Преподаватель который помогает студентам и школьникам в учёбе.

Сетевые операционные системы (Особенности сетевых операционных систем)

Содержание:

Введение

Сетевое программное обеспечение прочно вошло в жизнь человека 21-го столетия. Какие возможности оно предоставляет обычным пользователям? Как происходит организация взаимодействия между различными людьми? Какое оборудование используется для этого?

Говоря про возможности сетевого программного обеспечения для организации коллективной деятельности, необходимо обратить внимания на используемое ПО. Так, для общения по сети Интернет немаловажную роль имеют почтовые сервера. Так называют специальные программы, которые пересылают сообщения между ящиками абонентов. Составлять, посылать и отображать их пользователю помогает почтовый клиент. Также для организации коллективной деятельности может служить сетевой форум, который организовывается для того, чтобы вести дискуссии и обмениваться новостями определённого направления. Для срочных совещаний можно использовать видеоконференции. Их помогает организовать множество различного софта. Самые известные - Skype и Raidcall. Но это всё – только поверхность возможностей. Так, большие предприятия заинтересованы в создании собственных локальных сетей. И как разумное дополнение – отдельная линия связи.

Целью данной работы является проведение исследования сетевых операционных систем. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1) рассмотреть понятие и функции операционных систем,

2) проанализировать назначение и виды операционных систем и их отличие,

3) изучить структуру и характеристику сетевой операционной системы,

4) исследовать функции, виды и компоненты сетевых операционных систем.

Объектом исследования являются сетевые операционные системы. Предметом исследования выступают основные характеристики и виды сетевых операционных систем.

В работе для проведения исследования использовались методы анализа, синтеза, описательные методы.

Для написания данной работы и решения поставленных задач использовалась литература многих авторов.

1. Операционные системы, их сущность и виды

1.1 Понятие и функции операционных систем

Согласно общераспространенному определению, операционная система - это совокупность программ и приложений, создающих базовую среду для пользования возможностями компьютера. ПО прикладного характера - текстовые, графические редакторы, браузеры, игры - без ОС работать не могут.

Что такое операционная система и в чем состоит ее предназначение? Она представляет собой специализированную оболочку, предназначенную для управления компьютером, запуска программ, обеспечения эффективной защиты хранимых на компьютере данных, выполнения разнообразных сервисных функций по запросам от программ и пользователей. Услугами операционной системы пользуется любая программа, поэтому работа может осуществляться исключительно под управлением определенной ОС. Только при выполнении этого условия можно рассчитывать на слаженную деятельность компьютера.

Обязательные части, входящие в состав операционной системы, следующие:

- ядро, которое представляет собой командный интерпретатор, то есть своеобразный переводчик, переносящий запросы от пользователей или программ в понятный для физических компонентов компьютера вид;

- специализированные программные компоненты, ориентированные на управление разнообразными устройствами, которые включены в состав компьютера, их принято называть драйверами;

- интерфейс пользователя, то есть удобная оболочка, посредством которой и осуществляется основное общение [20, c.75].

Что такое операционная система и что входит в ее состав? ОС представляет собой комплекс, сформированный из связанных между собой программ, который предназначен для организации удобного взаимодействия пользователя и компьютера, а также для выполнения остальных программ. Важно понимать, что установка второй операционной системы возможна только на другой логический диск, так как у каждой из них имеются собственные модули и компоненты. Можно рассмотреть структуру ОС, которая состоит из вполне конкретных компонентов и модулей:

- ядро системы или базовый модуль предназначен для управления работой программы и файловой системы, обеспечивая удобный доступ к ней, а также обмен файлами между периферийными устройствами;

- командный процессор создан для расшифровки и исполнения пользовательских команд, которые поступают обычно посредством клавиатуры;

- драйвера для периферийных устройств предназначены для обеспечения согласованности работы устройств и процессора, они необходимы в связи с тем, что каждое из периферийных устройств обрабатывает информацию по-разному и с разной скоростью;

- утилиты, представляющие собой дополнительные сервисные программы, делающие процесс пользовательского общения с компьютером многосторонним и максимально удобным.

Если с тем, что такое операционная система, все более или менее понятно, то можно рассмотреть вопросы, связанные с ее загрузкой. Файлы, входящие в состав ОС, хранятся на диске. Известно, что для выполнения программ они должны находиться в оперативной памяти. Для начала должна быть выполнена программа загрузки, изначально отсутствующая в оперативной памяти. И тут есть выход – ОС поэтапно загружается в оперативную память.

Первый отрезок системы загружается из постоянного запоминающего устройства, где находятся все программы тестирования блоков питания ПК. Они выполняются моментально после поступления первых токовых импульсов. В это же время на начальном секторе диска запускается программа загрузки, берущая управление на себя. Это приложение ищет базовый модуль ОС, а потом передает ему управление. Загрузчик из базового модуля отыскивает все остальные компоненты и загружает их в ОЗУ. Когда ОС загружена, управление вручается командному процессору, после чего пользователь может вступать во взаимодействие с системой. Мобильные операционные системы работают по схожему принципу, однако, с некоторыми видоизменениями, связанными с особенностью устройств.

Существует большое количество операционных систем, представленных на современном IT-рынке. В числе самых распространенных коммерческих - Windows, MacOS. Считающаяся многими IT-экспертами самой популярной из бесплатных - Linux. Примечательно, что ее модификаций гораздо больше, чем версий коммерческих операционок [9, c.82].

Есть специфические функции ОС. Современные IT-специалисты предпочитают выделять следующие основные.

Во-первых, это организация обмена цифровыми данными между ПК и периферийного типа устройствами - дисками, принтерами, сетевыми ресурсами и т. д. Во-вторых, функции ОС заключаются в обеспечении процедур управления файлами пользователем (или же в автоматическом режиме). В-третьих, операционные системы отвечают за корректный запуск и исполнение программ. В-четвертых, основные функции ОС включают в себя организацию среды эффективного взаимодействия ресурсов ПК и пользователя. Практическая реализация в отношений каждой из перечисленных может состоять в присутствии в операционной системе штатных ресурсов или же в ее совместимости со сторонним ПО. Которое, конечно же, обладает требуемыми возможностями.

Мы рассмотрели базовые функции операционных систем. ОС каких брендов в наибольшей степени им соответствуют? Ответить на этот вопрос нам поможет небольшой экскурс в определение потребностей современных пользователей. Производители ОС могут предлагать широкий спектр решений. Вопрос в том - нужны ли они будут потребителям ПО.

Каковы потребности современных пользователей ПК? Каким образом их могут удовлетворять функции и назначение ОС, присутствующие на рынке ПО сегодня? Прежде всего это удобный, и что особенно важно, безопасный доступ в интернет, а также организация работы ПК в локальных компьютерных сетях. Следующая совокупность потребностей владельцев ПК сегодня связана с мультимедийными возможностями. Операционная система должна либо содержать штатные, предустановленные образцы прикладного ПО соответствующего назначения, либо быть совместимой со сторонними программами.

Современные пользователи - люди, которые стремятся к минимизации временных затрат, связанных с настройкой и обеспечением стабильной работы компьютеров. Важно, в этой связи, то, какие функции выполняет ОС в автоматическом режиме, без участия владельца ПК. В идеале, подключение устройств и инсталляция программ должны происходить при минимуме затрат пользователя по времени [14, c.78].

Один из современных трендов IT-индустрии в аспекте взаимодействия фирм-разработчиков ПО и их потребителей - минималистичность интерфейсов. Современный пользователь хочет видеть на экране только самые необходимые опции. Это касается как прикладного ПО, так и операционных систем. Если природа ПО предполагает многофункциональность, как в случае с ОС, то его производитель должен заложить в интерфейсы элементы гибкой настройки опций. Чтобы (в том случае, если в на экране присутствуют ненужные функции ОС) отключить их пользователь мог в любой момент.

Наибольшую распространенность в мире получила операционная система Windows от Microsoft. Многие эксперты связывают это с тем, что функции ОС Windows и ее возможности наилучшим образом адаптированы к потребностям современных пользователей. К тому же практическое задействование соответствующих опций в достаточной мере упрощено. Пользователю не нужно быть IT-экспертом для того, чтобы, например, подключить принтер к ПК или установить какую-то программу.

Это выгодно отличает Windows от многих конкурирующих операционных систем, которые, в принципе, могут не сильно уступать ей в возможностях. Например, функции ОС Linux в целом также соответствуют потребностям современных пользователей. Однако их задействование часто требует от владельцев ПК навыков, присущих IT-профессионалам. Автоматизация процессов установки программ и подключения устройств в ОС Linux не столь сильно развита, как в Windows. Во многих случаях пользователю приходится вносить коррективы в ход инсталляции соответствующего ПО или драйверов вручную [3, c.64].

Собственно, в интерфейсах Windows реализовано практически все то, о чем мы говорили выше, определяя потребности современных пользователей.

В силу вышеперечисленных и ряда других причин (в частности тех, что носят маркетинговый характер) Windows, таким образом, стала самой популярной ОС в мире. К настоящему моменту последовательно выпущено несколько версий этой операционной системы. Одной из новейших является Windows 7. Функции ОС от Mirosoft в данной версии представлены в широчайшем многообразии.

1.2 Назначение и виды операционных систем и их отличие

Операционная система представляет собой комплекс программного обеспечения, управляющего ресурсами вычислительной техники и обеспечивающего общее обслуживание программ для ЭВМ. Такая субстанция является жизненно важным компонентом системного программного обеспечения. Любым прикладным программам, как правило, требуется операционная система, так как именно она обеспечивает их функционирование.

В состав устаревшей операционной системы от компании Microsoft под названием MS-DOS входило всего 5 файлов в базовом исполнении:

- IO.SYS – этот файл организовывал работу с периферийными устройствами, то есть обеспечивал обмен информацией между ПК и внешним миром.

- MSDOS.SYS – системное ядро операционной системы. COMMAND.COM – это командный процессор, которых хранил внутри себя все базовые команды этой ОС.

- CONFIG.SYS – конфигурационный файл, с помощью которого загружались все вспомогательные драйвера

- AUTOEXEC.BAT – файл, который загружал прикладное программное обеспечение.

