Сетевые ОС

Функциональные компоненты сетевой ОС

Компьютер В
Компьютер А
Редиректор
Приложение А
Локальная ОС
Серверная часть
Клиентская часть
Локальная ОС
Локальные ресурсы
Локальные ресурсы
Сеть
СЕРВЕР
КЛИЕНТ
Взаимодействие программных компонент
Сообщения А - В
Драйвер порта
Драйвер порта

7
6
5
4
3
2
1

Сетевая служба -
совокупность серверной и клиентской частей ОС, предоставляющих доступ к некоторому ресурсу компьютера через сеть
Сетевой сервис –
набор услуг, предоставляемых сетевой службой

Варианты построения сетевых ОС

Одноранговая сеть -
все ОС имеют серверы с равными потенциальными возможностями:
♦ по количеству клиентов
♦ по защите
♦ по производительности
♦ по настройке системных параметров
♦ по управлению и администрированию
(LANtastic, Personal Ware, Windows NT Workstation)

Сеть с выделенным сервером
имеются два варианта ОС, отличающихся потенциальными возможностями серверных частей, специализированный (выделенный) сервер:
♦ имеет более высокую производительность
♦ может выполнять более широкий набор функций
♦ поддерживает большее количество одновременных соединений с клиентами
♦ реализует централизованное управление
♦ имеет более развитые средства защиты
(Windows NT Server + Windows NT Workstation,
NetWare + оболочки для клиентов)

Управление процессами и процессорами
Процесс - внутреннее представление единицы работы и потребления ресурсов в мультипрограммной системе
Алгоритмы планирования процессов
♦ основанные на квантовании
♦ основанные на приоритетах
Базовые концепции локальных ОС

Квантование

Планирование с использованием
приоритетов
Относительные приоритеты

Абсолютные приоритеты

Вытесняющий (preemptive) алгоритм
планирования
- решение о смене процесса принимается извне
- централизованный механизм планирования (ОС)
- программист освобождён от проблем планирования

Невытесняющий (non-preemptive) алгоритм планирования
♦ смена активного процесса только по его
собственной инициативе
♦ децентрализованный механизм планирования
(ОС + приложения)
♦ высокие требования к качеству написания
приложений
♦ возможность реализации специализированных
алгоритмов планирования

Мультипроцессорные системы
Асимметричное мультипроцессирование

только для симметричных архитектур
децентрализация ОС
сбалансированная
загрузка
надежная
Симметричное мультипроцессирование

Виртуальная память - это совокупность программно-аппаратных средств, позволяющих пользователям писать программы, размер которых превосходит имеющуюся оперативную память; для этого виртуальная память решает следующие задачи:
♦ размещает данные в запоминающих устройствах разного типа
♦ перемещает по мере необходимости данные между запоминающими устройствами разного типа
♦ преобразует виртуальные адреса в физические
Все эти действия выполняются автоматически, без участия программиста

Серверная ОС NetWare 4
Специализированная ОС, оптимизированная для работы в качестве файлового сервера и принт-сервера
Ограниченные возможности сервера приложений:
Не имеет виртуальной памяти, не вытесняющая многозадачность,
Ограниченная поддержка симметричного мультипроцессирования.
Отсутствуют популярные API UNIX, Windows, OS/2, нет графического пользовательского интерфейса

NetWare - сетевая ОС для сетей с выделенным сервером

Особенности NetWare, обеспечивающие
высокую производительность
Специализированность серверной ОС,
Работа всех модулей ОС в защищенном режиме
Использование нитей и невытесняющей многозадачности
Монолитность ядра
Развитие средства кэширования диска
Индексирование больших файлов
Параллельный поиск на дисках
Элеваторный алгоритм управления головками диска

Мультипроцессирование в ОС NetWare

Служба каталогов
NetWare Directory Services (NDS)
NDS - это глобальная служба справочников, использующая распределенную объектно-ориентированную базу данных о разделяемых сетевых ресурсах в многосерверных сетях NetWare.
NDS содержит информацию о:
♦ пользователях
♦ группах пользователей
♦ компьютерах
♦ томах
♦ принтерах
♦ очередях к принтерам

Общая техническая характеристика
Windows NT/2000

Windows NT Server - сервер приложений: вытесняющая многозадачность, виртуальная память и симметричное мультипроцессирование, а также прикладные среды DOS, Windows, OS/2, POSIX
∙ Справочные службы: доменная для управления учетной информацией пользователей (Windows NT Domain Directory service), справочные службы имен WINS и DNS
∙ Хорошая поддержка совместной работы с сетями NetWare: поставляется клиентская часть для сервера NetWare, выполненная в виде шлюза GWNW в Windows NT Server или редиректора NWCS для Windows NT Workstation; серверная часть - File and Print Service, протокол NW Link

Поддержка удаленных пользователей: ISDN, коммутируемые телефонные линии, frame relay, X.25 с помощью встроенной подсистемы Remote Access Server (RAS)
∙ Служба безопасности: основана на использовании избирательных прав доступа и доверительных отношений между доменами; сертифицирована по уровню C2
∙ Простота установки
∙ Отличная масштабируемость, SMP
∙ Файловые системы: FAT, NTFS

Межсетевое взаимодействие

Понятие "сеть" в контексте межсетевого
взаимодействия:
Сеть - совокупность компьютеров, общающихся друг с другом с помощью единого стека протоколов
Internetworking - задача объединения транспортных подсистем, отвечающих только за передачу сообщений
Interoperability - объединение сетей, использующих разные протоколы более высоких уровней (ОС)

Методы согласования
Использование единого протокола - программа GOSIP (Government OSI Profile)
Использование сетевого уровня
Мультиплексирование стеков
Трансляция (в том числе использование единого сетевого протокола)
Инкапсуляция (только для транспортных протоколов)

Мультиплексирование на уровнях:
прикладных протоколов (уровень сетевых сервисов)
сетевых протоколов (транспортный уровень)
канальных протоколов (уровень драйверов сетевых адаптеров)
Стандартные интерфейсы между уровнями
WinSock, Berkeley Sockets
TDI (Transport Driver Interface)
NetBIOS
NDIS (Network Driver Interface Specification)
ODI (Open Driver Interface)

Многопротокольный маршрутизатор

Сервер
SMB
Шлюз
NCP
Шлюз
SMB
Сеть IP
Сеть IPX

Сравнение вариантов организации
взаимодействия сетей

Трансляция протокола сетевого уровня

Пример межсетевого взаимодействия Windows NT- NetWare
СерверNT
СерверNW
Клиенты Windows NT
Клиенты NetWare
Client Services for Netware
File and Print Services for Netware
Gateway Services for Netware
Протокол NCP
Протокол SMB
Шлюз

Заполните поля адресов отправителя и получателя в обоих заголовках IP данного пакета

Инкапсуляция на сетевом уровне:
X.25 поверх TCP,
IPX поверх IP
Общий подход:
сетевой протокол транзитной сети считается протоколом более низкого уровня, чем сетевые протоколы объединяемых сетей

Спецификация "cisco Systems X.25 over TCP (XOT)"
(RFC 1613)
♦ Определяет способ инкапсуляции пакетов Х.25 в сообщения TCP для переноса их по магистральной сети TCP/IP
♦ Протокол Х.25 работает на основе установления соединения - для инкапсуляции используется протокол TCP, который также работает с установлением соединения
♦ Для каждого виртуального соединения Х.25 пограничный маршрутизатор устанавливает отдельное TCP-соединение с другим пограничным маршрутизатором (по запросу Call Request, несущему Х.25-адрес)
♦