Что такое сетевое программное обеспечение?

Лекция 1. Сетевые операционные системы: структура, назначение, функции

Сетевые операционные системы (Network Operating System – NOS ) – это комплекс программ, обеспечивающих обработку, хранение и передачу данных в сети.

Сетевая операционная система выполняет функции прикладной платформы, предоставляет разнообразные виды сетевых служб и поддерживает работу прикладных процессов, выполняемых в абонентских системах. Сетевые операционные системы используют клиент-серверную, либо одноранговую архитектуру. Компоненты NOS располагаются на всех рабочих станциях, включенных в сеть.

NOS определяет взаимосвязанную группу протоколов верхних уровней, обеспечивающих выполнение основных функций сети. К ним, в первую очередь, относятся:

адресация объектов сети;

функционирование сетевых служб;

обеспечение безопасности данных;

управление сетью.

При выборе NOS необходимо рассматривать множество факторов. Среди них:

набор сетевых служб, которые предоставляет сеть;

возможность наращивания имен, определяющих хранимые данные и прикладные программы;

механизм рассредоточения ресурсов по сети;

способ модификации сети и сетевых служб;

надежность функционирования и быстродействие сети;

используемые или выбираемые физические средства соединения;

типы компьютеров, объединяемых в сеть, их операционные системы;

предлагаемые системы, обеспечивающие управление сетью;

используемые средства защиты данных;

совместимость с уже созданными прикладными процессами;

число серверов, которое может работать в сети;

перечень ретрансляционных систем, обеспечивающих сопряжение локальных сетей с различными территориальными сетями;

способ документирования работы сети, организация подсказок и поддержек.

Функции и характеристики сетевых операционных систем (ос).

Различают ОС со встроенными сетевыми функциями и оболочки над локальными ОС. По другому признаку классификации различают сетевые ОС одноранговые и функционально несимметричные (для систем "клиент/сервер").

Основные функции сетевой ОС:

управление каталогами и файлами;

управление ресурсами;

коммуникационные функции;

защита от несанкционированного доступа;

обеспечение отказоустойчивости;

управление сетью.

Управление каталогами и файлами в сетях заключается в обеспечении доступа к данным, физически расположенным в других узлах сети. Управление осуществляется с помощью специальной сетевой файловой системы. Файловая система позволяет обращаться к файлам путем применения привычных для локальной работы языковых средств. При обмене файлами должен быть обеспечен необходимый уровень конфиденциальности обмена (секретности данных).

Управление ресурсами включает обслуживание запросов на предоставление ресурсов, доступных по сети.

Коммуникационные функции обеспечивают адресацию, буферизацию, выбор направления для движения данных в разветвленной сети (маршрутизацию), управление потоками данных и др.

Защита от несанкционированного доступа - важная функция, способствующая поддержанию целостности данных и их конфиденциальности. Средства защиты могут разрешать доступ к определенным данным только с некоторых терминалов, в оговоренное время, определенное число раз и т.п. У каждого пользователя в корпоративной сети могут быть свои права доступа с ограничением совокупности доступных директорий или списка возможных действий, например, может быть запрещено изменение содержимого некоторых файлов.

Отказоустойчивость характеризуется сохранением работоспособности системы при воздействии дестабилизирующих факторов. Отказоустойчивость обеспечивается применением для серверов автономных источников питания, отображением или дублированием информации в дисковых накопителях. Под отображением обычно понимают наличие в системе двух копий данных с их расположением на разных дисках, но подключенных к одному контроллеру. Дублирование отличается тем, что для каждого из дисков с копиями используются разные контроллеры. Очевидно, что дублирование более надежно. Дальнейшее повышение отказоустойчивости связано с дублированием серверов, что однако требует дополнительных затрат на приобретение оборудования.

Управление сетью связано с применением соответствующих протоколов управления. Программное обеспечение управления сетью обычно состоит из менеджеров и агентов. Менеджером называется программа, вырабатывающая сетевые команды. Агенты представляют собой программы, расположенные в различных узлах сети. Они выполняют команды менеджеров, следят за состоянием узлов, собирают информацию о параметрах их функционирования, сигнализируют о происходящих событиях, фиксируют аномалии, следят за трафиком, осуществляют защиту от вирусов. Агенты с достаточной степенью интеллектуальности могут участвовать в восстановлении информации после сбоев, в корректировке параметров управления и т.п.

К таким возможностям можно отнести:

• поддержку сетевого оборудования
• поддержку сетевых протоколов
• поддержку протоколов маршрутизации
• поддержку фильтрации сетевого трафика
• поддержку доступа к удалённым ресурсам, таким как принтеры, диски и т. п. по сети
• поддержку сетевых протоколов авторизации
• наличие в системе сетевых служб позволяющих удалённым пользователям использовать ресурсы компьютера

Примеры сетевых операционных систем:

• Microsoft Windows (NT, XP, Vista, Seven)
• Различные UNIX системы, такие как Solaris , FreeBSD
• Различные GNU/Linux системы
• ZyNOS компании ZyXEL

Основное назначение

Главными задачами являются разделение ресурсов сети (например, дисковые пространства) и администрирование сети. С помощью сетевых функций системный администратор определяет разделяемые ресурсы, задаёт пароли, определяет права доступа для каждого пользователя или группы пользователей. Отсюда деление:

• сетевые ОС для серверов;
• сетевые ОС для пользователей.

