Программа по дисциплине "Операционные системы"
рабочая программа на тему

Слайд 2

Операционные системы 1. Недостатки сосредоточенных и изолированных систем Мэйнфреймы как достижение технической мысли (60 – 80 гг.) : 1) высокая производительность и точность вычислений ; 2) универсальный режим работы ; 3) обслуживание больших коллективов пользователей ; 4) возможность удаленного доступа. Недостатки : 1) большая стоимость ; 2) опасность “ универсального ” краха системы ; 3)Необходимость высококвалифицированного обслуживающего персонала большой численности Система изолированных персональных компьютеров : 1) повышение отказоустойчивости ; 2) распределенный вычислительный потенциал у каждого пользователя, 3) высокое удобство индивидуальной работы. Недостатки : 1) проблема обмена информацией ; 2) неудобства в организации коллективной работы ; 3) дополнительные затраты труда ; 4) высокая стоимость организации использования периферийных устройств.

Слайд 3

Операционные системы 2. Понятие компьютерной сети. Преимущества объединения Компьютерная сеть – это два или более компьютеров, связанных коммуникационной системой и программным обеспечением, позволяющим пользователям получать доступ к ресурсам этих компьютеров. Преимущества объединения : Совместное использование дорогостоящих устройств ввода-вывода (цветные принтеры, плоттеры, цифровые камеры и т. п. 2. Совместное использование устройств хранения информации. 3. Совместное использование модемов и подключений к Интернет. 4. Совместное использование файлов данных и приложений. 5. Возможность организации электронной почты и аудио- и видеоконференций. 6. Упрощение и удешевление технического обслуживания, модернизации, замены и установки программного обеспечения.

Слайд 4

Операционные системы Сетевая операционная система составляет основу любой вычислительной сети. Сетевая операционная система - 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.

Слайд 5

Структура сетевой ОС Операционные системы

Слайд 6

Клиентское программное обеспечение Это программное обеспечение обеспечивает доступ к ресурсам, расположенным на сетевом сервере. Тремя наиболее важными компонентами клиентского программного обеспечения являются: редиректоры (redirector), распределители (designator) ; имена UNC (UNCpathnames)

Слайд 7

Редиректоры Это сетевое программное обеспечение, которое принимает запросы ввода/вывода для удаленных файлов, именованных каналов или почтовых слотов и затем переназначает их сетевым сервисам другого компьютера. Редиректор перехватывает все запросы, поступающие от приложений, и анализирует их. Фактически существуют два типа редиректоров , используемых в сети: - клиентский редиректор (clientredirector) - серверный редиректор (serverredirector). Оба редиректора функционируют на представительском уровне модели OSI. Когда клиент делает запрос к сетевому приложению или службе, редиректор перехватывает этот запрос и проверяет, является ли ресурс локальным (находящимся на запрашивающем компьютере) или удаленным (в сети). Если редиректор определяет, что это локальный запрос, он направляет запрос центральному процессору для немедленной обработки. Если запрос предназначен для сети, редиректор направляет запрос по сети к соответствующему серверу. Редиректоры скрывают от пользователя сложность доступа к сети. После того как сетевой ресурс определен, пользователи могут получить к нему доступ без знания его точного расположения.

Слайд 8

Распределители Распределитель (designator) представляет собой часть программного обеспечения, управляющую присвоением букв накопителя (driveletter) как локальным, так и удаленным сетевым ресурсам или разделяемым дисководам, что помогает во взаимодействии с сетевыми ресурсами. Когда между сетевым ресурсом и буквой локального накопителя создана ассоциация, известная также как отображение дисковода (mappingadrive), распределитель отслеживает присвоение такой буквы дисковода сетевому ресурсу. Затем, когда пользователь или приложение получат доступ к диску, распределитель заменит букву дисковода на сетевой адрес ресурса, прежде, чем запрос будет послан редиректору.

Слайд 9

Имена UNC Редиректор и распределитель являются не единственными методами, используемыми для доступа к сетевым ресурсам. Большинство современных сетевых операционных систем, так же как и Windows ХР, NT, 7, 8 распознают имена UNC (UniversalNamingConvention — Универсальное соглашение по наименованию). UNC представляют собой стандартный способ именования сетевых ресурсов. Эти имена имеют форму \\Имя_сервера\имя_ресурса. Способные работать с UNC приложения и утилиты командной строки используют имена UNC вместо отображения сетевых дисков.