Несмотря на то, что со времени последнего релиза MS-DOS прошло много времени, состав современных таких продуктов не сильно изменился. Он только расширился и увеличился. С этой позиции можно дать следующий ответ на вопрос о том, что такое операционная система: это сердце программного комплекса любого электронно-вычислительного механизма.

Практически каждая операционная система назначение и состав имеет специфические. Мы остановимся на тех моментах, когда свойства и функции приблизительно одинаковы у всех систем, вне зависимости от того, какой функциональный состав или предназначение имеет ОС [9, c.87].

Система обязательно является совокупностью программ, которые выполняют такие функции как:

- контроль за расходом ресурсов;

- распределение ресурсов;

- использование ресурсов в вычислительной системе.

Ресурс в программе – тот объем возможностей, которые может выполнить вычислительная машина. Он делится на две категории:

- физический;

- виртуальный.

Физический ресурс – это тот, который может ограничиваться только аппаратной частью и от неё же и зависящий:

- ПЗУ;

- ОЗУ;

- видеопамять;

- частота процессора.

Это основные виды физических компонентов. А вот виртуальные части - это вещь несколько иная. Она зависит от самой операционной системы. Допустим в "Юникс" главной единицей ресурса является файл. В не без известной ОС от "Майкрософт" такой сущностью является объект. Каждая система имеет свой набор сущностей, которые отличают её и помогают ей нормально оперировать ресурсами.

Также к функциям ОС относится возможность облегчения использования ПК, предоставление комплекса программ (интерфейс, доп. программы системы).

Виды операционных систем отличаются друг от друга возможностями планировать задачи, а также некоторыми другими факторами. Для таких функций, как распределение памяти, ОС выступает как связующее звено между программами и аппаратными средствами компьютера. Несмотря на то, что код приложения, как правило, выполняется непосредственно на аппаратном обеспечении, он постоянно делает общие вызовы к функциям ОС. Различные виды операционных систем сегодня можно увидеть на любом устройстве, содержащем установленные приложения – от сотовых телефонов и игровых консолей до суперкомпьютеров и веб-серверов. Примерами популярных операционных систем сегодня можно назвать Android, BSD, IOS, GNU / Linux, OS X, Microsoft Windows, Windows Phone и IBM Z / OS. Все вышеперечисленные ОС, за исключением Windows и Z / OS, основаны на UNIX [13, c.94].

Unix была первоначально написана на ассемблере. Ранее она базировалась на BCPL, а затем была переписана в C и превратилась в большую и сложную семью взаимосвязанных операционных систем, которые прочно вошли в историю. Такие виды операционных систем, как Unix, имеют несколько крупных подкатегорий и включают в себя System V, BSD и Linux. Все ОС этих подкатегорий работают на самых разнообразных компьютерных архитектурах. Они активно используются для серверов в бизнесе, а также на рабочих станциях в научных и инженерных средах. Бесплатные варианты UNIX - Linux и BSD - популярны сегодня во всех областях. OS X (ранее "Mac OS X") представляет собой открытую, обладающую графическим интерфейсом операционную систему которая была разработана и представлена компанией Apple. Некоторые виды операционных систем указанного типа сегодня загружены по умолчанию на всех выпускаемых компьютерах Macintosh. OS X является преемником оригинального Mac OS, которая была основной ОС Apple с 1984 года.

Назначение операционной системы " Unix" - это популяризация бесплатного софта. Система имеет большое сообщество и является продуктом с открытым кодом. Тем самым пользователь может всячески дополнять эту систему и расширять её. Делиться наработками с другими пользователями и всячески поддерживать её развитие. Так что эта система отличается открытостью, вы можете настроить её по своему вкусу и под свои нужды. А форумы и большое количество пользователей поможет разобраться с тонкостями софта. Правда, многие отмечают очень высокий порог вхождения, но он оправдан большими возможностями. Поэтому за бесплатность и возможности вы платите временем и нервами [14, c.117].

Linux (или GNU / Linux) является Unix-подобной оболочкой, которая была разработана без какого-либо кода Unix, в отличие от BSD и ее вариантов. Она может быть использована на широком спектре устройств - от суперкомпьютеров до наручных часов. Ядро Linux распространяется под открытой лицензией, поэтому каждый может читать и изменять его код. Говоря о том, как удалить операционную систему, эта разновидность выделяется простотой в использовании. Несмотря на то, что современные расчеты показывают, что Linux используется всего на 1,82% всех ПК, она получила большое распространение при использовании во встраиваемых системах (например, мобильные телефоны) и серверах. Linux вытеснила Unix в большинстве сфер и используется на 10 самых мощных суперкомпьютерах в мире.

Microsoft Windows является семейством проприетарных операционных систем, разработанных Microsoft Corporation и в первую очередь ориентированных на архитектуру Intel для компьютеров. По оценкам исследователей, ее использование занимает 88,9 процента от общей доли веб-подключенных компьютеров. Многие считают, что это лучшая операционная система в наши дни.

