Преподаватель который помогает студентам и школьникам в учёбе.

Сетевые операционные системы: понятие, назначение, виды

Содержание:

Введение

С развитием информационных технологий в больших и маленьких компаниях все более популярными становятся корпоративные сети. Существование бизнеса и его успешное развитие, к какой бы сфере он не относился, немыслимо без четких и слаженных действий, своевременного обмена информацией и оперативного контроля за всей деятельностью компании. Корпоративные (локальные) сети, создаются на базе программного обеспечения и оборудования ведущих производителей. Предлагаемые сетевые решения обладают высокой экономической эффективностью, надежностью и безопасностью, и имеют возможность модернизации.

Проектирование сети – сложный процесс. Результатом такого проектирования является создание общей модели будущей сети и документации к ней. Данный процесс состоит из двух следующих этапов:

подготовительные работы (сбор и анализ требований заказчика). Анализ требований к проектируемой сети позволяет оценить значимость информационно-технологических решений, очертить главные цели, а также выбрать приоритеты для всех элементов компьютерной сети, что проектируется. Качественное определение требований к необходимым функциям сети поможет исключить реализацию ненужных свойств сети, что в свою очередь сэкономит бюджет на развертывание сети.
создание модели проектируемой сети. На данном этапе выбирается топология сети, определяются элементы СКС и т.п. - строится общая модель сети.

Одной из важных работ при проектировании сети является выбор сетевой операционной системы.

Цель работы – рассмотреть понятие и виды сетевых операционных систем.

Для выполнения дипломной работы следует выполнить следующие задачи:

рассмотреть понятие и виды сетевых операционных систем;
провести обзор сетевых ОС и выбрать одну из них;
осуществить сетевое развертывание выбранной ОС.

Объектом исследования являются операционные системы.

Предметом исследований являются сетевые операционные системы.

Методами исследований являются методы проектирования сети, сравнительный метод.

1. Сетевые операционные системы: понятие, назначение, виды

1.1 Понятие и назначение сетевых операционных систем

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

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

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

Сетевая операционная система составляет основу любой вычислительной сети. Каждый компьютер в сети в значительной степени автономен, поэтому под сетевой операционной системой в широком смысле понимается совокупность операционных систем отдельных компьютеров, взаимодействующих с целью обмена сообщениями и разделения ресурсов по единым правилам - протоколам. Эти протоколы обеспечивают основные функции сети: адресацию объектов, функционирование служб, обеспечение безопасности данных, управление сетью. В узком смысле сетевая ОС - это операционная система отдельного компьютера, обеспечивающая ему возможность работать в сети.

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

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

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

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

В одноранговых сетях все компьютеры равны в правах доступа к ресурсам друг друга. Каждый пользователь может по своему желанию объявить какой-либо ресурс своего компьютера разделяемым, после чего другие пользователи могут его использовать. В таких сетях на всех компьютерах устанавливается одна и та же ОС.

1.2 Обзор существующих сетевых ОС

При выборе операционных систем серверов необходимо провести сравнительный анализ, чтобы выявить достоинства и недостатки различных ОС. Условно все операционные системы можно разделить на три группы: это коммерческие операционные системы UNIX, UNIX-подобные операционные системы с открытыми кодами (Linux, FreeBSD) и семейство Windows. Коммерческие UNIX-системы - это особый класс операционных систем, которые нельзя рассматривать отдельно от серверов, где они установлены. Как правило, компании-поставщики UNIX-систем предлагают скорее варианты решения ваших задач, а не просто операционные системы. Этот вариант можно рассматривать, если необходимо хранить огромные объемы информации, потеря которых приведет к значительным убыткам, но для поставленной задачи использование такой операционной системы вряд ли окупится.

Исходя из исследований, проводимых http://netstat.ru/, наиболее распространёнными классами операционных систем, используемых в качестве серверов, являются операционные системы семейства FreeBSD, Linux, Windows, Solaris (рисунок 1).[14]

Поэтому первый принципиальный выбор будет между Windows и UNIX-подобными системами, которые можно установить на вполне доступный по цене сервер. Выбор между ними – это не просто выбор инструмента для будущей работы, это выбор стратегии дальнейшей работы.