Слайд 10

Серверное программное обеспечение Для того чтобы компьютер мог выступать в роли сетевого сервера необходимо установить серверную часть сетевой операционной системы, которая позволяет поддерживать ресурсы и распространять их среди сетевых клиентов. Важным вопросом для сетевых серверов является возможность ограничить доступ к сетевым ресурсам. Это называется сетевой защитой (networksecurity). Она предоставляет средства управления над тем, к каким ресурсам могут получить доступ пользователи, степень этого доступа, а также, сколько пользователей смогут получить такой доступ одновременно. Этот контроль обеспечивает конфиденциальность и защиту и поддерживает эффективную сетевую среду. В дополнение к обеспечению контроля над сетевыми ресурсами сервер выполняет следующие функции: предоставляет проверку регистрационных имен (logonidentification) для пользователей; управляет пользователями и группами; хранит инструменты сетевого администрирования для управления, контроля и аудита; обеспечивает отказоустойчивость для защиты целостности сети.

Слайд 11

Операционные системы 3. Терминология компьютерных сетей 1. Физическая топология сети

Слайд 12

Операционные системы 2. Логическая топология сети определяет путь прохождения сигналов от одного компьютера к другому. Логическая топология тесно связана с физической, но не всегда ее повторяет. 3. Область действия сети : локальные сети, территориальные, корпоративные (частные виртуальные сети), национальные, глобальные. 4 . Компьютеры сети Серверы – компьютеры, предоставляющие свои ресурсы (данные, программное обеспечение, периферийное оборудование, услуги – печать, электронная почта и др.) пользователям сети. В больших сетях серверы специализируются, т.е. выполняют одну определенную функцию. Виды серверов : файловые серверы, серверы печати, серверы приложений, регистрационные серверы (контроллеры доменов), интернет-серверы ( WEB -серверы), почтовые серверы, терминальные серверы, серверы удаленного доступа, прокси-серверы, факс-серверы, кластерные серверы

Слайд 13

Операционные системы Клиенты сети – компьютеры и другие сетевые устройства (например, принтеры), имеющие доступ к ресурсам сети, также программы, имеющие доступ к программам сервера. Чаще всего клиент – компьютер пользователя сети. Клиенты-компьютеры могут быть “ тонкими ” и “ толстыми ” клиентами. Рабочая станция : 1 . Клиентский (пользовательский) компьютер, на котором установлена клиентская операционная система. 2. Высокопроизводительный компьютер, интенсивно использующий локальные и сетевые ресурсы. Хост – компьютер или другое устройство сети, имеющее IP -адрес. Узел – точка соединения в сети – компьютер или другое устройство, предназначенное для распознавания и обработки запросов на передачу информации другим узлам сети. 5. Клиенты, рабочие станции, хосты, узлы

Слайд 14

Операционные системы 6. Сетевая коммуникационная аппаратура Простые соединительные устройства – разъемы для подключения коаксиальных кабелей ( BNC T - разъемы и цилиндрические), телефонных линий ( RJ-11) , витой пары (RJ-45) , разъемы волоконно-оптических кабелей, коммутационные панели и пассивные концентраторы. Сложные соединительные устройства – преобразователи (для соединения витой пары с волоконно-оптическим кабелем), повторители (для соединения сегментов сети), активные концентраторы (многопортовые повторители). Устройства сегментации и создания подсетей : мосты – компьютеры или специализированные устройства, объединяющие два сегмента сети (фильтрация данных на основе MAC -адресов) ; маршрутизаторы - компьютеры или специализированные устройства для соединения отдельных сетей (на основе IP –адресов) ; коммутаторы , работающие на различных уровнях модели OSI .