Назначение операционной системы "Windows" было изначально определено как дружелюбность к пользователю. Компания Гейтса – первая, что взялась популяризировать простые в использовании ПК. Одной из самых популярных систем стала " Windows ХР", которая прочно держится на рынке, даже после того, как компания «Microsoft» перестала поддерживать систему обновлениями.

Система сочетала в себе рациональность использования ресурсов, простоту в установке и использовании, тем самым выполняя требования, которые предусматривает базовое назначение операционной оболочки. После выпуска ХР "Microsoft" выпускают не очень удачную ОС "Vista", которая имеет серьезные проблемы в защите, быстродействии, но отличается стильным интерфейсом, новомодными виджетами. Но это не спасло систему и не сделало её такой популярной. А вот после " Vista" вышла 7-ая версия " Windows" [15, c.74].

Последняя разработка до сих пор дарует людям красочный яркий интерфейс и хорошие показатели быстродействия, в купе с неплохой защитой, тем самым с лихвой восполняя пробелы прошлой версии и полноценно выполняя назначение операционной системы "Windows".

Изначальное назначение операционной системы от компании "Макинтош" - выставить на рынок софт, который будет достойно конкурировать с детищем "Майкрософт" (на тот момент – системой ХР). "Мак ОС" отличалась удивительным быстродействием и надёжностью. Именно после установки этого пакета можно полноценно убедиться в том, какое назначение операционной системы. А о том, что основное назначение подобного софта – обеспечение удобства использования ПК в целом для пользователя, знает каждый.

"ОС/2" - на данный момент эта система - достойный конкурент, который обеспечивает пользователя всеми функциями, что нужны ему для работы с ПК. Одним из примечательных фактов системы является то, что её не нужно настраивать. В неё вшит алгоритм, который может сам оптимально сконфигурировать систему под ваше железо. Также высокая производительность и качество ПО позволяют получать удовольствие от пользования ПК. Но ввиду популярности продуктов "Макинтош", "Майкрософт" и бесплатных "Юникс" популярность "ОС/2" несколько упала.

Операционные системы общего назначения - это те, которые могут отвечать одному из перечисленных параметров:

- однопрограммный режим работы и диалоговый способ общения;

- предоставляют возможность пакетной обработки задач;

- ОС разделения времени [16, c.124].

Назначение и функции операционных систем, которые могут предоставить однопрограммный режим работы и диалоговый способ общения заключается в том, чтобы рассматривать один процесс и иметь возможность в него вмешаться. Также такие системы называют мониторными – они позволяют наблюдать и вмешиваться в процесс вычисления.

Следующий тип систем позволяет выполнять сразу несколько расчётов одновременно, что и становится плюсом перед системами прошлого типа. Производительность системы в данном случае зависит от типа задач. Есть задачи, которые могут грузить процессор и заставлять простаивать другие задачи, поэтому здесь стоит брать в внимание то, какие расчеты вы возлагаете на ПК.

Третий тип особенный. Это системы, позволяющие повысить производительность ПК пользователя за счет того, что он будет иметь доступ к задаче в процессе её выполнения, тем самым сможет на неё влиять, остановить, допустим, процесс вычисления, а с помощью функции мультипрограммирования повысить производительность системы. Сам режим разделения времени позволяет создать иллюзию того, что все ресурсы машины принадлежат конкретному пользователю в данный момент времени. Однако стоит отметить, что пропускная способность ПК гораздо ниже, нежели у других видов, что является определённой платой за предоставленную свободу действий.

Операционные системы специального назначения были придуманы с целью организации работ вычислительных сетей, а также решения задач в реальном времени и некоторых других особенных целей. Разделить их можно всего на две категории:

- операционные системы реального времени;

- ОС, предназначенные для организации вычислительных сетей.

Первым отличием таких систем является то, что информация, поступающая в систему, должна быть обработана в течении жестких временных интервалов. Их превышать нельзя [12, c.85].

Также должно быть всегда учтено, что запросы на обработку могут подаваться в самые непредсказуемые моменты. Тем самым такие ОС должны обеспечивать дополнительные возможности, к примеру, создание непрерывных задач. Также ОС должна уметь организовывать оптимально очереди на обработку файлов в соответствии с заданными параметрами.

В случае если возникнет превышение интервалов выполнения программы, система должна уметь переключится на «аварийные» процессы, а потом уметь восстанавливать приоритеты после выполнения «аварийных».

Те системы, которые предназначены для организации вычислительных сетей, могут быть охарактеризованы определёнными особенностями. Первым приоритетом является выстраивание правильных связей при передаче данных внутри сети. Информация делится на блоки и в сети передаётся по кусочкам. Системе нужно организовать движение блоков. Одно из требований – циркуляция блоков в сети асинхронно и независимо от направления в течении всего пребывания в сети. Сама же ОС в это время должна отслеживать и осуществлять контроль за каждым блоком. Она должна снижать потери блоков в сети. Также такая система просто обязана обладать механизмом обнаружения повторных, битых или ошибочных блоков в вычислительной сети.

