. Эффективно эксплуатировать мощности ЛВС позволяет применение технологии «клиент/сервер». В этом случае приложение делится на две части: клиентскую и серверную.

Один или несколько наиболее мощных компьютеров сети конфигурируются как серверы приложений: на них выполняются серверные части приложений. Клиентские части выполняются на рабочих станциях; именно на рабочих станциях формируются запросы к серверам приложений и обрабатываются полученные результаты.

Различают сети с одним или несколькими выделенными серверами и сети без выделенных серверов, называемые одноранговыми сетями. Рассмотрим сначала локальные сети с выделенным сервером. В сетях с выделенным сервером именно ресурсы сервера, чаще всего дисковая память, доступны всем пользователям.

Сер­веры, разделяемым ресурсом которых является дисковая память, называются файл-серверами. Можно сказать, что сервер обслуживает все рабочие станции. Файловый сервер обычно используется только администратором сети и не предназначен для решения прикладных задач.

Поэтому он может быть оснащен недорогим, даже монохромным дисплеем. Однако файловые серверы почти всегда содержат несколько быстродействующих накопителей. Сервер должен быть высоконадежным, поскольку выход его из строя приведет к остановке работы всей сети.

На файловом сервере, как правило, устанавливается сетевая операционная система.

На рабочих станциях, как правило, устанавливается обычная операционная система, например: DOS, Windows или Windows NT. Рабочая станция – это индивидуальное рабочее место пользователя. Полноправным владельцем всех ресурсов рабочей станции является пользователь.

В то же время ресурсы файл-сервера разделяются всеми пользователями. В качестве рабочей станции может использоваться компьютер практически любой конфигурации. Но, в конечном счете, все зависит от тех приложений, которые этот компьютер используют.

Существует несколько признаков, по которым можно узнать, работает компьютер в составе сети или автономно.

Если компьютер является сетевой рабочей станцией, то, во-первых, после его включения появляются соответствующие сообщения, во-вторых, для входа в сеть необходимо пройти процедуру регистрации и, в-третьих, после регистрации в нашем распоряжении оказываются новые дисковые накопители, принадлежащие файловому серверу.

Отметим еще одну важную функцию файлового сервера – управление работой сетевою принтера. Сетевой принтер подключается к файл-серверу, но пользоваться им можно с любой рабочей станции. То есть каждый пользователь может отправить на сетевой принтер материалы, предназначенные для печати. Регулировать очередность доступа к сетевому принтеру будет файловый сервер.

ЛВС с выделенным сервером

При выборе компьютера на роль файлового сервера необходимо учитывать следующие факторы:

· быстродействие процессора;

· скорость доступа к файлам, размещенным на жестком диске;

· емкость жесткого диска;

· объем оперативной памяти;

· уровень надежности сервера;

· степень защищенности данных.

Возникает вопрос, зачем файл-серверу высокое быстродействие, если прикладные программы выполняются на рабочих станциях? Во время работы большой ЛВС файловый сервер обрабатывает огромное количество запросов на обслуживание файлов, а на это затрачивается значительное процессорное время. Для того чтобы ускорить обслуживание запросов и создать у пользователя впечатление, что именно он является единственным клиентом сети, необходим быстродействующий процессор.

Но все же наиболее важным компонентом файлового сервера является дисковый накопитель. На нем хранятся все файлы пользователей сети. Быстрота доступа, емкость и надежность накопителя во многом определяют, насколько эффективным будет использование сети.

Сетевые ОС с выделенным файл-сервером обычно имеют более высокую производительность, поскольку они оптимизированы именно под выполнение операций с файлами. В принципе, никаких более важных действий на выделенном файл-сервере не выполняется. Значительного повышения производительности работы сервера можно добиться, увеличивая его оперативную память.

В одноранговой сети нескольких мегабайт памяти может быть вполне достаточно, в то время как для крупной сети с выделенным файл-сервером желательна память объемом 128 и более мегабайт.

Если файловый сервер снабжен оперативной памятью достаточного объема, то он имеет возможность именно в оперативной памяти хранить те области дискового пространства, к которым обращаются наиболее часто. Такой метод хорошо известен, часто применяется для ускорения доступа к данным на обычных ПК и называется методом кэширования.

Ведь если идет обращение к файлу, данные которого в данный момент находятся в кэше, сервер может передать искомую информацию, не обращаясь к диску. В результате этого будет достигнут значительный временной выигрыш.

Сетевой адаптер, установленный на файловом сервере – это такое устройство, через которое проходят практически все данные, функционирующие в локальной сети. В связи с этим необходимо, чтобы этот адаптер работал быстро.

Сетевой адаптер становится более быстродействующим в результате, во-первых, повышения его разрядности и, во-вторых, увеличения объема его собственного ОЗУ.

На файл-сервере должен быть установлен сетевой адаптер для шины PCI, что позволяет поддерживать высокую скорость передачи данных.

Одноранговые ЛВС

В одноранговых сетях любой компьютер может быть и файловым сервером, и рабочей станцией одновременно. Преимущество одноранговых сетей заключается в том, что нет необходимости копировать все используемые сразу несколькими пользователями файлы на сервер.

