Сетевая операционная система и архитектура сети.

Тема 6. Компьютерные сети и телекоммуникации. Глобальная сеть Интернет и Интернет-технологии.

План:

1. Сетевая операционная система.

2. Архитектура сети.

3. Эталонная модель взаимодействия открытых систем.

4. Распределенная обработка данных.

5. Маркетинг в Интернет.

6. Понятие компьютерной информационной гиперсреды, ее возможности.

Сетевая операционная система и архитектура сети.

Вычислительная сеть(ВС) – это сложный комплекс взаимосвязанных и согласованно функционирующих аппаратных и программных компонентов. Аппаратными компонентами локальной сети являются компьютеры и различное коммуникационное оборудование (кабельные системы, концентраторы и т. д.). Программными компонентами ВС являются операционные системы (ОС) и сетевые приложения.

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. В узком смысле сетевая ОС — это операционная система отдельного компьютера, обеспечивающая ему возможность работать в сети.

В сетевой операционной системе отдельной машины можно выделить несколько частей (рисунок 1.1):

Средства управления локальными ресурсами компьютера: функции распределения оперативной памяти между процессами, планирования и диспетчеризации процессов, управления процессорами в мультипроцессорных машинах, управления периферийными устройствами и другие функции управления ресурсами локальных ОС.
Средства предоставления собственных ресурсов и услуг в общее пользование- серверная часть ОС (сервер). Эти средства обеспечивают, например, блокировку файлов и записей, что необходимо для их совместного использования; ведение справочников имен сетевых ресурсов; обработку запросов удаленного доступа к собственной файловой системе и базе данных; управление очередями запросов удаленных пользователей к своим периферийным устройствам.
Средства запроса доступа к удаленным ресурсам и услугам и их использования — клиентская часть ОС (редиректор). Эта часть выполняет распознавание и перенаправление в сеть запросов к удаленным ресурсам от приложений и пользователей, при этом запрос поступает от приложения в локальной форме, а передается в сеть в другой форме, соответствующей требованиям сервера. Клиентская часть также осуществляет прием ответов от серверов и преобразование их в локальный формат, так что для приложения выполнение локальных и удаленных запросов неразличимо.

Коммуникационные средства ОС, с помощью которых происходит обмен сообщениями в сети. Эта часть обеспечивает адресацию и буферизацию сообщений, выбор маршрута передачи сообщения по сети, надежность передачи и т.п., то есть является средством транспортировки сообщений.

Рис. 1.1. Структура сетевой ОС

В зависимости от функций, возлагаемых на конкретный компьютер, в его операционной системе может отсутствовать либо клиентская, либо серверная части.

На практике сложилось несколько подходов к построению сетевых операционных систем (рисунок 1.2).

Рис. 1.2. Варианты построения сетевых ОС

Первые сетевые ОС представляли собой совокупность существующей локальной ОС и надстроенной над ней сетевой оболочки. При этом в локальную ОС встраивался минимум сетевых функций, необходимых для работы сетевой оболочки, которая выполняла основные сетевые функции. Примером такого подхода является использование на каждой машине сети операционной системы MS DOS. Принцип построения сетевых ОС в виде сетевой оболочки над локальной ОС используется и в современных ОС, таких, например, как LANtastic или Personal Ware.

Однако более эффективным представляется путь разработки операционных систем, изначально предназначенных для работы в сети. Сетевые функции у ОС такого типа глубоко встроены в основные модули системы, что обеспечивает их логическую стройность, простоту эксплуатации и модификации, а также высокую производительность. Примером такой ОС является система Windows NT фирмы Microsoft.

Архитектура сети.

Архитектура сети отличается от проекта тем, что она, например, не определяет точную принципиальную схему сети и не регламентирует размещение сетевых компонентов, не содержит конкретные указания и оценки параметров (например, требующаяся пропускная способность, точное расположение каналов связи и т.п.).

В архитектуре сети выделяют три аспекта: принципы построения, сетевые шаблоны, технические позиции.

Принципы построения — набор простых инструкций, которые описывают все вопросы построения и эксплуатации развертываемой сети в течение длительного времени.

Сетевые шаблоны — это набор моделей сетевых структур, отражающих связь между компонентами сети. Основные сетевые шаблоны — для глобальной сети, для городской, для центрального офиса, для крупного отделения организации, для отделения организации.

В зависимости от того, как распределены функции между компьютерами сети, сетевые операционные системы, а следовательно, и сети делятся на два класса (рисунок 1.3):

u одноранговые

u двухранговые

Последние чаще называют сетями с выделенными серверами.

Сеть может быть построена по одной из трех схем:

сеть на основе одноранговых узлов – одноранговая сеть;
сеть на основе клиентов и серверов – сеть с выделенными серверами;
сеть, включающая узлы всех типов – гибридная сеть.

(а)

(б)

Рис. 1.3. (а) — Одноранговая сеть, (б) — Двухранговая сеть

Рассмотрим три вида архитектур:

— архитектура терминал-главный компьютер;

— одноранговая архитектура;

— архитектура клиент-сервер.

Статьи к прочтению:

Открытый семинар: Проблематика создания высокодоступной сетевой операционной системы для SDN-сетей

Похожие статьи: