Сетевые операционные системы

Министерство  Образования Российской Федерации 

Новосибирский Государственный Технический Университет 
 
 
 

Кафедра Вычислительной техники 
 
 

Вычислительные сети

Расчетно-графическое задание ”Сетевые операционные системы” 
 
 
 
 
 
 
 
 

Факультет: АВТ      Преподаватель: Бычков М.И.

Группа: АЗ-823

Студент: Лапшин А.А.

Новосибирск 2011

Определение операционной системы

Операционная  система в наибольшей степени  определяет облик всей вычислительной системы в целом. Несмотря на это, пользователи, активно использующие вычислительную технику, зачастую испытывают затруднения при попытке дать определение операционной системе. Частично это связано с тем, что ОС выполняет две по существу мало связанные функции: обеспечение пользователю-программисту удобств посредством предоставления для него расширенной машины и повышение эффективности использования компьютера путем рационального управления его ресурсами.

ОС  как расширенная  машина

Использование большинства компьютеров на уровне машинного языка затруднительно, особенно это касается ввода-вывода. Например, для организации чтения блока данных с гибкого диска программист может использовать 16 различных команд, каждая из которых требует 13 параметров, таких как номер блока на диске, номер сектора на дорожке и т. п. Когда выполнение операции с диском завершается, контроллер возвращает 23 значения, отражающих наличие и типы ошибок, которые, очевидно, надо анализировать. Даже если не входить в курс реальных проблем программирования ввода-вывода, ясно, что среди программистов нашлось бы не много желающих непосредственно заниматься программированием этих операций. При работе с диском программисту-пользователю достаточно представлять его в виде некоторого набора файлов, каждый из которых имеет имя. Работа с файлом заключается в его открытии, выполнении чтения или записи, а затем в закрытии файла. Вопросы подобные таким, как следует ли при записи использовать усовершенствованную частотную модуляцию или в каком состоянии сейчас находится двигатель механизма перемещения считывающих головок, не должны волновать пользователя. Программа, которая скрывает от программиста все реалии аппаратуры и предоставляет возможность простого, удобного просмотра указанных файлов, чтения или записи - это, конечно, операционная система. Точно также, как ОС ограждает программистов от аппаратуры дискового накопителя и предоставляет ему простой файловый интерфейс, операционная система берет на себя все малоприятные дела, связанные с обработкой прерываний, управлением таймерами и оперативной памятью, а также другие низкоуровневые проблемы. В каждом случае та абстрактная, воображаемая машина, с которой, благодаря операционной системе, теперь может иметь дело пользователь, гораздо проще и удобнее в обращении, чем реальная аппаратура, лежащая в основе этой абстрактной машины.

С этой точки  зрения функцией ОС является предоставление пользователю некоторой расширенной  или виртуальной машины, которую  легче программировать и с  которой легче работать, чем непосредственно  с аппаратурой, составляющей реальную машину.

ОС как система управления ресурсами

Идея о том, что ОС прежде всего система, обеспечивающая удобный интерфейс пользователям, соответствует рассмотрению сверху вниз. Другой взгляд, снизу вверх, дает представление об ОС как о некотором  механизме, управляющем всеми частями сложной системы. Современные вычислительные системы состоят из процессоров, памяти, таймеров, дисков, накопителей на магнитных лентах, сетевых коммуникационной аппаратуры, принтеров и других устройств. В соответствии со вторым подходом функцией ОС является распределение процессоров, памяти, устройств и данных между процессами, конкурирующими за эти ресурсы. ОС должна управлять всеми ресурсами вычислительной машины таким образом, чтобы обеспечить максимальную эффективность ее функционирования. Критерием эффективности может быть, например, пропускная способность или реактивность системы. Управление ресурсами включает решение двух общих, не зависящих от типа ресурса задач:

• планирование ресурса - то есть определение, кому, когда, а для делимых ресурсов и в каком количестве, необходимо выделить данный ресурс;
• отслеживание состояния ресурса - то есть поддержание оперативной информации о том, занят или не занят ресурс, а для делимых ресурсов - какое количество ресурса уже распределено, а какое свободно.