В принципе любой пользователь сети имеет возможность использовать все данные, хранящиеся на других компьютерах сети, и устройства, подключенные к ним. Основной недостаток работы одноранговой сети заключается в значительном увеличении времени решения прикладных задач.

Это связано с тем, что каждый компьютер сети отрабатывает все запросы, идущие к нему со стороны других пользователей. Следовательно, в одноранговых сетях каждый компьютер работает значительно интенсивнее, чем в автономном режиме.

Затраты на организацию одноранговых вычислительных сетей относительно небольшие. Однако при увеличении числа рабочих станций эффективность их использования резко уменьшается. Пороговое значение числа рабочих станций составляет, по оценкам фирмы Novell, – 25-30. Поэтому одноранговые сети используются только для относительно небольших рабочих групп.

Архитектура ЛВС

Различают три наиболее распространенные сетевые архитектуры, которые используют и для одноранговых сетей и для сетей с выделенным файл-сервером. Это так называемые шинная, кольцевая и звездообразная структуры.

Рис. 81. Шинная структура одноранговой сети

В случае реализации шинной структуры все компьютеры связываются в цепочку. Причем на ее концах надо разместить так называемые терминаторы, служащие для гашения сигнала. Если же хотя бы один из компьютеров сети с шинной структурой оказывается неисправным, вся сеть в целом становится неработоспособной.

В сетях с шинной архитектурой для объединения компьютеров используется тонкий и толстый кабель. Максимальная теоретически возможная пропускная способность таких сетей составляет 10 Мбит/с. Такой пропускной способности для современных приложений, использующих видео- и мультимедийные данные, явно недостаточно.

Поэтому почти повсеместно применяются сети со звездообразной архитектурой.

Рис. 82. Звездообразная структура одноранговой сети

Для построения сети с звездообразной архитектурой в центре сети необходимо разместить концентратор. Его основная функция – обеспечение связи между компьютерами, входящими в сеть.

То есть все компьютеры, включая файл-сервер, не связываются непосредственно друг с другом, а присоединяются к концентратору. Такая структура надежнее, поскольку в случае выхода из строя одной из рабочих станций все остальные сохраняют работоспособность.

В сетях же с шинной топологией в случае повреждения кабеля хотя бы в одном месте происходит разрыв единственного физического канала, необходимого для движения сигнала.

Кроме того, сети со звездообразной топологией поддерживают технологии Fast Ethernet и Gigabit Ethernet, что позволяет увеличить пропускную способность сети в десятки и даже сотни раз (разумеется, при использовании соответствующих сетевых адаптеров и кабелей).

Рис. 83. Кольцевая структура одноранговой сети

Кольцевая структура используется в основном в сетях Token Ring и мало чем отличается от шинной. Также в случае неисправности одного из сегментов сети вся сеть выходит из строя. Правда, отпадает необходимость в использовании терминаторов.

В сети любой структуры в каждый момент времени обмен данными может происходить только между двумя компьютерами одного сегмента.

В случае ЛВС с выделенным файл-сервером – это файл-сервер и произвольная рабочая станция; в случае одноранговой ЛВС – это любые две рабочие станции, одна из которых выполняет функции файл-сервера.

Упрощенно диалог между файл-сервером и рабочей станцией выглядит так: открыть файл – подтвердить открытие файла; передать данные файла – пересылка данных; закрыть файл – подтверждение закрытия файла. Управляет диалогом сетевая операционная система, клиентские части которой должны быть установлены на рабочих станциях.

Остановимся подробнее на принципах работы сетевого адаптера. Связь между компьютерами ЛВС физически осуществляется на основе одной из двух схем – обнаружения коллизий и передачи маркера. Метод обнаружения коллизий используется стандартами Ethernet, Fast Ethernet и Gigabit Ethernet, а передачи маркера – стандартом Token Ring.

В сетях Ethernet адаптеры непрерывно находятся в состоянии прослушивания сети. Для передачи данных сервер или рабочая станция должны дождаться освобождения ЛВС и только после этого приступить к передаче. Однако не исключено, что передача может начаться несколькими узлами одного сегмента сета одновременно, что приведет к коллизии.

В случае возникновения коллизии, узлы должны повторить свои сообщения. Повторная передача производится адаптером самостоятельно без вмешательства процессора компьютера. Время, затрачиваемое на преодоление коллизии, обычно не превышает одной микросекунды. Передача сообщений в сетях Ethernet производится пакетами со скоростью 10, 100 и 1000 Мбит/с.

Естественно, реальная загрузка сети меньше, поскольку требуется время на подготовку пакетов. Все узлы сегмента сети принимают сообщение, передаваемое компьютером этого сегмента, но только тот узел, которому оно адресовано, посылает подтверждение о приеме.

Основными поставщиками оборудования для сетей Ethernet являются фирмы 3Com, Bay Networks (недавно компания IMortel купила Bay Networks), CNet.

В ЛВС с передачей маркера сообщения передаются последовательно от одного узла к другому вне зависимости от того, какую архитектуру имеет сеть – кольцевую или звездообразную. Каждый узел сети получает пакет от соседнего. Если данный узел не является адресатом, то он передает тот же самый пакет следующему узлу.