Слайд 15

Операционные системы Модель OSI (Open System Interconnection) Модель OSI (Open System Interconnection)

Слайд 16

Операционные системы Модель OSI (Open System Interconnection) Модель OSI состоит из семи уровней, каждый из которых представляет собой определенный этап процесса сетевой коммуникации. Каждый уровень выполняет определенную задачу процесса коммуникации, а затем передает данные вверх или вниз на следующий уровень. Прикладной уровень обеспечивает взаимодействие между пользовательским приложением и сетью : FTP , Telnet , SMTP , HTTP ( передача гипертекста) и др. Уровень представления ( сжатие данных, шифрование, трансляция протоколов). На этом уровне работают шлюзы для соединения различных сетей и Редиректоры – программы, определяющая, чем должен быть обработан запрос – локальным компьютером или устройством сети. Сеансовый уровень – устанавливает и разрывает диалоги приложений разных компьютеров сети в дуплексном или полудуплексном режиме по установленным правилам обмена, обеспечивает безопасность и распознавание имен. Транспортный уровень – обеспечение целостности и последовательности пакетов данных. На этом уровне работает DNS , организуются порты и Сокеты приложений. Сетевой уровень – маршрутизация пакетов. Устройства этого уровня – маршрутизаторы и коммутаторы сетевого уровня. Канальный уровень : MAC – управление доступом к сети (48-разрядный двоичный адрес сетевой карты) и LLC – управление логическими связями (определяет логическую топологию сети). На этом уровне работают мосты и коммутаторы уровня 2 Физический уровень –формирование аналоговых, цифровых, модулированных и других сигналов, синхронная и асинхронная передача и др.

Слайд 17

Операционные системы Коммутаторы – устройства объединения подсетей (сетей) на различных уровнях модели OSI: Коммутатор первого уровня – коммутирующий концентратор – передает пакет только на требуемый порт (к портам подключены компьютеры). 2. Коммутатор второго уровня – сегментный коммутатор, к его портам подключены сегменты сети. 3. Коммутатор третьего уровня (сетевого) является маршрутизатором специального типа. 4. Коммутатор четвертого уровня – использует информацию, содержащуюся в заголовках протоколов TCP и UDP c целью повышения безопасности данных путем фильтрации списка контроля доступа. Маршрутизаторы – устройства объединения подсетей (сетей) с выбором оптимального маршрута передачи пакета данных (используют IP и IPX -адресацию).

Слайд 18

Операционные системы 4. Сетевые и распределенные операционные системы Сетевая ОС предоставляет пользователю виртуальную вычислительную систему, работать с которой проще, чем с реальной сетевой аппаратурой. В то же время эта виртуальная система не полностью скрывает распределенную природу своего реального прототипа. Термин “ сетевая операционная система ” используется в двух значениях : 1 . Совокупность взаимодействующих ОС всех компьютеров сети. 2. Операционная система отдельного компьютера, позволяющая ему работать в сети. В идеальном случае сетевая ОС должна предоставлять пользователю сетевые ресурсы в виде ресурсов единой централизованной виртуальной машины. В этом случае сетевая ОС является распределенной ОС . Распределенная операционная система существует как единая ОС в масштабах всей вычислительной системы. Степень автономности каждого компьютера сети, работающего под управлением сетевой ОС, значительно выше по сравнению с компьютерами, работающими под управлением распределенной ОС.

Слайд 19

Операционные системы Средства управления локальными ресурсами Сетевые средства Серверная часть Клиентская часть Транспортные средства Редиректор МД Принтер МЛ DVD В сеть Сетевая операционная система Сетевые операционные системы Сетевая служба : серверная и клиентская части ( сетевые службы)

Слайд 20

Операционные системы 5. Сетевые службы и сетевые сервисы Совокупность серверной и клиентской частей ОС, предоставляющих доступ к конкретному типу сетевого ресурса, называется сетевой службой . Сетевой сервис – это набор услуг, предоставляемых сетевой службой. Сетевые службы ориентированы на пользователя и администратора сети. Наиболее важными для пользователей сети являются файловая служба и служба печати. Спектр служб может включать : почтовую службу, удаленный терминальный доступ, передачу файлов, видеоконференции и др. К службам, ориентированным на администратора относятся : служба мониторинга сети, служба безопасности, резервного копирования, архивирования и др. Сетевые службы имеют клиент-серверную архитектуру.