Для решения  этих общих задач управления ресурсами  разные ОС используют различные алгоритмы, что в конечном счете и определяет их облик в целом, включая характеристики производительности, область применения и даже пользовательский интерфейс. Так, например, алгоритм управления процессором в значительной степени определяет, является ли ОС системой разделения времени, системой пакетной обработки или системой реального времени. 

ОС  NetWare фирмы Novell 

  Novell была одной из первых компаний, которые начали создавать ЛВС.

Она производила  как аппаратные средства, так и  программные, однако в последнее  время фирма Novell сконцентрировала усилия на программных средствах ЛВС.

   Далее приводятся некоторые характеристики  программных продуктов NetWare : 

• В среде  NetWare способно работать большее количество приложений чем в любой другой ЛВС.
• ОС NetWare способна поддерживать рабочие станции, управляемые DOS, DOS и Windows, OS/2, UNIX, Windows NT, Mac System 7 и другими ОС.
• ЛВС NetWare может работать с большим количеством различных типов сетевых адаптеров, чем любая другая операционная система. Для достижения поставленных целей вы можете выбрать аппаратные средства от множества разных поставщиков. С NetWare можно использовать ARCnet, EtherNet, Token Ring или практически любой  другой тип сетевого адаптера.
• ЛВС NetWare может разрастаться до огромных размеров.
• ЛВС NetWare надежно работает.
• Средства защиты данных, предоставляемые NetWare, более чем достаточны для большинства ЛВС.
• NetWare допускает использование более, чем 200 типов сетевых адаптеров, более чем 100 типов дисковых подсистем для хранения данных, устройств дублирования данных и файловых серверов.

Фирма Novell  имеет контракты о поддержке ОС NetWare с наиболее крупными и мощными из независимых организаций, таких как Bell Atlantic, DEC, Hewlett-Packard, Intel, Prime, Unisys и Xerox. 

Рассмотрим  подробнее структуру данной ОС 

    Файловый сервер в NetWare является обычным ПК, сетевая ОС которого осуществляет управление работой ЛВС. Функции управления включают координацию рабочих станций и регулирование процесса разделения файлов и принтера в ЛВС. Сетевые файлы всех рабочих станций хранятся на жестком диске файлового сервера, а не на дисках рабочих станций.

    Имеется три версии ОС NetWare. Версия 2.2 может работать на компьютере 80286   ( или более поздних моделях ), используемом в качестве файлового сервера. При покупке ОС необходимо приобретать лицензию на число пользователей ( 5, 10, 50, 100 ). Версии ОС NetWare 3.12 и более новая 4.0 ориентированы на 32 разрядные шинные архитектуры и процессоры 80386, 80486 или Pentium. Есть также варианты сетевой ОС NetWare, предназначенные для работы под управлением многозадачных, многопользовательских операционных систем  OS/2 и UNIX. Версию 3.12 ОС NetWare можно приобрести для 20, 100 или 250 пользователей, а версия 4.0 имеет возможность поддержки до 1000 пользователей.

    Все версии ОС хорошо совместимы  между собой, поэтому в одной  и той же компьютерной сети  можно иметь файловые серверы  с разными версиями ОС NetWare.   
 

Некоторые команды ОС NetWare. 

NPRINT - передача текстового файла на принтер.

LOGIN - команда подсоединения к серверу ( для отсоединения - LOGOUT )

WHOAMI - идентификация пользователя ( информация о текущем сеансе ).

USERLIST - выдача имен пользователей, подсоединенных к ЛВС в данный момент.

SEND - посылка сообщения какому-либо пользователю.

    В NetWare различают три типа накопителей: локальные накопители, сетевые накопители и поисковые накопители. Локальные накопители физически подключены к рабочим станциям. Сетевые накопители - это накопители на жестких дисках файлового сервера. Аналогично тому, как в DOS, применяется средство PATH для задания списка накопителей и директорий, в которых по умолчанию разыскиваются прикладные программы, в ОС NetWare используется понятие поискового накопителя.

МАР - просмотр текущего статуса накопителей ( без параметров ), и переназначение их ( с параметрами ).

   ОС NetWare позволяет манипулировать файлами и директориями различными способами. Можно копировать, уничтожать, переименовывать, записывать, распечатывать  и разделять файлы в ЛВС. Есть  также определённая система прав доступа к файлам и директориям.