Передаваемый пакет может содержать либо данные, направляемые от одного узла другому, либо маркер. Маркер – это короткое сообщение, являющееся признаком незанятости сети.

В том случае, когда рабочей станции необходимо передать сообщение, ее сетевой адаптер дожидается поступления маркера, а затем формирует пакет, содержащий данные, и передает этот пакет в сеть.

Пакет распространяется по ЛВС от одного сетевого адаптера к другому до тех пор, пока не дойдет до компьютера-адресата, который произведет в нем стандартные изменения. Эти изменения являются подтверждением того, что данные достигли адресата.

После этого пакет продолжает движение дальше по ЛВС, пока не возвратится в тот узел, который его сформировал. Узел-источник убеждается в правильности передачи пакета и возвращает в сеть маркер. Важно отметить, что в ЛВС с передачей маркера функционирование сети организовано так, что коллизии возникнуть не могут. Пропускная способность сетей Token Ring равна 16 Мбит/с. Оборудование для сетей Token Ring производят IBM, 3Com и некоторые другие фирмы.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Источник: https://studopedia.ru/7_21877_lokalnie-vichislitelnie-seti-lvs.html

2.3. Сетевые операционные системы лвс

Операционные системы ЛВС

Кроме топологииЛВС процесс передачи данных во многомопределяется программным обеспечениемЭВМ абонентских систем, в основном ихоперационными системами, посколькукаждая из них поддерживает соответствующийметод доступа со стороны терминалов.

Моноканал рассматривается как один изтерминалов, поэтому надо знать, насколькоразличаются операционные системы иметоды теледоступа всех абонентскихкомплексов, подключенных к сети.

РазличаютЛВС с единой операционной поддержкойи едиными методами теледоступа и ЛВС,использующих различные физическиеносители сигнала.

Следует иметь ввиду, что сетевые операционные системыможно разделить на классы. Класс системыклиент/сервер.

Системный слой обычнораспределен между классамипроцессоров-серверов, а пользовательскийслой СОС размещается на процессорахклиентов-пользователей, то есть этоспособ взаимодействия компьютеров влокальной сети, при котором один изкомпьютеров (сервер) представляет своиресурсы другому компьютеру (клиенту)(рис. 8).

Класс системыавтономных филиалов. Все слои обычноприсутствуют на каждой машине. Ядромобычно является модифицированная ОС,разделенная по времени. Каждая системаспособна к независимой работе в случае,если она становится отсоединенной отсети. Ресурсы обычно разбиты на части,и каждой частью управляет одна машина.

Класс распределенныхСОС. Общее ядро ОС выполняется на каждомпроцессоре сети, но другие функции СОСмогут дублироваться и распределятьсяпо процессорам сети. Единообразноеименование ресурсов обычно являетсяфункцией ядра СОС, а не пользовательскогослоя СОС.

Класс децентрализованныхСОС, когда ресурсы необязательнораспределяются на части, а распределяютсясами функции ядра СОС и отсутствуюткакие-либо центральные компоненты.

Реализация рассредоточенных ивзаимодействующих процессов в ЛВСосуществляется на основе двух концепций,одна из которых устанавливает связимежду процессорами без функциональнойсреды между ними, а другая определяетсвязь только через функциональнуюсреду.

В первом случаеправильность понимания действий,происходящих в рамках соединяемыхпроцессов взаимодействующих АС,обеспечивается соответствующимисредствами теледоступа в составе СОС.Однако предусмотреть такие средствана все случаи соединения нереально.

Поэтому взаимодействующие процессы всетях соединяются с помощью функциональнойсреды, обеспечивающей выполнениеопределенного свода правил – протоколасвязи процессов.

Обычно эти протоколыреализуются с учетом принципа пакетнойкоммутации, в соответствии с которымперед передачей сообщения разбиваетсяна блоки – пакеты определенной длины.

Каждый пакет представляет собойнезависимую единицу передачи информации,содержащую, кроме собственно данных,служебную информацию (адреса отправителяи получателя, номер пакета в сообщении,информацию для контроля правильностипринятых данных).

2.4. Эталонная модель взаимодействия открытых систем (вос)

Практика созданияи развития ВС привела к необходимостиразработки стандартов по всему комплексувопросов организации сетевых систем.В 1978 году Международная

организация постандартизации (МОС) предложиласемиуровневую эталонную модельвзаимодействия открытых систем (ВОС),которая получила широкое распространениеи признание. Данный стандарт определяет:

  • понятия и основные термины, используемые при построении открытых систем;
  • описание возможностей и набора конкретных услуг, которые должна предоставлять открытая система;
  • логическую структуру открытых систем; протоколы, обеспечивающие услуги открытых систем.

В соответствии состандартом 7498, открытой системойсчитается система, отвечающая требованиямэталонной модели взаимодействия открытыхсистем, реализующая стандартный наборуслуг и поддерживаемая стандартнымипротоколами.

Основной задачеймодели ВОС является описание множествафункций, определяющих правил взаимодействияоткрытых систем. При этом широко используется понятие «процесс»,определяемый как динамический объект,реализующий целенаправленный актобработки информации.