Слайд 21

Операционные системы Сетевые службы отдельные продукты (WinFrame – для работы в среде Windows NT, NetWare Connect – для работы в среде NetWare) Встроенные сетевые службы ( UNIX, Windows 2000,NetWare) Операционная система Операционная система Сетевая оболочка (набор сетевых служб) – LAN Manager, LAN Server Операционная система Серверная оболочка Клиентская оболочка ОС : VAX VMS, VM, OS/400, OS/2, AIX 1 2 3

Слайд 22

Операционные системы Одноранговая сеть Локальная часть Локальная часть Локальная часть Локальная часть К К К К С С С С Транспорт Транспорт Транспорт Транспорт 6. Одноранговые и серверные операционные системы

Слайд 23

Комбинированная клиентско–серверная сетевая операционная система Главное преимущество заключается в том, что важные ресурсы, расположенные на отдельной рабочей станции, могут быть разделены с остальной частью сети. Недостаток состоит в том, что если рабочая станция поддерживает много активно используемых ресурсов, она испытывает серьезное падение производительности. Если такое происходит, то необходимо перенести эти ресурсы на сервер для увеличения общей производительности.

Слайд 24

Операционные системы Сеть с выделенными серверами Сервер Сервер Рабочие станции Рабочие станции Особенности серверных ОС : поддержка мощных аппаратных платформ, в том числе мультипроцессорных ; поддержка большого числа одновременно выполняемых процессов и сетевых соединений ; включение в состав ОС компонентов централизованного администрирования сети ( например, службы аутентификации и авторизации пользователей сети) ; более широкий набор сетевых служб. Рабочие станции

Слайд 25

Взаимодействие компонентов NOS Если выдан запрос к ресурсу данного компьютера, то он переадресовывается локальной операционной системе. Если же это запрос к удаленному ресурсу, то он переправляется в клиентскую часть, где преобразуется из локальной формы в сетевой формат, и передается коммуникационным средствам. Серверная часть ОС компьютера 2 принимает запрос, преобразует его в локальную форму и передает для выполнения своей локальной ОС. После того, как результат получен, сервер обращается к транспортной подсистеме и направляет ответ клиенту, выдавшему запрос. Клиентская часть преобразует результат в соответствующий формат и адресует его тому приложению, которое выдало запрос.

Слайд 26

Выбор сетевой операционной системы Необходимо учитывать: - совместимость оборудования; - тип сетевого носителя; - размер сети; - сетевую топологию; - требования к серверу; - операционные системы на клиентах и серверах; - сетевая файловая система; - соглашения об именах в сети; - организация сетевых устройств хранения.

Слайд 27

Операционные системы 7. Служба каталогов сетевых серверных ОС 7.1. Понятие службы каталогов Служба каталогов ( Directory Services) представляет собой базу данных и совокупность служб для именования, хранения и выборки информации в распределенной среде, доступных клиентам и администраторам этой среды. Причины, требующие в сети централизованной базы справочной информации : 1 . Появление корпоративных информационных систем. Усложнение задач управления пользователями. Централизованное хранение учетных записей пользователей. 2. Управление сетевыми ресурсами, прозрачность доступа к сетевым ресурсам. 3. Управление сетью на основе БД о топологии сети и характеристик ее компонентов. 4. Организация управления распределенными приложениями. 5. Предоставление справочной информации для работы сетевых служб и сервисов. 6. Управления качеством обслуживания сетевого трафика. Примеры реализации службы каталогов : Novell Directory Service, Banyan Street Talk, Microsoft windows NT Directory Service, X500 (Consultative Committee for International Telephone and Telegraph, CCITT совместно с ISO). Способы реализации : 1 . Локальные базы справочных служб узкого (специализированного) назначения. 2. Единая централизованная справочная служба на основе распределенной базы данных

Слайд 28

Операционные системы Рабочая группа Локальная БД Локальная БД Локальная БД Локальная БД Windows 2000 Server Windows 2000 Professional Windows 2000 Professional Достоинства : простота, не требуется Windows Server , удобство при небольшом количестве компьютеров при наличии опытных пользователей. Репликация Контроллер домена Контроллер домена Клиентский компьютер Клиентский компьютер Рядовой сервер Службы Active Directory Службы Active Directory Домен Достоинства : централизованное администрирование, однократный вход в систему, удобство работы, обеспечивают масштабирование. Служба каталога использует два типа сетей