   Как файлы так и директории  на сервере в ЛВС под управлением  ОС NetWare имеют атрибуты. Эти атрибуты могут отменять права, предоставленные пользователям в ЛВС.

RIGHTS - список прав которыми вы обладаете для данной директории.

NCOPY - копирование файлов.

NDIR - список файлов данной директории. В отличие от команды DOS DIR она выводит дополнительную информацию для каждого файла и директории.

CAPTURE - перенаправление печати на разделяемый сетевой принтер. 
 

Сервер  и файловая система  с ОС NetWare 

   Есть некоторые отличия сервера  ЛВС NetWare от обычного ПК. Для накопителя на жестком диске этого компьютера применена структура форматирования совершенно отличная от той, которая применяется в DOS. Невозможно получить доступ к жесткому диску такого сервера, если вы загрузили DOS с дискеты. Но для пользователя ЛВС который работает под управлением DOS и получил доступ к серверу со своего терминала ,жесткий диск сервера представляется просто как дополнительный к уже существующим.

   Формат записи данных на жестком  диске, который применен в ОС  NetWare, включает большее количество информации о файлах и директориях, чем это было возможно в DOS. Файлы в ОС NetWare наряду с атрибутами “только для чтения”, “скрытый” и “архивный” могут дополнительно иметь атрибут “неразделяемый” и “разделяемый” (он указывает на возможность разделения файла в ЛВС многими пользователями одновременно ). Кроме этого, ОС NetWare добавляет к информации о файле следующие элементы: исходную дату создания, имя создателя файла, дату последнего доступа к файлу, дату последней модификации файла, дату и время последней архивации файла. 
 

Защита  данных в ОС NetWare 

Система защиты данных в ЛВС NetWare включает в себя следующие меры: 

• защита  от несанкционированного присоединения  к ЛВС путем присвоения имен и  паролей пользователям, а также  ограничениями на  доступ к ЛВС  пользователей с определенными  именами в определенное время дня.
• система доверяемых прав (trustee rights), позволяющая контролировать, к каким файлам и директориям может иметь доступ пользователь, а также какие операции он может производить с ними.
• система атрибутов для директорий или файлов, которые определяют возможность копирования, просмотра, записи и разделения их в ЛВС.

Для каждой директории существует маска максимальных прав, хранящая максимальные привилегии, которые может в ней иметь пользователь. Ниже перечислены восемь прав, которые могут быть указаны в этой маске: 

• право чтения из открытых файлов
• право записи в открытые файлы
• право открывать файлы
• право создавать новые файлы
• право уничтожать файлы
• право создавать, переименовывать или стирать поддиректории, и устанавливать доверяемые права над директориями внутри директории и ее поддиректориях
• право производить поиск файлов в директории
• право модификации атрибутов файла

Отказоустойчивость  системы NetWare 

Отказоустойчивость  является на сегодняшний день одной  из наиболее важных характеристик, и разработчики NetWare уделили должное внимание этому вопросу.     В версиях 2.2, 3.12 и 4.0 ОС NetWare применена технология SFT (System Fault Tolerant- система защиты при отказах оборудования). Система защиты при отказах оборудования означает бесперебойную работу файлового сервера при различного рода отказах аппаратных средств. Во всех версиях NetWare имеются средства минимизации потерь данных в случае физических повреждений поверхности накопителей. Система SFT пошла дальше в этом отношении предложив методы зеркального отображения дисков и дублирования дисков

    В системе NetWare имеется возможность контроля сигналов источника бесперебойного питания UPS. При обнаружении перебоя с подачей электроэнергии ОС уведомляет пользователей об этом и сообщает им каким промежутком времени они располагают для завершения своей работы. По истечении этого промежутка времени ОС автоматически закроет все файлы в системе и выключит себя.

   Наконец,  система SFT предлагает систему TTS (трассировки обработки запроса). Прикладные программы, использующие эту систему, интерпретируют последовательность действий с базами данных как одну операцию - либо все действия выполнены успешно, либо ни одно из них 
 

Сравнительные характеристики различных  версий 

ОС  Advanced NetWare 2.0

  Эта версия была выпущена в 1986 году. Одной из выдающихся особенностей ОС NetWare 2.0 была способность соединять до четырех различных сетей с одним файловым сервером. 

