ПРИНЦИПИ ОРГАНІЗАЦІЇ ОПЕРАЦІЙНИХ СИСТЕМ КОМП'ЮТЕРНИХ МЕРЕЖ

Центральне місце в комп'ютерній мережі посідає мережева операційна система. Вона дає змогу об'єднати різне комунікаційне та інформаційно-обчислювальне обладнання в єдиний робочий комплекс - комп'ютерну мережу.

Мережева ОС- це програмна система, яка керує та організовує використання ресурсів комп 'ютерної'мережі.

Мережева ОС дає змогу користувачу спільно використовувати:

дорогі апаратні ресурси мережі - потужні (heavy duty) принтери, сканери, дискові накопичувачі, інше цінне периферійне обладнання;

програмне забезпечення, інстальоване тільки в одному примірнику, яке застосовують усі користувачі мережі;

інформаційні ресурси, цінні бази даних. Інформацію змінюють в одному місці, а застосовують усі користувачі;

організувати сумісну роботу великого колективу користувачів з оперативним обміном інформацією між ними.

12.1. Складові частини КМ та ОС

KM — це система, яка складається з багатьох компонентів і має блокову структуру. Виділяють такі головні складові частини KM:

комп'ютери з відповідними адаптерами;

кабельна система (пасивна підсистема);*

повторювачі, комутатори, мости, шлюзи, маршрутизатори (активна підсистема KM).

Комп'ютери мережі відповідно до функцій та ресурсів, які вони виділяють для загального користування, поділяють на такі.

Сервери - це комп'ютери, які надають частину своїх ресурсів для загального користування абонентам мережі. Кажуть, що сервери надають певні послуги (сервіси) клієнтам. Залежно від типу послуги розрізняють файловий сервіс, сервіс друкування, модемний сервіс, сервіс часу (див. Д.30.1) та ін. Сервери мають різні набори сервісів. Один сервер може надавати декілька різних сервісів. Залежно від призначення є файл-сервери, сервери друкування, модем-сервери та ін. Файл-сервери виділяють свій дисковий простір і файли для загального користування та керують цим процесом. Сервери друкування керують друкуванням на мережевому друкувальному пристрої, на який надходять завдання зі всієї мережі. Сервери також бувають призначеними (dedicated) та непризначеними (non dedicated). Призначені сервери займаються тільки організацією обслуговування запитів, що надходять з мережі, а непризначені, крім того, працюють зі своєю прикладною програмою і користувачем. Непризначений сервер менш на-дійний: прикладна програма користувача на ньому може призвести до його "зависання". Через це сервер припинить роботу всієї мережі.

Робочі станції - це комп'ютери, що використовують ресурси, надані серверами, проте своїх ресурсів для користування не виділяють.

12.2. Класифікація ОС KM

Залежно від набору класифікаційних ознак операційні системи та побудовані на їхній основі KM поділяють так.

За наявністю призначених серверів:*

однорангові (peer to peer). Кожна робоча станція може одночасно бути сервером та робочою станцією. Такі системи гнучкіші. Вони особливо вигідні для організації робочих груп (приблизно до 20 станцій). Недоліки: складність адміністрування у великих мережах, менша надійність;*

з окремими серверами. Для виконання серверних функцій виділяють окремі машини. На них встановлюють системне програмне забезпечення, спроектоване спеціально для виконання серверних функцій. Сервери можуть бути призначені (наприклад, у Netware 4.x) або непризначені (наприклад, у MS Windows NT).

За характером роботи:

ті, що працюють у режимі витіснення. Спеціальний диспетчер виділяє процесам кванти часу центрального процесора (UNIX, Windows 98, Windows 2000);

ті, що не працюють у режимі витіснення. Процеси самі віддають керування іншим процесам (Netware).

12.3. Структурна схема та головні функції операційної системи KM

Операційна система мережі складається з серверних компонентів та компонентів операційної системи на робочих станціях. Спрощена структура ОС показана на рис. 30.1.

В основі операційних систем робочих станцій є проста програма перетримування (redirector). Вона резидентно міститься в пам'яті комп'ютера. Коли користувач або його програма звертаються з запитом до операційної системи комп'ютера, ця програма перехоплює запит, аналізує, хто його може виконати, і спрямовує або в ОС того ж комп'ютера, або в сервер, якому адресовано цей запит. Користувач не бачить, до яких ресурсів (свого комп'ютера чи мережі) він звертається. Програма переспрямування зберігає інформацію про наявність серверів мережі і ставить у відповідність символьним посиланням (наприклад, а:, о:, z:, Ipt1:, \\server\dir1\file) реальні ресурси локального комп'ютера або мережі. На відміну від багатотермінальної системи, завдання в KM виконуються на робочих станціях та читаються з файл-сервера.

Ідею переспрямування широко застосовують в архітектурі сучасній мережевих ОС головно для збільшення універсальності їхнього застосування, наприклад, в організації багатопротокольності

Операційна система сервера складніша. Вона виконує набір функцій, які умовно розподіляють на базові, реалізовані в ядрі ОС (ядро - це головна програма ОС, яка резидентно міститься у пам'яті), та додаткові, що їх реалізують зовнішні щодо ядра програми. До функцій, які виконує ядро, як звичайно, належать:

керування пам'яттю;

планування завдань та керування виконанням процесів;

підтримка файлових систем.

Додатковими функціями, наприклад, можуть бути такі:

адміністративні функції;

керування друкуванням;

мережеві функції.

Конкретний набір функцій сервера залежить від типу сервера та його конфігурації. Наприклад, для файл-сервера головними є функції файлової системи, планування завдань, керування пам'яттю та доступом до ресурсів. До появи ідеології файл-серверів кожен користувач прямо звертався до диска так званого диск-сервера. Оскільки вплив перешкод від одночасного звертання був значним, то така система не була надійною і не зберігала цілісності інформації. У файл-сервері запит спочатку потрапляє в ОС сервера, яка керує доступом усіх користувачів та дає змогу уникнути взаємних перешкод.

ОС сервера, що працює з DOS, застосовує деякі вбудовані в цю ОС функції, орієнтовані на колективне використання файлів, зокрема, розширене відкривання файлів та їхнє фізичне . блокування. Функція розширеного відкривання визначає, які права доступу можуть мати користувачі, а саме: читання, записування, читання/записування. Якщо файл потрібно змінити, то його відкривають з правом читання/записування та відміняють такі права для інших користувачів. Права зберігають аж до закриття файлу. Описане відкривання файлу називають неподільним (монопольним). Якщо файл треба читати, то його можна відкрити з правом читання та заборонити записування