2. Особенности сетевых операционных систем

2.1 Структура и характеристика сетевой операционной системы

В том случае, когда перед пользователями стоят задачи оптимального разделения сетевых ресурсов (к примеру - дискового пространства), они могут использовать сетевые операционные системы. Такие системы обеспечивают возможность перенести многие функции администрирования в сетевое пространство. При помощи сетевых ресурсов, которые значительно превосходят пользовательские, администратор получает возможность профессионально определить разделяемые ресурсы и путем присвоения уникальных паролей каждому из них, сделать их автономными и доступными для каждого отдельного пользователя или группы пользователей. Такое деление определяет и классификацию сетевых ОС на серверные и ОС, предназначенные для пользователей.

Сегодня разработаны и широко применяются специальные сетевые операционные системы, но которые обладают характеристиками привычных нам, операционных систем. Разработаны специальные сетевые ОС, обладающие параметрами обычных, такой, к примеру, выступает операционная система windows xp. Следует также отметить, что на сегодняшний день, практически все обычные системы имеют встроенные опции и функции сетевых систем [10, c.147].

Сетевой операционной системой признается ОС, которая имеет встроенные возможности для работы с компьютерными сетями. К таким своеобразным возможностям могут относиться:

- различная поддержка сетевого оборудования и сетевого протокола;

- настройка поддержки протокола маршрутизации и фильтрации сетевого трафика,

- наличие в данной системе сетевых служб, которые позволяли бы использовать удаленным пользователям ресурсы данного компьютера.

Главными задачами системных ОС являются разделение ресурсов сети (например, дисковых пространств) и ее администрирование. С помощью сетевых функций системный администратор определяет разделяемые ресурсы, задает пароли, определяет права доступа для каждого пользователя или группы пользователей.

Следовательно, сетевая ОС - это такая операционная система, встроенные опциональные возможности которой позволяют эффективно работать в сетевом пространстве. К таким свойствам следует отнести:

- обеспечение поддержки широкого спектра сетевого оборудования;

- возможность использования сетевых протоколов;

- обеспечение использования и поддержку сетевых протоколов маршрутизации;

- фильтрацию траффика;

- обеспечение бесперебойного доступа к удалённым сетевым ресурсам (дискам и принтерам);

- реализацию возможности удаленного доступа для решения сетевых задач.

Наиболее распространенными сетевыми ОС являются: Novell NetWare, различные версии ОС GNU/Linux, ZyNOS, ну и, конечно же, самые распространенные Microsoft Windows (95, NT, XP, Vista, 7) [8, c.97].

Современные сетевые операционные системы и их разнообразие обусловлено тем, что на сегодняшний день в мире присутствует множество типов компьютеров. Именно поэтому, разрабатываются и распространяются системы для мобильных устройств, домашних рабочих станций, серверные системы, корпоративные ОС. Сама такая классификация подчеркивает разнообразие тех характеристик производительности и опциональности, которыми различаются рассматриваемые ресурсы. Это разнообразие, положительное с одной стороны (предоставляет выбора пользователем, ОС по своим финансовым возможностям и в соответствии со стоящими задачами), создает определенные неудобства, с другой. Это неудобство состоит в необходимости обеспечения совместимости ОС, особенно для подразделений корпораций, работающих в рамках одной сетевой политики. Очень важным свойством, характеризующим параметры той или иной сетевой ОС, является доступная загрузка операционной системы и возможность ее оперативного обновления.

Наиболее широко применяются такие ОС в работе различных предприятий и учреждений, где требуется обработка больших массивов данных. Естественным образом встает вопрос, как правильно подобрать сетевые операционные системы для эффективного ведения бизнеса, не расходуя лишних денежных средств. Представляется, что основным критерием при выборе соответствующей ОС должно быть следующее. Если вам необходим ресурс масштаба крупного предприятия или корпорации, то обратите внимание на такой параметр, как масштабируемость, т.е. устойчивость работы в различных сетевых условиях. Важна также и высокая степень совместимости – способности эффективно использовать режим оперативного обновления. Кроме того, такая ОС, желательно, должна обеспечивать интеграцию разнородных ресурсов – серверов и компьютеров.

Безусловно, достаточно сложно найти и подобрать операционную систему, полностью удовлетворяющую требованиям конкретного пользователя. Поэтому их выбор желательно проводить с учетом критической оценки реальных задач и конкретной ситуации, которые будет решать данное ПО [1, c.74].

Сетевая автооперационная концепция является базой для какой-либо вычислительной системы. Любое вычислительное устройство является самостоятельным в своей работе. Вследствие этого под сетевой ОС в современном значении подразумевается комплекс нескольких единичных ПК, взаимодействующих между собой посредством отправки друг другу информации и распределения ресурсов согласно общим законам — протоколам.

В более узком значении такие операционные системы, пример которых можно увидеть на большинстве современных устройств – это комплекс программ, установленных на компьютере, позволяющих ему функционировать в связке с другими устройствами.

Сетевые операционные системы обладают коммуникационные средствами, обеспечивающими в сети обмен информацией. Данные средства гарантируют адресацию и буферизацию поступающих уведомлений, подбор маршрута передачи в сети сообщения, безопасность передачи и т. п. Другими словами, этот элемент отвечает за транспортировку в сети информации.

Исходя из функций, имеющихся в том или ином компьютере, его ОС может не обладать серверной либо клиентской составляющей [3, c.241].