Принято подразделятьпроцессы на прикладные и системные.Прикладной процесс отождествляется среализацией определенных процедур,связанных с переработкой информациипри решении пользовательских задач.Системные процессы определяют выполнениевспомогательных функций, связанных собеспечением прикладных процессов.

Ввод данных,необходимых процессу, и вывод данныхпроизводится в форме сообщений черезлогические (программно-организованные)точки, называемые портами. Различаютвходные и выходные порты.

Через входныепорты осуществляется ввод данных дляданного процесса, через выходные портытекущий процесс выдает результатобработки данных.

Промежуток времени,в течение которого взаимодействуютпроцессы, называются сеансом обменаили сессией.

Основу модели ВОСсоставляет концепция многоуровневойорганизации протоколов, которую моднорассматривать в качестве дальнейшегоразвития многоуровневой организациипротоколов систем телеобработки.

Существенной особенностью моделивзаимодействия открытых систем являетсяразработка и использование единогоподхода и организации протоколов иинтерфейсов различных уровней.

Всоответствии с данной концепцией каждомууровню ставится в соответствие наборопределенных функций, связанных срешением конкретной задачи по организациивзаимодействия открытых систем.

Нумерацияуровней осуществляется относительнофизических средств соединения, то естьпервый номер присваивается физическомууровню, а наибольший номер – прикладному(пользовательскому) уровню.

Каждыйуровень с меньшим номером считаетсявспомогательным для смежного с нимболее высокого уровня и предоставляетему определенный набор услуг, называемыхсервисом. Следует подчеркнуть, чтоэталонная модель не определяет средствареализации протоколов, а толькоспецифирует их. Таким образом, функциикаждого уровня могут быть реализованыразличными программными и аппаратнымисредствами. Основным условием при этомявляется то , что взаимодействие междулюбыми смежными уровнями должно бытьчетко определено, то есть должноосуществляется через точку доступапосредством стандартного межуровневогоинтерфейса.

Точка доступаявляется портом, в котором объект N-гоуровня предоставляет услуги (N+ 1)-му уровню. Это достаточно важноеусловие определяет возможность изменениясистемы в целом, что является одним изосновных условий построения открытыхсистем.

Структурнойединицей данных, передаваемых междууровнями, является так называемыйпротокольный блок данных, состоящий изуправляющего поля, называемого заголовком,и поля данных. Заголовок N-гоблока содержит управляющую информацию,формируемую на N-омуровне.

Содержимое поля данных N-гоуровня представляет собой блок данных(N+ 1)-го уровня. Таким образом, формируетсявложенная структура, при которойпротокольные блоки данных, начиная сверхнего уровня, вкладываются друг вдруга.

При передаче данных в обратномнаправлении происходит обратнаяпроцедура «распаковки» блоков.

При разработкеэталонной модели число ее уровнейопределялось из следующих соображений:

  • разбивка на уровне должна максимально отражать логическую структуру компьютерной сети;
  • межуровневые границы должны быть определены таким образом, чтобы обеспечивались минимальное число и прирост межуровневых связей;
  • большое количество уровней, с одной стороны, упрощает внесение изменений в систему, с другой стороны, увеличивает количество межуровневых протоколов и затрудняет описание модели в целом.

С учетомвышеизложенного МОС была предложена7-уровневая модель ВОС (рис. 9).

Основным с точкизрения пользователя является (седьмой)прикладнойуровень, который обеспечивает поддержкуприкладных процессов конечныхпользователей и определяет семантикуданных, то есть смысловое содержаниеинформации, которой обмениваютсяоткрытые системы в процессе ихвзаимодействия. С этой целью данныйуровень, кроме протоколов взаимодействия,прикладных процессов, поддерживаетпротоколы передачи файлов, виртуальноготерминала, электронной почты и имподобные.

Следующий (шестой)уровень представительский (уровеньпредставления данных) определяет единыйдля всех открытых систем синтаксис (тоесть представление данных) передаваемойинформации.

Необходимость данногоуровня обусловлена различной формойпредставления информации в сети передачиданных и компьютерах.

Данный уровеньиграет важную роль в обеспечении«открытости» систем, позволяя им общатьсямежду собой, независимо от их внутреннегоязыка, и гарантирует представлениеданных в кодах и форматах, принятых вданной системе.

Сеансовый (пятый)уровень реализует организацию сеансовсвязи между прикладными процессами,расположенными в различных абонентскихсистемах.

На данном уровне создаютсяпорты для приема и передачи сообщенийи организуются соединения – логическиеканалы между процессами.

Необходимостьпротоколов данного уровня определяетсяотносительной сложностью сети передачиданных и стремлением обеспечитьдостаточно высокую надежность передачиданных. Сеансовый уровень поддерживаети завершает сеанс связи.

Три верхних уровняобъединяются под общим названием –процесс или прикладной процесс. Этиуровни определяют функциональныеособенности вычислительной сети какприкладной системы.