FreeBSD 48.08%

Linux 32.11 %

Windows 8.96 %

Solaris 7.99 %

BSDi 1.46 %

SCO 0.63 %

AIX 0.41 %

OpenBSD 0.22 %

Irix 0.06 %

OS/2 0.02 %

Рисунок 1. Наиболее распространённые классы операционных систем

ОС FreeBSD

FreeBSD – мощная операционная система семейства BSD UNIX для компьютеров архитектур, совместимых с Intel (x86), DEC Alpha и PC-98. Она разрабатывается и поддерживается большой командой разработчиков.
Исключительный набор сетевых возможностей, высокая производительность, средства обеспечения безопасности и совместимости с другими ОС – вот те современные возможности FreeBSD, которые зачастую всё ещё отсутствуют в других, даже лучших коммерческих операционных системах. Эта система предоставляет надёжные сетевые службы даже при самой интенсивной нагрузке, и эффективное управление памятью, что позволяет обеспечивать приемлемое время отклика для сотен и даже тысяч одновременно работающих пользовательских задач.

Особенностями системы являются:

вытесняющая многозадачность с динамической настройкой приоритетов, которая обеспечивает гибкое разделение ресурсов компьютера;
многопользовательский доступ, означающий, что одновременно в системе могут работать несколько пользователей, использующих различные приложения. Такие периферийные ресурсы, как принтер, сканер также разделяются между всеми пользователями системы;
полная сетевая поддержка TCP/IP. Это означает, что машина с операционной системой FreeBSD может легко взаимодействовать с другими операционными системами, а также работать в качестве сервера, предоставляющего различные сетевые услуги (www- или ftp-сервер, использовать как маршрутизатор и систему безопасности, защищающую корпоративную сеть от внешнего мира);
защита и полное разделение памяти между процессами;
двоичная совместимость со многими программами, созданными для систем SCO,BSDI, NetBSD, Linux и 386BSD. Большое число готовых к работе приложений, находящихся в коллекции переносимых пакетов (Port Packages Collection);
исходные коды FreeBSD совместимы со многими коммерческими системами UNIX (например, Linux, SCO), и большинство приложений, если и требуют, то совсем немного изменений для их компиляции;
страничная организация виртуальной памяти (VM) с подкачкой страниц по требованию и общий кэш для VM и буфера I/O;
разделяемые библиотеки (Unix эквивалент MS-Windows DLL) обеспечивают эффективное использование дискового пространства и памяти;
полный набор средств разработки для языков C, C++. В коллекции пакетов можно найти много других языков для передовых исследований и разработок.

ОС Sun Microsystems Solaris

ОС Sun Microsystems Solaris изначально создавалась, как операционная система для платформы Sparc, отличной от x86, и которая поддерживалась корпорацией Sun. Система доступна для бесплатного скачивания, однако получение лицензии и поддержки стоит денег. Система поставляется со стандартными сетевыми сервисами (Apache, ISC BIND и т.п.) и в основном используется на платформах производителя, которые из-за высокой цены не очень популярны.

Однако из-за небольшого распространения Solaris, а так же из-за платформенной архитектуры, как правило, отличной от Intel, система представляет собою более сложный объект для несанкционированного доступа из-за отсутствия опыта работы с ней у потенциального злоумышленника.

ОС Linux

Linux – операционная система, которая была разработана Линусом Торвальдом в студенческие годы в качестве развлечения. В те времена автор работал с системой MINIX, и решил несколько расширить её стандартные возможности. Linux распространяется под лицензией GNU в исходных кодах, однако, начиная с недавнего времени, появилась тенденция распространения коммерческого ПО в бинарных кодах под эту ОС. При больших нагрузках Linux менее эффективно управляет памятью, чем FreeBSD, и может остановить работу системы в отличие от FreeBSD, которая в таких случаях на несколько минут перестаёт отвечать на системные вызовы.