Первые сетевые операционные системы выглядели как комплекс имеющейся локальной ОС и сетевой оболочки в виде надстройки над ней. В таком случае локальная ОС обладала минимальным количеством сетевых функций, поскольку их выполнением занималась непосредственно оболочка. Наиболее известной системой такого типа, получившей по всему миру широкое распространение, стала MS DOS. Начиная с третьего дистрибутива этой оболочки, у нее появились такие интегрированные функции, равно как блокирование записей и файлов, требуемые с целью общего допуска к файлам. Аналогичный принцип действия имеют и современные повсеместно используемые сетевые ОС - LANtastic и PersonalWare.

Однако наиболее перспективным является способ разработки сетевых ОС, первоначально специализированных для запуска в сети. Функции таких оболочек интегрированы глубоко в их ключевые системные модули, что гарантирует их логичную слаженность, несложность эксплуатации и обновления, а также хорошую эффективность. Сегодня выделяется много ресурсов именно на то, чтобы совершенствовать такие операционные системы. Примеры программ такого типа - различные дистрибутивы Windows NT компании Microsoft.

2.2 Функции, виды и компоненты сетевых операционных систем

Сетевой операционной системой (ОС) называют операционную систему компьютера, которая помимо управления локальными ресурсами предоставляет пользователям и приложениям возможность эффективного и удобного доступа к информационным и аппаратным ресурсам других компьютеров сети [6, c.225].

Сегодня практически все операционные системы являются сетевыми.

В сетевых ОС удаленный доступ к сетевым ресурсам обеспечивается:

- сетевыми службами;

- средствами транспортировки сообщений по сети (в простейшем случае — сетевыми интерфейсными картами и их драйверами).

Локальная вычислительная сеть может быть представлена двумя моделями: одноранговой сетью и иерархической. Различаются они способами взаимодействия узлов связи.

Одноранговая сеть основана на равноправии всех машин, а данные распределены между каждой из них. По сути, пользователь одного компьютера может получить доступ к ресурсам и информации другого. Эффективность работы одноранговой модели напрямую зависит от числа рабочих узлов, а уровень ее безопасности неудовлетворителен, что вкупе с достаточно сложным процессом управления делает такие сети не слишком надежными и удобными.

Иерархическая модель включает в себя один (или больше) главный сервер, где хранятся и обрабатываются все данные, и несколько узлов-клиентов. Этот тип сетей используется гораздо чаще первого, имея преимущество в быстродействии, надежности и безопасности. Однако скорость работы такой ЛВС во многом зависит от сервера, что при определенных условиях можно считать недостатком. Составление технических

Функции сетевых ОС:

- управление каталогами и файлами;

- управление ресурсами;

- коммуникационные функции;

- защита от несанкционированного доступа;

- обеспечение отказоустойчивости;

- управление сетью.

Управление каталогами и файлами является одной из первоочередных функций сетевой операционной системы, обслуживаемых специальной сетевой файловой подсистемой. Пользователь получает от этой подсистемы возможность обращаться к файлам, физически расположенным в сервере или в другой станции данных, применяя привычные для локальной работы языковые средства. При обмене файлами должен быть обеспечен необходимый уровень конфиденциальности обмена (секретности данных).

Управление ресурсами включает запросы и предоставление ресурсов.

Коммуникационные функции обеспечивают адресацию, буферизацию, маршрутизацию.

Защита от несанкционированного доступа возможна на любом из следующих уровней: ограничение доступа в определенное время, и (или) для определенных станций, и (или) определенное число раз; ограничение совокупности доступных конкретному пользователю директорий; ограничение для конкретного пользователя списка возможных действий (например, только чтение файлов); пометка файлов символами типа «только чтение», «скрытность при просмотре списка файлов».

Отказоустойчивость определяется наличием в сети автономного источника питания, отображением или дублированием информации в дисковых накопителях. Отображение заключается в хранении двух копий данных на двух дисках, подключенных к одному контроллеру, а дублирование означает подключение каждого из этих двух дисков к разным контроллерам. Сетевая ОС, реализующая дублирование дисков, обеспечивает более высокий уровень отказоустойчивости [18, c.74].

Дальнейшее повышение отказоустойчивости связано с дублированием серверов.

Функциональные модули (сетевые службы и средства транспортировки сообщений по сети) должны быть добавлены к ОС, чтобы она могла называться сетевой (рис. 1).

сетевая ос компоненты

Рис. 1 Функциональные компоненты сетевой ОС

Среди сетевых служб можно выделить такие, которые ориентированы не на простого пользователя, как, например, файловая служба или служба печати, а на администратора. Такие службы направлены на организацию работы сети. Например, централизованная справочная служба, или служба каталогов (например, Active Directory в Windows), предназначена для ведения базы данных о пользователях сети, обо всех ее программных и аппаратных компонентах1. В качестве других примеров можно назвать службу мониторинга сети, позволяющую захватывать и анализировать сетевой трафик, службу безопасности, в функции которой может входить, в частности, выполнение процедуры логического входа с проверкой пароля, службу резервного копирования и архивирования.