NetWare 2.1x, SFT NetWare и NetWare 386

   В 1987 году вышла NetWare SFT которая отличалась от предыдущей версии повышенной отказоустойчивостью и сохранностью данных.

   Версия 2.15 NetWare и NetWare для Macintosh дебютировали в 1988 году. Существенным недостатком этих версий было очень большое время инсталляции (оно включало в себя время тестирования жесткого диска и могло продолжаться день или даже два).

   32-разрядная сетевая ОС NetWare 386 была выпущена в сентябре 1989 года. В ней была значительно улучшена система защиты данных, производительность и гибкость. 

ОС  NetWare 2.2 

   В версии 2.2 NetWare фирма Novell собрала все лучшее из ранних версий NetWare. Все варианты версии 2.2 имеют одинаковые возможности и одинаковый уровень отказоустойчивости. Версия 2.2 выпускается на 5, 10, 50 или 100 пользователей. Соответственно меняется и цена на этот программный продукт в зависимости от числа пользователей. Улучшен процесс инсталляции, имеется поддержка VAP (Value Added Processes) - отдельных программных модулей, стыкуемых с ОС NetWare и позволяющих файловому серверу выполнять некоторые дополнительные функции. 

ОС  NetWare 3.12 

   Эта ОС использует преимущества  процессоров 80386, 80486 или Pentium. Она предоставляет возможности: присоединение к одному серверу до 250 пользователей, объем дисковой памяти до 32 терабайт, размер файла до 4Г, один файл может располагаться на нескольких накопителях, одновременно могут быть открыты до 100000 файлов. ОС NetWare 3.12 имеет улучшенную систему защиты данных. Также новой является концепция NLM (NetWare Loadable Module - Загружаемые модули NetWare) программных модулей, загружаемых ( выгружаемых) в файловый сервер в процессе работы.

   NetWare 3.12 выпускается в конфигурации на 20, 100 или 250 пользователей. В сервере могут храниться файлы для рабочих станций с разными ОС : DOS, Macintosh, OS/2, UNIX. Для этого на сервере предусмотрены специальные атрибуты для имен файлов. Недостатком операционной системы NetWare 3.12 является система помощи и подсказок, где самым слабым местом является пользовательский интерфейс

   Еще одна особенность этой версии ЛВС - в нее включен новый интерфейс транспортного уровня ( TLI - Transport Layer Interface ), основанный на ODI. Этот интерфейс предоставляет широкий диапазон возможностей для организации связей, включая IPX/SPX, NetBIOS, LU 6.2 (APPC), именованные каналы связи для рабочих станций, управляемых DOS и OS/2, TCP/IP, интерфейс Berkley 4.3 Sockets и UNIX System V Stream/TLI. 

ОС  NetWare 4.0 

   Версия 4.0 полностью совместима с  предыдущими версиями, и пользователь может даже не заметить разницы.

   Наиболее значительной особенностью ОС NetWare 4.0 является система NDS  (NetWare Directory Service - Система обслуживания директорий в ОС NetWare ), представляющая собой иерархически организованную базу данных. Использована также новая система именованных директорий, что позволяет пользователям присоединяться к серверам зв одну операцию. NetWare 4.0 позволяет одновременную работу  5, 10, 20, 50, 100, 250, 500 и 1000 пользователей. При этом доступ возможен к 54000 файловым серверам ( раньше эта цифра была равна 8). Новинками в версии 4.0 являются: система кэширования предполагаемого чтения, компрессия данных и компоновка блоков данных, позволяющие экономить пространство на жестком диске файл-сервера, улучшена система защиты данных и ресурсов ЛВС. 

Сравнение характеристик NetWare 2.2 и NetWare 3.12 

Список  литературы 

1. Серебрянский И. С. Novell Net Ware одним взглядом, 160 c. Санкт-Петербург 2000 г.

2.Гордеев А. В. Операционные системы, 2-е изд., СПб.: Питер, 2007. — 416 с.

3. Иртегов Д. В. Введение в операционные системы. — 2-е изд. — СПб.: BHV-СПб, 2008.