Существенным преимуществом Linux является отсутствие технологических секретов, принадлежащих какой-либо одной компании, а также доступность исходного текста ядра операционной системы, которое может быть модифицировано для нужд фирмы или отдельного пользователя. Linux имеет также ряд средств обеспечения безопасности системы, предотвращающих попытки взлома. Очевидно, что каждая дополнительная функция, реализованная в системе, приводит к увеличению объема системы, что сказывается на требованиях к оперативной памяти и жестким дискам. Кроме того, чем больше объем операционной системы, тем медленнее она обычно работает. Если графический интерфейс не является необходимым, то Linux окажется наиболее компактной операционной системой, а кроме того, и самой быстрой.

Размер системы является одной из наиболее сильных характеристик Linux. система изначально проектировалась максимально компактной и производительной. С точки зрения корпоративного пользователя Linux идеально вписывается в концепцию «клиент/сервер», реализуемую на базе протоколов TCP/IP. Система отлично документирована и получает все большее распространение во всем мире.

Главная сильная сторона операционной системы Windows – это интеграция с другими продуктами Microsoft. Но подобное преимущество обрекают на постоянное сотрудничество с Microsoft, создавая зависимость от маркетинговой политики этой компании. Интеграция с графической системой и использование большого количества служб, которые часто оставляются запущенными по умолчанию, сразу потребует больших физических ресурсов. Конечно, с каждой версией Windows ситуация становится все лучше, но обновление операционной системы может потребовать больших затрат.

Есть еще одно преимущество UNIX-систем перед Windows – удаленное администрирование. В то время как в UNIX-системах полноценное управление сервером осуществляется с помощью утилит командной строки telnet и ssh, то полноценное удаленное администрирование в Windows возможно только с использованием графического интерфейса, но при небольших скоростях соединения может быть очень нестабильным. Таким образом, использование серверных вариантов операционных систем Windows вполне оправданно в сетях с программным обеспечением Microsoft, где будет тесная взаимосвязь с другими коммерческими приложениями, а удаленное администрирование будет осуществляться по хорошим скоростным каналам, и финансовые затраты компенсируются.

Отталкиваясь от вышесказанного, можно сказать, что преимуществом UNIX-подобных систем будут их дешевизна, большая безопасность и удобство удаленного администрирования. Еще одним немаловажным преимуществом является и то, что в UNIX-подобных системах отсутствует используемое Microsoft деление на серверные операционные системы и пользовательские. Серверный вариант установленной операционной системы будет отличаться от клиентской машины только установленным программным обеспечением и запущенными службами. Но есть и неблагоприятные моменты: в случае UNIX-систем необходимо опираться на другие инструменты разработки, не связанными такими лицензионными ограничениями, как продукты Microsoft: скриптовые языки Perl, Python и PHP, базы данных MySQL, PostgeSQL, Oracle (практически все они могут также использоваться и под Windows).

2. Выбор и настройка ОС

2.1 Обоснование и выбор ОС

В качестве сетевой операционной системы была выбрана Windows 2012 Server. Аргументирован этот выбор следующим:

Семейство продуктов Windows Server берет все самое лучшее от технологии ОС Windows 2000 Server, упрощая при этом развертывание, управление и использование. В результате пользователь получает инфраструктуру высокой производительности, помогающую превратить сеть в стратегические активы организации.
Технология Windows Server 2012 содержит все функции, ожидаемые пользователями от серверной ОС Windows, используемой для выполнения ответственных задач, такие как безопасность, надежность, доступность и масштабируемость. Кроме того, корпорация Microsoft усовершенствовала и расширила серверную ОС Windows для того, чтобы ваша организация могла оценить преимущества технологии Microsoft .NET, разработанной для связи людей, систем, устройств и обмена данными.
Windows Server 2012 является многозадачной операционной системой, способной централизовано или распределено управлять различными наборами ролей, в зависимости от потребностей пользователей. Некоторые из ролей сервера:
1. Файловый сервер и сервер печати;
2. Веб-сервер и веб-сервер приложений;
3. Почтовый сервер;
4. Сервер терминалов;
5. Сервер удаленного доступа/сервер виртуальной частной сети (VPN);
6. Служба каталогов, система доменных имен (DNS), сервер протокола динамической настройки узлов (DHCP) и служба Windows Internet Naming Service (WINS).