От того, насколько богатый набор сетевых служб и услуг предлагает операционная система конечным пользователям, приложениям и администраторам сети, зависит ее позиция в общем ряду сетевых ОС.

Помимо сетевых служб сетевая ОС должна включать программные коммуникационные (транспортные) средства, обеспечивающие совместно с аппаратными коммуникационными средствами передачу сообщений, которыми обмениваются клиентские и серверные части сетевых служб. Задачу коммуникации между компьютерами сети решают драйверы и протокольные модули. Они выполняют такие функции, как формирование сообщений, разбиение сообщения на части (пакеты, кадры), преобразование имен компьютеров в числовые адреса, дублирование сообщений в случае их потери, определение маршрута в сложной сети и т. д. [19, c.85].

И сетевые службы, и транспортные средства могут являться неотъемлемыми (встроенными) компонентами ОС или существовать в виде отдельных программных продуктов. Например, сетевая файловая служба обычно встраивается в ОС, а вот веб-браузер чаще всего приобретается отдельно. Типичная сетевая ОС имеет в своем составе широкий набор драйверов и протокольных модулей, однако у пользователя, как правило, есть возможность дополнить этот стандартный набор необходимыми ему программами. Решение о способе реализации клиентов и серверов сетевой службы, а также драйверов и протокольных модулей принимается разработчиками с учетом самых разных соображений: технических, коммерческих и даже юридических. Так, например, именно на основании антимонопольного закона США компании Microsoft было запрещено включать ее браузер Internet Explorer в состав ОС этой компании.

Сетевая служба может быть представлена в ОС либо обеими (клиентской и серверной) частями, либо только одной из них.

В нервом случае операционная система, называемая одноранговой, не только позволяет обращаться к ресурсам других компьютеров, но и предоставляет собственные ресурсы в распоряжение пользователей других компьютеров. Например, если на всех компьютерах сети установлены и клиенты, и серверы файловой службы, то все пользователи сети могут совместно применять файлы друг друга. Компьютеры, совмещающие функции клиента и сервера, называют одноранговыми узлами.

Операционная система, которая преимущественно содержит клиентские части сетевых служб, называется клиентской. Клиентские ОС устанавливаются на компьютеры, обращающиеся с запросами к ресурсам других компьютеров сети. За такими компьютерами, также называемыми клиентскими, работают рядовые пользователи. Обычно клиентские компьютеры относятся к классу относительно простых устройств.

К другому типу операционных систем относится серверная ОС — она ориентирована на обработку запросов из сети к ресурсам своего компьютера и включает в себя в основном серверные части сетевых служб. Компьютер с установленной на нем серверной ОС, занимающийся исключительно обслуживанием запросов других компьютеров, называютвыделенным сервером сети. За выделенным сервером, как правило, обычные пользователи не работают [11, c.97].

В зависимости от того, как распределены функции между компьютерами сети, сетевые операционные системы, а следовательно, и сети делятся на два класса: одноранговые и двухранговые (рисунок 2). Последние чаще называют сетями с выделенными серверами.

(а)

(б)

Рис. 2 (а) - Одноранговая сеть, (б) - Двухранговая сеть

Если компьютер предоставляет свои ресурсы другим пользователям сети, то он играет роль сервера. При этом компьютер, обращающийся к ресурсам другой машины, является клиентом. Как уже было сказано, компьютер, работающий в сети, может выполнять функции либо клиента, либо сервера, либо совмещать обе эти функции [4, c.78].

Если выполнение каких-либо серверных функций является основным назначением компьютера (например, предоставление файлов в общее пользование всем остальным пользователям сети или организация совместного использования факса, или предоставление всем пользователям сети возможности запуска на данном компьютере своих приложений), 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. [5, c.97].

Очевидно, что на выделенных серверах желательно устанавливать ОС, специально оптимизированные для выполнения тех или иных серверных функций. Поэтому в сетях с выделенными серверами 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, а также варианты оболочек для рабочих станций с различными локальными ОС, причем эти оболочки выполняют исключительно функции клиента. Другим примером ОС, ориентированной на построение сети с выделенным сервером, является операционная система Windows NT. В отличие от NetWare, оба варианта данной сетевой ОС - Windows NT Server (для выделенного сервера) и Windows NT Workstation (для рабочей станции) - могут поддерживать функции и клиента и сервера. Но серверный вариант Windows NT имеет больше возможностей для предоставления ресурсов своего компьютера другим пользователям сети, так как может выполнять более широкий набор функций, поддерживает большее количество одновременных соединений с клиентами, реализует централизованное управление сетью, имеет более развитые средства защиты.

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. В связи с такими соображениями в ОС Novell NetWare на серверной части возможность выполнения обычных прикладных программ вообще не предусмотрена, то есть сервер не содержит клиентской части, а на рабочих станциях отсутствуют серверные компоненты. Однако в других сетевых ОС функционирование на выделенном сервере клиентской части вполне возможно. Например, под управлением Windows NT Server могут запускаться обычные программы локального пользователя, которые могут потребовать выполнения клиентских функций ОС при появлении запросов к ресурсам других компьютеров сети. При этом рабочие станции, на которых установлена ОС Windows NT Workstation, могут выполнять функции невыделенного сервера.