Транспортный(четвертый)уровень (уровень сквозной передачи)служит для обеспечения передачи данныхмежду двумя взаимодействующими открытымисистемами и организации процедурысопряжения абонентов сети с системойпередачи данных. На этом уровнеопределяется взаимодействие абонентскихсистем – источника и адресата данных,организуется и поддерживается логическийканал (транспортное соединение) междуабонентами.

Сетевой (третий)уровень предназначен для обеспеченияпроцессов маршрутизации информации иуправления сетью передачи данных. Здесьрешаются вопросы управления сетьюпередачи данных, в том числе маршрутизацияи управление информационными потоками.Он также отвечает за информатизациюпакетов в коммутационной сети и за связьмежду сетями – реализует межсетевоевзаимодействие.

Канальный (второй)уровень обеспечивает функциональныеи процедурные средства для установления,поддержания и расторжения соединенийна уровне каналов передачи данных.Процедуры канального уровня обнаружениеи, по возможности, исправление ошибок,возникающих на физическом уровне.

Физический(первый)уровень обеспечивает технические,электрические, функциональные ипроцедурные средства организациифизических соединений при передачеданных между физическими объектами.Его основная задача – управлениеаппаратурой передачи данных и подключеннымк ней каналом связи.

Четыре нижнихуровня эталонной модели образуюттранспортную службу компьютерной сети,которая обеспечивает передачу(«транспортировку») информации междуабонентскими системами, освобождаяболее высокие уровни от решения этихзадач. В свою очередь, три верхних уровня,обеспечивающие логическое взаимодействиеприкладных процессов, функциональнообъединяются в абонентскую службу.

Работы посовершенствованию эталонной моделиВОС для ЛВС привели к декомпозицииуровней 1 и 2 (рис. 10).

Канальный уровеньразделен на два подуровня: подуровеньуправления логическим каналом LLC(LocalLinkControl),то есть выполняет функции соответственноканального уровня (передача кадровмежду рабочими станциями, включаяисправление ошибок, диагностикаработоспособности узлов сети) и подуровеньуправления доступом к передающей средеMAC(MediaAccessControl),то есть реализация алгоритма доступак среде и адресация станции сети.

Физический уровеньделится на три подуровня: передачифизических сигналов, интерфейса сустройством доступа и подключения кфизической среде.

При передачеинформации от прикладного процесса всеть происходит ее обработка уровнямимодели ВОС (рис. 10).

Смысл этой обработкизаключается в том, что каждый уровеньдобавляет к информации процесса свойзаголовок – служебную информацию,которая необходима для адресациисообщений и для некоторых контрольныхфункций.

Канальный уровень кромезаголовка добавляет еще и концевик –контрольную последовательность, котораяиспользуется для проверки правильностиприема сообщений из коммуникационнойсети.

Физический уровеньзаголовка не добавляет. Сообщение,обрамленное заголовками и концевиком,уходит в коммуникационную сеть ипоступает на абонентское ЭВМ вычислительнойсети. Каждая абонентская ЭВМ, принявшаясообщение, дешифрует адреса и определяет,предназначено ли ей данное сообщение.

При этом в абонентской ЭВМ происходитобратный процесс – чтение и отсечениезаголовков уровнями модели ВОС. Каждыйуровень реагирует только на свойзаголовок. Заголовки верхних уровнейнижними уровнями не воспринимаются ине изменяются – они «прозрачны» длянижних уровней.

Так, перемещаясь поуровням модели ВОС, информация, наконец,поступает к процессору, которому онабыла адресована.

В ЛВС процедурыуправления на физическом, канальном итранспортном уровнях не отличаютсясложностью, в связи с чем эти уровниуправления реализуются в основномтехническими средствами, называемымистанциями локальной сети (СЛС) и адаптерамиЛВС. По существу, адаптер вместе сфизическим каналом образует информационныймоноканал, к которому подключаютсясистемы сети, выступающие в качествеабонентов моноканала.

Основное достоинство семиуровневой модели ВОС заключается в том, что в процессе развития и совершенствования любой системы возникает потребность изменять ее отдельные компоненты, а это вызывает изменение в других компонентах системы, что существенно усложняет и затрудняет процесс модернизации системы. В семиуровневой модели ВОС, где между уровнями определены однозначно интерфейсы, изменение одного из уровней не влечет за собой необходимости внесения изменений в другие уровни. Таким образом, существует относительная независимость уровней друг от друга.

Функции, описываемые уровнями модели, должны быть реализованы либо в аппаратуре, либо в виде программ.

Функции физического уровня реализуются в аппаратуре. Это адаптеры, мультиплексоры передачи данных, сетевые платы и т.д.

Функции остальных уровней реализуются в виде программных модулей – драйверов.

Источник: https://studfile.net/preview/7086071/page:8/

3.6. Операционные системы ЛВС

Операционные системы ЛВС

3.6. Операционные системы ЛВС

Для сетей с централизованным управлением важным компонентом является сетевая операционная система, которая устанавливается на сервере сети, и клиентские части, устанавливаемые на рабочих станциях.

Основное направление развития современных сетевых операционных систем (Network Operation System) – поддержка систем с распределенной обработкой данных и перенос операций обработки на рабочие станции.

