Сетевые операционные системы

Для обеспечения работы компьютерной сети необходима сетевая ОС (NOS – Network Operation System).

Для работы одноранговых сетей можно использовать встроенные сетевые возможности широко известных ОС: WindowsХР, Windows 98 и других.

В сетях с выделенным сервером необходимо применять специализированные клиент-серверные ОС, например, NetWare, Linux, Unix, Windows NT/2000.

В настоящее время для этих целей наиболее перспективна ОС Windows 2000 Server. Согласно данным известной компании International Data Corp. (IDC) на конец 2001 года по ее прогнозам в ближайшие годы фирма Microsoft сохранит лидирующие позиции на рынке программного обеспечения (ПО). На рынке серверного ПО операционная система Windows 2000 Server привлечет до 41% из числа новых пользователей ОС в то время как доля ее ближайшего конкурента Linux составит 27%. Остальные Unix-подобные системы будут использовать не более 14% пользователей. Доля рынка для ОС Netware не превысит 18%. Всего же к 2003 году операционные системы Windows 9х, Windows NT/2000 и новая клиентская версия Windows XP будут установлены на 88% всех компьютеров.

В этой связи кратко рассмотрим особенности построения и функциональные возможности сетевых операционных систем фирмы Microsoft.

8.1. Операционная система Windows NT/2000

Впервые ОС Windows NT (New Technology) появилась в 1993 г. За прошедшее время были выпущены ее различные версии (3.5, 4.0). Следующей версией должна была быть 5.0, но к моменту презентации она получила название Windows 2000.

Операционная система Windows NT 4.0 выпускалась в двух модификациях:

1. Windows NT 4.0 Server – это ОС, устанавливаемая на серверах сетей

2. Windows NT 4.0 Workstation – это ОС, устанавливаемая на рабочих станциях.

Выпускаемая в настоящее время операционная система Windows 2000 имеет несколько модификаций. Мы отметим только две из них:

· Windows 2000 Server (серверная ОС, преемница Windows NT 4.0 Server).

· Windows 2000 Professional (клиентская ОС, преемница Windows NT 4.0 Workstation).

Как уже упоминалось, ОС Windows XP пришла на смену Windows 2000 Professional. Ее презентация состоялась в конце 2001 г.

В наибольшей степени носителем свойств компьютерной сети является серверная ОС, поэтому рассмотрим основные функции Windows NT Server и Windows 2000 Server, в дальнейшем объединив их обозначением Windows NT/2000.

Здесь отметим, что термин «сервер» имеет тройное значение:

1. «сервер» в смысле компьютер, подключенный к сети, на котором установлена серверная ОС;

2. «сервер» в смысле тип операционной системы;

3. «сервер» как одна из функций (сервисов) операционной системы.

Основные функции ОС Windows NT/2000:

1. Файл-сервер (т. е. ПК-сервер является вместилищем файлов, совместно используемых ПК-клиентами в сети).

2. Сервер печати (т. е. ПК-сервер может предоставлять ПК-клиентам в сети совместное использование принтера).

3. Сервер приложений. На мощном ПК-сервере могут выполняться "тяжелые" приложения, а результаты передаются на рабочую станцию, но эти приложения должны быть специально разработаны для режима работы клиент-сервер (клиент-серверные приложения). Обычные приложения при запуске их на РС все равно выполняются на самой рабочей станции, хотя файл *.exe запускается из папки на сервере. В настоящее время клиент-серверных приложений не так уж много. К ним относятся, например, приложения типа клиент-сервер, входящие в состав Microsoft BackOffice (это SQL-Server и т. д.).

4. Сервер удаленного доступа. Эта функция включена для случая, когда РС удалена от сервера сети и связь между РС и сервером идет через ТЛФ линию, радиоканал и т. п.

5. Сервер Интернета.Эта функция подразумевает возможность создания WEB-сайта на базе ПК и установленной на нем ОС Windows NT/2000.

6. Сервер связи сетей. Служит для объединения сети Windows NT/2000 с сегментами сети, где используются ОС другого типа (например, NetWare) или с другой сетью. В последнем случае сервер выполняет роль маршрутизатора или шлюза.

В качестве РС в сетях Windows NT/2000 могут быть ПК, на которых установлены операционные системы:

q OS/2

q Windows NT Workstation

q Windows ХР

q Windows 98

q NetWare

и другие.