Заключение

По своему назначению операционная система компьютерной сети аналогична ОС автономного компьютера – она также представляет собой комплекс взаимосвязанных программ, который обеспечивает удобство работы пользователям и программистам путем предоставления им некоторой виртуальной вычислительной системы, и реализует эффективный способ разделения ресурсов между множеством выполняемых в сети процессов.

При организации сетевой работы операционная система играет роль интерфейса, экранирующего от пользователя все детали работы программно-аппаратных средств транспортного, сетевого, канального и физического уровней компьютерной сети.

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.

Например, вместо числовых адресов компьютеров сети МАС-адреса и IP-адреса операционная система компьютерной сети позволяет оперировать удобными символьными именами.

Различают сетевые операционные системы и распределенные операционные системы.

Пользователь сетевой ОС при использовании ресурсов компьютеров сети всегда помнит, что он имеет дело с сетевыми ресурсами и что для доступа к ним нужно выполнить некоторые особые операции (указать сетевой путь, подключить сетевой диск и т. п.). Правда эти действия за пользователя может выполнить администратор сети, настроив его сетевое окружение необходимым образом.

По умолчанию при работе сетевой ОС пользовательские задания выполняются на том компьютере, на котором пользователь выполнил логический вход в сеть.

Распределенная ОС, динамически и автоматически распределяя работы по различным машинам системы для обработки, заставляет набор сетевых машин работать как один многопроцессорный компьютер. Этим достигается эффективная работа всей сети.

Пользователь распределенной ОС не имеет сведений о том, на каком компьютере сети выполняется его приложение.

В настоящее время все сетевые ОС еще далеки от истинной распределенности, поэтому в дальнейшем будем рассматривать только сетевые ОС.

Список литературы

Алтухов Е.В. Основы информатики и вычислительной техники: Учебное пособие. – М.: Высш. Школа, 2015. – 303 с.
Введение в операционные системы. - СПб.: БХВ-Петербург, 2014. - 624 с.
Веретенникова Е.Г., Петрушина С.М., Савельева Н.Г. Информатика: Учебное пособие. Серия «Учебный курс». – Ростов н/Д: Издательский центр «МарТ», 2011. – 416 с.
Вычислительные системы, сети и телекоммуникации: Учебник / Под ред. А.П. Пятибратова. – М.: Финансы и статистика, 2013. – 521 с.
Информатика. Базовый курс. 2-е издание / Под ред. С.В. Симоновича. – СПб.: Питер, 2011. – 640 с.
Информационные системы и технологии в экономике и управление: Учебник для бакалавров /В.В. Трофимов. – М.: Юрайт, 2012 – 521 с.
Иртегов Дм. Введение в операционные системы /Иртегов Дм., - СПб. :БХВ-Петербург, 2012. - 624 с
Новожилов О. П. Информатика: учеб.пособие для бакалавров /Новожилов О. П., - М. :Юрайт, 2014. - 564 с.
Олифер В. Г. Сетевые операционные системы: учеб. пособие для вузов по спец. "Информатика и вычислительная техника" /Олифер В. Г., Олифер Н. А. - СПб. :Питер, 2012. - 544 с.
Основы современных компьютерных технологий: учеб. пос. для высш. и средн. учеб. заведений технич. и экономич. спец. под ред. А. Д. Хомоненко 2-е изд. - СПб.: КОРОНА-принт, 2010. - 448 с.
Острейковский В. А. Информатика: учебник для вузов. - М.: Высш. школа, 2012. - 511 с.
Партыка Т. Л. Операционные системы, среды и оболочки: учеб. пособие для СПО - М.: ФОРУМ ; ИНФРА-М, 2013. - 400 с
Попов В.Б. Основы компьютерных технологий. – М.: Финансы и статистика, 2014 – 656 с.
Партыка Т. Л. Операционные системы, среды и оболочки : учеб. пособие для СПО /Партыка Т. Л., Попов И. И. - М. :ФОРУМ ; ИНФРА-М, 2013. - 400 с.
Синицын С. В. Операционные системы : учеб. для вузов /Синицын С. В., Батаев А. В., Налютин Н. Ю. - М. :Академия, 2010. - 304 с.
Столлингс Вильям Операционные системы. Внутреннее устройство и принципы проектирования /Столлингс Вильям, - М. :Вильямс, 2012. - 848 с.
Таненбаум, Э. Распределенные системы: Принципы и парадигмы / Э. Таненбаум, М. Стеен. - СПб: Питер, 2013 - 877c.
Томас Р. Операционная система UNIX : руководство для пользователей / Томас Р., Йейтс Дж. пер. с англ. В. В. Леонаса ; под ред. И. Г. Шестакова - М.: ИНФРА-М, 2015. - 352 с.
Хлебников А. А. Информатика: учеб. для СПО /Хлебников А. А., - Ростов н/Д :Феникс, 2016. - 507 с.
Ясенев, В.Н. Информационные системы и технологии в экономике: учебное пособие / В.Н. Ясенев. - перераб. и доп.- М.: ЮНИТИ, 2014 – 560c.