Это в основном связано с ростом вычислительных возможностей ПК и внедрением многозадачных операционных систем: OS/2, Windows NТ, Windows 95.

Внедрение объектно-ориентированных технологий обработки данных (ОLЕ, DСЕ, IDAPI) также позволяет упростить организацию распределенной обработки данных.

В такой ситуации основной задачей сетевой операционной системы становится объединение разнородных операционных систем рабочих станций и поддержка протоколов транспортного уровня для широкого круга задач: обработка баз данных, передача сообщений, управление распределенными ресурсами сети (Directoгу Namе Service).

В современных сетевых операционных системах применяются три подхода к организации управления ресурсами сети.

Таблицы Объектов (Bindery). Используются в операционных системах Novell NetWare v3.1х. Таблицы находятся на каждом файловом сервере сети. Они содержат информацию о пользователях, группах, их правах доступа к ресурсам сети (данным, сервисным услугам и т.п.).

Такая организация работы удобна, если в сети имеется только один сервер. В этом случае требуется определить и контролировать только одну информационную базу. При расширении сети, добавлении новых серверов объем задач по управлению ресурсами сети резко возрастает.

Администратор системы вынужден на каждом сервере сети определять и контролировать работу пользователей. Абоненты сети, в свою очередь, должны знать, где расположены те или иные ресурсы сети, и для получения доступа к этим ресурсам регистрироваться на выбранном сервере.

Для информационных систем, состоящих из большого количества серверов, такая организация работы сети неэффективна.

Структура Доменов (Domain). Используется в LANServer и LANMahager. Все ресурсы сети и пользователи объединены в группы.

Домен можно рассматривать как аналог таблиц объектов (bindery), только в данном случае такая таблица является общей для нескольких серверов, а ресурсы серверов являются общими для всего домена.

Поэтому пользователю, для того чтобы получить доступ к сети, достаточно подключиться к домену (зарегистрироваться), после чего ему становятся доступны все ресурсы домена, т.е. ресурсы всех серверов и устройств, входящих в состав домена.

Однако и при использовании этого подхода также возникают проблемы при построении информационной системы с большим количеством пользователей, серверов и доменов, например, сети масштаба предприятия. Проблемы связаны с организацией управления несколькими доменами.

Служба Каталогов (Directory Name Service). В данном подходе все ресурсы сети: серверы, пользователи, сетевая печать, хранение данных и т.п. рассматриваются как ветви или директории одной общей информационной системы. Таблицы, определяющие DNS, находятся на каждом сервере.

Это, во-первых, повышает надежность операционной системы и, во-вторых, упрощает обращение к ресурсам сети. Зарегистрировавшись на одном сервере, пользователю становятся доступны все ресурсы сети.

Управление такой системой проще, чем при использовании доменов, так как существует одна таблица, характеризующая все ресурсы сети, в то время как при доменной организации необходимо определять ресурсы, пользователей, их права доступа отдельно для каждого домена.

Рассмотрим более подробно характеристики некоторых сетевых операционных систем и требования, которые они предъявляют к программному и аппаратному обеспечению ЛВС.

Novell NetWare 3.11

Отличительные черты:

¨ эффективная файловая система;

¨ самый широкий выбор аппаратного обеспечения.

Основные характеристики и требования к аппаратному обеспечению.

¨ Центральный процессор: 386 и выше.

¨ Минимальный объем жесткого диска: 9 МБайт.

¨ Объем ОП (Оперативной Памяти) на сервере: 4 МБайт – 4ГБайт.

¨ Минимальный объем ОП РС (Рабочей Станции) клиента: 640 Кбайт.

¨ Операционная система: собственная разработка Novell

¨ Протоколы: IРХ/SРХ.

¨ Мультипроцессорность: нет.

¨ Количество пользователей: 250.

¨ Максимальный размер файла: 4ГБайт.

¨ Шифрование данных: нет.

¨ Монитор UPS: есть.

¨ ТТS: есть.

¨ Управление распределенными ресурсами сети: таблицы bindeгу на сервере.

¨ Система отказоустойчивости: дублирование дисков, зеркальное отражение дисков, SFT II,SFT III, поддержка накопителя на магнитной ленте, резервное копирование таблиц bindery и данных.

¨ Компрессирование данных: нет.

¨ Фрагментация блоков (Block suballocations): нет.

¨ Файловая система клиентов: DOS, Windows, Мас(доп.), ОS/2(доп.), UNIX(доп.), Windows NT.

LAN Server, IВМ Согр.

Отличительные черты:

¨ использование доменной организации сети упрощает управление и доступ к ресурсам сети;

¨ обеспечивает полное взаимодействие с иерархическими системами (архитектурой SNА).

Целостная операционная система с широким набором услуг. Работает на базе ОS/2, поэтому сервер может быть невыделенным (nondedicated). Обеспечивает взаимодействие с иерархическими системами, поддерживает межсетевое взаимодействие.

Выпускаются две версии LAN Server: Entry и Advanced. Advanced в отличие от Entry поддерживает высокопроизводительную файловую систему  (High Perfomance File System – HPFS). Она включает системы отказоустойчивости (Fail Tolerances) и секретности (Local Security).