2.2 Сетевое развертывание ОС Windows Server

В первую очередь, нужно создать образ записи, подготовить компьютер образца, создать образ подготовленной системы и сохранить его на сервере.

Идем в диспетчер серверов, выбираем Все серверы, далее выбираем наш сервер WIN-RFLCM0BGGBB

Вызываем контекстное меню и выбираем Консоль управления службами развертывания Windows

Рисунок 2 – Выбор консоля управления

После того как выбрали наш сервер, нужно выбрать папку Образы загрузки. Как видно на рисунке 3, у нас есть пока четыре образа загрузки.

Рисунок 3 – Образы загрузки

Так как наш компьютер имеет 32-разрядную ОС, то нам нужно выбратб образ загрузки Microsoft Windows 7 Setup (x86)

Далее следует вызвать контекстное меню загрузочного образа и выбрать Создать образ записи (рис.4).

Рисунок 4 – Выбор типа системы

Рисунок 5 – Программное обеспечение компьютера образца

Создаем образ записи (рис.6).

Рисунок 6 – Создание образа записи

Далее нужно ввести имя образа записи и его описание. Также нужно нажать Обзор и выбрать место, где будет сохранен образ записи (рис.7).

Рисунок 7 – Сохранение образа записи

Рисунок 8 – Создание папки для сохранения

Рисунок 9 – Выбор созданной папки

После того как выбрали папку для сохранения образа и ввели его имя, выбираем Далее.

Рисунок 9 – Дальнейшее создание

Рисунок 10 – Процесс создания образа записи

Рисунок 11 - Добавление образа на сервер развертывания Windows

Рисунок 12 – Добавление образца

Рисунок 13 – Ввод имени и описания

Рисунок 14 – Дальнейшее добавление образца

Рисунок 15 – Добавление образа загрузки

Рисунок 16 – Добавление образца на сервер

Рисунок 17 – Появление нового образца

Рисунок 18 – Запуск утилиты sysprep

Рисунок 19 – Выбор параметров утилиты sysprep

Загружаем наш подготовленный утилитой sysprep компьютер-образец по сети (рис.20).

Рисунок 20 – Загрузка компьютера-образца

Рисунок 21 – Загрузка компьютера-образца

Как видно на рисунке ниже, в списке присутствует созданный нами загрузочный образ Microsoft Windows 7 Capture (x86).

Рисунок 22 – Выбор созданного загрузочного образа

Рисунок 23– Выбор созданного загрузочного образа

Рисунок 24 – Загрузка при помощи выбранного образа

Рисунок 25 – Мастер записи образов

Рисунок 26 – Ввод имени и описания образа

Рисунок 27 – Выбор места для сохранения образа

Рисунок 28 – Ввод имени образа в заранее созданной папке

Рисунок 29 – Отправить образ на сервер служб развертывания Windows

После того как нажмем кнопку Подключить, откроется окно, где нужно ввести имя пользователя и пароль.

Рисунок 30 – Ввод имени пользователя и пароля

Рисунок 31 – Выбор группы установочных образов

Рисунок 32 – Выбор группы установочных образов

Рисунок 33 – Процесс захвата образа

Рисунок 34 – Отправка образа на сервер служб развертывания Windows

Рисунок 35 – Завершение операции

Рисунок 36 – Появление файла Windows_7_and_soft.wim

Компьютер-образец после этого выключаем.

Переходим на наш сервер и видим, что в группе образов Windows 7 (x86) появился образ установки My_Windows_7_Capture.

Это и есть наш установочный образ с программным обеспечением

Рисунок 37 – Установочный образ с программным обеспечением

Заключение

В результате выполнения работы были сделаны следующие выводы.

Во второй главе рассмотрены некоторые вопросы сопровождения и администрирования сетей, в частности, сетевое развертывание Windows.

Таким образом, поставленные задачи были выполнены, цель достигнута.

Список использованной литературы

Аджиев В. Мифы о безопасности программного обеспечения: уроки знаменитых катастроф. [Текст] / В. Аджиев,— Открытые системы, 2010. - 550 с.
Астахов А. Анализ защищенности корпоративных автоматизированных систем [Текст]/ А. Астахов, Москва, -2010. - 490с.
Биячуев Т.А. Безопасность корпоративных сетей. [Текст]/ Л.Г.Осовецкого – СПб: СПб ГУ ИТМО, 2010.- 161с.
Бутаев М.М. Моделирование сетей ЭВМ: учеб.-метод. Пособие/ М.М.Бутаев. - Пенза: Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2007. - 56 с.
Гайкович, В.Ю., Ершов, Д.В. Основы безопасности информационных технологий [Текст]/ В.Ю. Гайкович, Д.В. Ершов, - М. МИФИ, 2009. – 669 с.
Домарев В. Безопасность информационных технологий. Методология создания систем защиты, ТИД "ДС", 2010.-688с.
Зима, В. Молдовян, А. Молдовян, Н. Безопасность глобальных сетевых технологий [Текст] / В. Зима, А. Молдовян, Н. Молдовян, БХВ-Санкт-Петербург, 2009. - 368с.
Косарев В.П., Еремин Л.В. Компьютерные системы и сети.[Текст] / В.П. Косарев, Л.В. Еремин - М., 2010. – 733 с.
Кульгин М. Технология корпоративных сетей. [Текст]/ М. Кульгин, Энциклопедия. СПб.: Питер, 2010.- 704с.
Куприянов А. И. Основы защиты информации: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений [Текст]/ А.И.Куприянов, А.В.Сахаров, В. А. Шевцов. — М.: Издательский центр «Академия», 2007. - 256с.
Ларионов А.М. Вычислительные комплексы, системы и сети. [Текст] / А.М. Ларионов, – Л.: Энергоатомиздат, 2010. – 364 с.
Лукацкий А.В. Как работает сканер безопасности. [Текст] / А.В. Лукацкий, Hackzone, 2009. - 323 с.
Новиков Ю. Локальные сети: архитектура, алгоритмы, проектирование. [Текст]/ Ю. Новиков, - М.: изд-во ЭКОМ, 2006. - 568 с.
Норенков И.П., Трудоношин В.А. Телекоммуникационные технологии и сети. [Текст] / И.П. Норенков, В.А. Трудоношин - М., 2010. – 434 с.
Олифер В. Г., Олифер Н. А. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы. Учебник для вузов. [Текст] / В. Г.Олифер, Н. А. Олифер, 2-е изд - СПб.: Питерпресс, 2012. - 864с.
Пятибратов, А.П., Гудыно, Л.П., Кириченко, А.А. Вычислительные системы, Сети и телекоммуникации. [Текст] / Пятибратов, А.П., Л.П., Гудыно, А.А. Кириченко, Учебник для вузов.второе. - М.:Финансы и статистика, - 2009. - 512 с.
Соколов А.В, Шаньгин В.Ф. Защита информации в распределенных корпоративных сетях и системах. – М.: ДМК Пресс, 2009. – 656с.
Стерн Монти. Сети предприятий на основе Windows NT для профессионалов [Текст]/ Стерн, Монти. Перев. с англ. - СПб.: Питер, 2011. – 643с.
Таненбаум Э. Компьютерные сети [Текст] / Э. Таненбаум, - СПб.: Питер, 2009. – 343 с.
Фейт, Сидни. TCP/IP. Архитектура, протоколы, реализация. [Текст] / Фейт, Сидни. - М.: Лори, 2009. – 565 с.
Хант, Крейг. Персональные компьютеры в сетях TCP/IP [Текст] / Хант, Крейг Перев. с англ. - BHV-Киев, 2009. – 232 с.
Ховард, М., Лебланк, Д. Защищенный код [Текст]/ М. Ховард, Д. Лебланк, Пер. с англ. – М.: Издательско-торговый дом «Русская редакция», 2007. – 704с.
Челли, Дж. Перкиис, Ч., Стриб, М. Основы построения сетей. Учебное руководство для специалистов MCSE [Текст]/ Дж. Челли, Перкиис, Ч., Стриб, М. Перевод с англ. - Лори, 2008. – 343 с.