6.1. Сетевые операционные системы

6.1.1. Понятия и виды сетевых ос

Сетевая ОС во многом аналогична ОС автономного компьютера – она также представляет собой комплекс взаимосвязанных программ, обеспечивающий удобство работы пользователям и программистам путем предоставления им некоторой виртуальной вычислительной системы (ВС), и реализует эффективный способ разделения ресурсов между множеством выполняемых в сети процессов [2].

При организации сетевой работы ОС играет роль интерфейса, экранирующего от пользователя все детали низкоуровневых программно-аппаратных средств сети. Например, вместо числовых адресов компьютеров сети (MAC-адрес и IP-адрес) сетевая ОС позволяет оперировать удобными для запоминания символьными именами. В результате в представлении пользователя сеть с ее множеством сложных и запутанных реальных деталей превращается в достаточно понятный набор разделяемых ресурсов.

В зависимости от того, какой виртуальный образ создает ОС, чтобы подменить им реальную аппаратуру компьютерной сети, различают сетевые и распределенные ОС.

Сетевая ОС предоставляет пользователю некоторую виртуальную ВС, работать с которой гораздо проще, чем с реальной сетевой аппаратурой. В то же время эта виртуальная ВС не полностью скрывает распределенную природу своего реального прототипа, то есть по сути является виртуальной сетью.

При использовании ресурсов компьютеров сети пользователь сетевой ОС всегда помнит, что он имеет дело с сетевыми ресурсами и что для доступа к ним нужно выполнить некоторые особые операции, например, отобразить удаленный разделяемый каталог на вымышленную локальную букву дисковода или поставить перед именем каталога еще и имя компьютера, на котором этот каталог расположен. Пользователи сетевой ОС обычно должны использовать явные команды передачи файлов для перемещения файлов с одного компьютера на другой.

Работая в среде сетевой ОС, пользователь хотя и может запустить задание на любом сетевом компьютере, но всегда знает, на каком из них выполняется его задание. По умолчанию пользовательское задание выполняется на том компьютере, на котором пользователь сделал логический вход (login). Если понадобится выполнить задание на другом компьютере, то потребуется выполнить удаленный логический вход на тот компьютер (remote login), либо ввести специальную команду удаленного выполнения с идентификацией этого компьютера.

Магистральным направлением развития сетевых ОС является достижение наивысшей прозрачности сетевых ресурсов. В идеальном случае сетевая ОС должна представить пользователю сетевые ресурсы в виде ресурсов единой централизованной виртуальной машины. Такая ОС называется (истинно) распределенной. Распределенная ОС, динамически и автоматически распределяя работы по различным компьютерам системы для обработки, заставляет набор сетевых компьютеров работать как виртуальный унипроцессор. Пользователь распределенной ОС может и не знать, на каком компьютере выполняется его работа.

Распределенная ОС существует как единая ОС в масштабах ВС. Каждый компьютер сети, работающий под управлением распределенной ОС, выполняет часть функций этой глобальной ОС. Распределенная ОС объединяет все компьютеры сети в том смысле, что они работают в тесной кооперации друг с другом для эффективного использования всех ресурсов сети.

В настоящее время практически все сетевые ОС еще очень далеки от идеала истинной распределенности. Степень автономности каждого компьютера, работающего под управлением сетевой ОС, значительно выше, чем компьютеров, работающих под управлением распределенной ОС.

Таким образом, в результате сетевая ОС может рассматриваться как набор ОС отдельных компьютеров, составляющих сеть. На разных компьютерах сети в общем случае работают разные ОС. Все они функционируют независимо друг от друга в том смысле, что каждая принимает независимые решения о создании и завершении своих собственных процессов и управлении локальными ресурсами. Но в любом случае ОС сетевых компьютеров должны поддерживать взаимно согласованный набор коммуникационных протоколов для организации взаимодействия процессов, выполняющихся на разных компьютерах сети, и разделения ресурсов этих компьютеров между пользователями.

В простейшем случае, если ОС отдельного компьютера позволяет ему работать в сети (предоставлять свои ресурсы в общее пользование и/или потреблять ресурсы других компьютеров сети), то она также называется сетевой ОС.

Таким образом, термин «сетевая ОС» имеет два значения: совокупность ОС всех компьютеров сети; ОС отдельного компьютера, способного работать в сети [2].

Применяются два подхода к организации сетевых ОС:

• сетевые функции выполняет основная универсальная ОС каждого сетевого компьютера (UNIX, OS/2, Windows 98/NT/2000/XP);

• сетевые функции выполняет специальная сетевая ОС (NetWare, Vines).

Объединение этих двух подходов можно увидеть в операционных средах автоматизированных систем. Так, операционная среда Solaris компании Sunsoft включает следующие компоненты:

• ОС – SunOS;

• ядро сетевого ПО открытых систем (Open Network Computing, ONC);

• подсистема пользовательского многооконного интерфейса Open Windows с дополнительными средствами Desk Tools.

Среди специальных сетевых ОС для ПК наибольшее распространение получили системы NetWare компании Novell, UnixWare компании Univel, Vines компании Banyan Systems и другие.

В зависимости от способа управления в сети, полноты реализуемых функций, свойств функциональных элементов, сложности организации, состава программных компонент и ряда других факторов сетевое ПО можно условно разбить на две категории: простейшее и сложное.

Простейшее сетевое ПО предназначено для поддержки одноранговых ЛС и обычно работает в рамках ОС ПК в одном из 3 вариантов:

• как надстройка над ОС (например, LANtastic – надстройка над MS-DOS) ;

• интегрировано в среду ОС (например, Novell DOS 7.0, Windows 98 и NT);

• интегрировано в оболочку – надстройку над ОС (например, MS Windows 3.11 for Workgroups).

Сетевое ПО для одноранговых сетей сравнительно легко осваивается и эксплуатируется. Примеры: системы LANtastic фирмы Artisoft и Personal Netware компании Novell.

Сложное сетевое ПО предназначено для поддержки централизованных сетей и сетей с распределенным управлением, содержит специализированные компоненты для сервера и станции. Такая сетевая ОС на сервере устанавливается вместо основной ОС. Показательно, что сложность этой категории ПО испытывает на себе, в первую очередь, администратор сети, а не ее пользователи. Компоненты, поддерживающие функции централизованных сетей, также могут интегрироваться, но как правило, в среду мощных ОС (OS/2, Linux, Windows 98/NT/2000/XP).