Отметим, что с точки зрения быстродействия в работе с сервером Windows 2000 Server обе клиентские системы Windows 98 и Windows 2000 Professional показали очень близкие результаты. Тесты же пропускной способности показали преимущества Windows 2000 Server перед Windows NT.

8.2. Особенности архитектуры Windows NT/2000.

В среде ОС Windows 9х не обеспечивается достаточного уровня защиты данных.

Для устранения этого недостатка в ОС Windows NT/2000 реализована архитектура клиент-сервер, в которых прикладные программы не имеют прямого доступа ни к аппаратным средствам, ни к защищенным компонентам ОС.

Во всех ОС обычно имеется ядро (kernel), которое постоянно находится в оперативной памяти и обеспечивает минимальный набор функций.

В ОС Windows NT/2000 в памяти постоянно находится микроядро, которое состоит только из тех сервисных программ, которые абсолютно необходимы, поэтому микроядро имеет минимальный размер.

Микроядро управляет потоками информации между различными компонентами системы (т. е. выполняет роль светофора на автодороге).

Микроядро принимает запрос от прикладной программы (например, доступ к файлу), проверяет разрешённость этого запроса и затем передает запрос дальше.

Такая схема работы называется "клиент-сервер" т. е. всякая подсистема, которая "обслуживает" другие подсистемы, является сервером, а всякая программа, запрашивающая эти услуги – клиентом.

Windows NT/2000 – значительно более устойчивая ОС, чем DOS или Windows 95/98. Это обеспечивается специальным механизмом защиты памяти. Смысл его в том, что оперативная память разбита на несколько областей, которые имеют различные привилегии. Причем в определенных областях выполняются команды процессора и команды прикладных программ. Поэтому ошибка в прикладной программе не захватывает всю систему и не дает зависания.

Повышенная безопасность данных – другая отличительная особенность Windows NT/2000. Здесь используется специальная файловая система NTFS. Каждая операция записи-чтения в файл NTFS рассматривается как транзакция. Пока транзакция полностью успешно не завершена, информация о ней не будет удалена из специального журнала транзакций.

Таким образом, гарантируется, что в случае сбоя в питании (или другие неисправности) первоначальное состояние системы после перезапуска будет восстановлено.

Другая особенность Windows NT/2000 – переносимость т. е. независимость от конкретных аппаратных средств. (Windows NT/2000 можно устанавливать на ПК с различными типами микропроцессоров).

Отметим и недостатки Windows NT:

1. не поддерживается технология Plug and Plug, поэтому необходимо конфигурировать аппаратные средства вручную, задавая прерывания IRQ, DMA-каналы и адреса ввода вывода.

2. Нет энергосберегающих механизмов как в Windows 95/98.

В Windows 2000 эти недостатки устранены

8.3.Основные сетевые сервисные функции ОС WINDOWS NT/2000

DHCP -сервер

Каждый ПК в сети должен иметь свой IP-адрес для взаимодействия по протоколуTCP/IP. Если сеть локальная и небольшая (без выхода в Internet), то IP-адреса может выдавать сам администратор сети. Но IP-адрес должен быть уникальным. Если сеть большая, то трудно подобрать уникальный адрес. Тогда в большой сети нужен сервер DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol). Этот сервер может выдавать уникальный IP-адрес динамический, т. е. при входе данного host'а (т. е. РС) в сеть. После выхода host'а из сети этот адрес отбирается. Если этот host вновь войдет в сеть, то он может получить новый IP-адрес и т. д.

Наряду с этим, некоторым host'ам можно дать постоянный IP-адрес (например для маршрутизатора, брандмауэра и т. д.).

Для работы в Internet обычно IP-адрес выдается динамически сервером провайдера, либо можно получить постоянный IP-адрес у провайдера.

DHCP сервер дает следующие удобства администратору:

q уникальные IP-адреса;

q возможность резервирования определенных IP-адресов за клиентами;

q автоматическое изменение IP-адреса, если ПК перешел из одной подсети в другую.

DHCP сервер является встроенной функцией операционной системы Windows NT/2000.

Если в локальной сети всего один сервер и не планируется выход в Internet, то DHCP сервер можно не создавать.