Серверы и пользователи объединяются в домены. Серверы в домене работают как единая логическая система. Все ресурсы домена доступны пользователю после регистрации в домене. В одной кабельной системе могут работать несколько доменов.

При использовании на рабочей станции OS/2 ресурсы этих станций доступны пользователям других рабочих станций, но только одному в данное время. Администратор может управлять работой сети только с рабочей станции, на которой установлена операционная система OS/2.

LAN Server поддерживает удаленную загрузку рабочих станций DOS, OS/2 и Windows (Remote Interface Procedure Load – RIPL).

К недостаткам можно отнести:

¨ сложная процедура установки NOS;

¨ ограниченное количество поддерживаемых драйверов сетевых адаптеров.

Основные характеристики и требования к аппаратному обеспечению.

¨ Центральный процессор: 38б и выше.

¨ Минимальный объем жесткого диска: 4.6 МБайт для клиента (requestor)/7.2 МБайт для сервера.

¨ Минимальный объем ОП на сервере: 1.3 МБайт – 16 МБайт.

¨ Минимальный объем ОП РС клиента: 4.2 Мбайт для OS/2, 640 КБайт для DOS.

¨ Операционная система: OS/2 2.х.

¨ Протоколы: NetBIOS, ТСР/IР.

¨ Мультипроцессорность: поддерживается.

¨ Количество пользователей: 1016.

¨ Максимальный размер файла: 2 Гбайт.

¨ Шифрование данных: нет.

¨ Монитор UPS: есть.

¨ ТТS: есть.

¨ Управление распределенными ресурсами сети: домены.

¨ Система отказоустойчивости: дублирование дисков, зеркальное отражение дисков, поддержка накопителя на магнитной ленте, резервное копирование таблиц домена.

¨ Компрессирование данных: нет.

¨ Фрагментация блоков (Block suballocation): нет.

¨ Файловая система клиентов: DOS, Windows, Мас (доп.), OS/2, UNIX, Windows NT (доп.).

VINES 5.52, Banyan System Inc.

Отличительныечерты:

¨ возможность взаимодействия с любой другой сетевой операционной системой;

¨ использование службы имен StreetTalk позволяет создавать разветвленные системы.

До появления NetWare 4 VINES преобладала на рынке сетевых операционных систем для распределенных сетей, для сетей масштаба предприятия (enterprise network). Тесно интегрирована с UNIX.

Для организации взаимодействия используется глобальная служба имен – StreetTalk, во многом схожая с NetWare Directory Services. Позволяет подключиться пользователю, находящемуся в любом месте сети. StreetTalk – база данных, распределенная по всем серверам сети.

Поддержка Х.29 позволяет удаленной рабочей станции DOS подключиться к локальной сети через сети Х.25 или ISDN.

VINES критична к типу компьютера и жестких дисков. Поэтому при выборе оборудования необходимо убедиться в совместимости аппаратного обеспечения и сетевой операционной системы VINES.

Основные характеристики и требования к аппаратному обеспечению.

¨ Центральный процессор: 386 и выше.

¨ Минимальный объем жесткого диска: 80 Мбайт.

¨ Объем ОП на сервере: 8 Мбайт – 25б Мбайт.

¨ Минимальный объем ОП РС клиента: б40 КБайт.

¨ Операционная система: UNIX.

¨ Протоколы: VINES IР, AFP, NetBIOS, ТСР/IР, IРХ/SРХ.

¨ Мультипроцессорность: есть – SMP(Symmetric MultiProcesing).

¨ Количество пользователей: неограниченно.

¨ Максимальный размер файла; 2ГБайт.

¨ Шифрование данных: нет.

¨ Монитор UPS: есть.

¨ ТТS: нет.

¨ Управление распределенными ресурсами сети: StreetTalk.

¨ Система отказоустойчивости: резервное копирование таблиц StreetTalk и данных.

¨ Компрессирование данных: есть.

¨ Фрагментация блоков (Block suballocation): нет.

¨ Файловая система клиентов: DOS, Windows, Мас(доп.), ОS/2, UNIX(доп.), Windows NT (доп.).

Windows NT Advanced Server 3.1, Microsoft Corp.

Отличительные черты:

¨ простота интерфейса пользователя

¨ доступность средств разработки прикладных программ и поддержка прогрессивных объектно-ориентированных технологий

Всё это привело к тому, что эта операционная система может стать одной из самых популярных сетевых операционных систем.

Интерфейс напоминает оконный интерфейс Windows 3.1, инсталяция занимает около 20 минут. Модульное построение системы упрощает внесение изменений и перенос на другие платформы.

Обеспечивается защищенность подсистем от несанкционированного доступа и от их взаимного влияния (если зависает один процесс, это не влияет на работу остальных).

Есть поддержка удаленных станций – Remote Access Service (RAS), но не поддерживается удаленная обработка заданий.

Windows NT предъявляет более высокие требования к производительности компьютера по сравнению с NetWare.

Основные характеристики и требования к аппаратному обеспечению.

¨ Центральный процессор: 386 и выше, MIPS, R4000, DEC Alpha АХР.

¨ Минимальный объем жесткого диска: 90 Мбайт.

¨ Минимальный объем ОП на сервере: 16 Мбайт.

¨ Минимальный объем ОП РС клиента; 12 Мбайт для NТ/512 КБайт для DOS.

¨ Операционная система: Windows NT.

¨ Протоколы: NetBEUI, ТСР/IР, IРХ/SРХ, АррlеТаlk, АsyncBEUI.

¨ Мультипроцессорность: поддерживается.

¨ Количество пользователей: неограниченно.

¨ Максимальный размер файла: неограничен.

¨ Шифрование данных: уровень С-2.

¨ Монитор UPS: есть.

¨ ТТS: есть.

¨ Управление распределенными ресурсами сети: домены.

¨ Система отказоустойчивости: дублирование дисков, зеркальное отражение дисков, RAID 5, поддержка накопителя на магнитной ленте, резервное копирование таблиц домена и данных.

¨ Компрессирование данных: нет.

¨ Фрагментация блоков (Block suballocation): нет.

¨ Файловая система клиентов: DOS, Windows, Мас, ОS/2, UNIX, Windows NT.

NetWare 4, Nowell Inc.

Отличительная черта:

¨ применение специализированной системы управления ресурсами сети (NetWare Directory Services – NDS) позволяет строить эффективные информационные системы с количеством пользователей до 1000. В NDS определены все ресурсы, услуги и пользователи сети. Эта информация распределена по всем серверам сети.

Для управления памятью используется только одна область (рооl), поэтому оперативная память, освободившаяся после выполнения каких-либо процессов, становится сразу доступной операционной системе (в отличие от NetWare 3).

Новая система управления хранением данных (Data Storage Managment) состоит из трех компонент, позволяющих повысить эффективность файловой системы:

1. Фрагментация Блоков или Разбиение Блоков Данных на Подблоки (Block Suballocation). Если размер блока данных на томе 64 КБайта, а требуется записать файл размером 65 КБайт, то ранее потребовалось бы выделить 2 блока по б4 Кбайта.

При этом 6З Кбайта во втором блоке не могут использоваться для хранения других данных. В NetWare 4 система выделит в такой ситуации один блок размером 64 КБайта и два блока по 512 Байт.

Каждый частично используемый блок делится на подблоки по 512 Байт, свободные подблоки доступны системе при записи других файлов.

2. Упаковка Файлов (File Compression). Долго не используемые данные система автоматически компрессирует, упаковывает, экономя таким образом место на жестких дисках. При обращении к этим данным автоматически выполняется декомпрессия данных.

3. Перемещение Данных (Data Migration). Долго не используемые данные система автоматически копирует на магнитную ленту либо другие носители, экономя таким образом место на жестких дисках.

Встроенная поддержка Протокола Передачи Серии Пакетов (Packet-Burst Migration). Этот протокол позволяет передавать несколько пакетов без ожидания подтверждения о получении каждого пакета. Подтверждение передается после получения последнего пакета из серии.

При передаче через шлюзы и маршрутизаторы обычно выполняется разбиение передаваемых данных на сегменты по 512 Байт, что уменьшает: скорость передачи данных примерно на 20%. Применение в NetWare 4 протокола LIP (Large Internet Packet) позволяет повысить эффективность обмена данными между сетями, так как в этом случае разбиение на сегменты по 512 Байт не требуется.

Все системные сообщения и интерфейс используют специальный модуль. Для перехода к другому языку достаточно поменять этот модуль или добавить новый. Возможно одновременное использование нескольких языков: один пользователь при работе с утилитами использует английский язык, а другой в это же время русский.

Утилиты управления поддерживают DOS, Windows и OS/2-интерфейс.

Основные характеристики и требования к аппаратному обеспечению.

¨ Центральный процессор: 38б и выше.

¨ Минимальный объем жесткого диска: от 12 Мбайт до 60 Мбайт.

¨ Объем ОП на сервере: 8 Мбайт – 4ГБайт.

¨ Минимальный объем ОП РС клиента: б40 КБайт.

¨ Операционная система: собственная разработка Novell.

¨ Протоколы: IРХ/SРХ.

¨ Мультипроцессорность: нет.

¨ Количество пользователей: 1000.

¨ Максимальный размер файла: 4 Гбайт.

¨ Шифрование данных: С-2.

¨ Монитор UPS: есть.

¨ ТТS: есть.

¨ Управление распределенными ресурсами сети: NDS.

¨ Система отказоустойчивости: дублирование дисков, зеркальное отражение дисков, SFT II,SFT III, поддержка накопителя на магнитной ленте, резервное копирование таблиц NDS.

¨ Компрессирование данных: есть.

¨ Фрагментация блоков (Block suballocation): есть.

¨ Файловая система клиентов: DOS, Windows, Мас(5), ОS/2, UNIX(доп.), Windows NT.

Источник: https://studizba.com/lectures/10-informatika-i-programmirovanie/299-informatika-i-matematika-dlya-yuristov/3955-36-operacionnye-sistemy-lvs.html

Book for ucheba
Добавить комментарий