Существуют специальные сетевые ОС, которым приданы функции обычных систем (Пр.: Windows NT) и обычные ОС (Пр.: Windows XP), которым приданы сетевые функции. Сегодня практически все современные ОС имеют встроенные сетевые функции.

Wikimedia Foundation . 2010 .

• Моргунов

Смотреть что такое "Сетевая операционная система" в других словарях:

Сетевая операционная система - операционная система, обеспечивающая обработку, хранение и передачу данных в информационной сети. Сетевая операционная система определяет взаимосвязанную группу протоколов верхних уровней, обеспечивающих основные функции сети: адресацию объектов … Финансовый словарь

сетевая операционная система - Программы, управляющие сетью. Обеспечивают разделение ресурсов, средства обеспечения безопасности и управления. В общем случае сетевая ОС работает поверх стандартной (несетевой) ОС. Тематики сети… …

Сетевая операционная система Cairo - разработанная корпорацией Microsoft сетевая операционная система с объектно ориентированной архитектурой. Основу ОС Cairo составляет объектно ориентированная файловая система. ОС Cairo обеспечивает распределенную среду обработки данных. По… … Финансовый словарь

Сетевая операционная система AIX - разработанная корпорацией IBM версия операционной системы UNIX, допускающая возможность ее использования на вычислительных системах любых размеров и производительности. ОС AIX выполняет симметричную мультипроцессорную обработку, распараллеливает… … Финансовый словарь

сетевая (операционная) система, базирующаяся на стандарте Ethernet - — [Е.С.Алексеев, А.А.Мячев. Англо русский толковый словарь по системотехнике ЭВМ. Москва 1993] Тематики информационные технологии в целом EN Xerox Network SystemXNS … Справочник технического переводчика

Операционную систему компьютера часто определяют как взаимосвязанный набор системных программ, который обеспечивает эффективное управление ресурсами компьютера (памятью, процессором, внешними устройствами, файлами и др.), а также предоставляет пользователю удобный интерфейс для работы с аппаратурой компьютера и разработки приложений. Говоря о сетевых ОС, мы, очевидно, должны расширить границы управляемых ресурсов за пределы одного компьютера.

Сетевой операционной системой (ОС) называют операционную систему компьютера, которая помимо управления локальными ресурсами предоставляет пользователям и приложениям возможность эффективного и удобного доступа к информационным и аппаратным ресурсам других компьютеров сети.

Сегодня практически все операционные системы являются сетевыми.

В сетевых ОС удаленный доступ к сетевым ресурсам обеспечивается:

• сетевыми службами;
• средствами транспортировки сообщений по сети (в простейшем случае - сетевыми интерфейсными картами и их драйверами).

Функции сетевых ОС

• управление каталогами и файлами;
• управление ресурсами;
• коммуникационные функции;
• защита от несанкционированного доступа;
• обеспечение отказоустойчивости;
• управление сетью.

Управление каталогами и файлами является одной из первоочередных функций сетевой операционной системы, обслуживаемых специальной сетевой файловой подсистемой. Пользователь получает от этой подсистемы возможность обращаться к файлам, физически расположенным в сервере или в другой станции данных, применяя привычные для локальной работы языковые средства. При обмене файлами должен быть обеспечен необходимый уровень конфиденциальности обмена (секретности данных).

Управление ресурсами включает запросы и предоставление ресурсов.

Коммуникационные функции обеспечивают адресацию, буферизацию, маршрутизацию.

Защита от несанкционированного доступа возможна на любом из следующих уровней: ограничение доступа в определенное время, и (или) для определенных станций, и (или) определенное число раз; ограничение совокупности доступных конкретному пользователю директорий; ограничение для конкретного пользователя списка возможных действий (например, только чтение файлов); пометка файлов символами типа «только чтение», «скрытность при просмотре списка файлов».

Отказоустойчивость определяется наличием в сети автономного источника питания, отображением или дублированием информации в дисковых накопителях. Отображение заключается в хранении двух копий данных на двух дисках, подключенных к одному контроллеру, а дублирование означает подключение каждого из этих двух дисков к разным контроллерам. Сетевая ОС, реализующая дублирование дисков, обеспечивает более высокий уровень отказоустойчивости.

Дальнейшее повышение отказоустойчивости связано с дублированием серверов.

Компоненты сетевых ОС

Функциональные модули (сетевые службы и средства транспортировки сообщений по сети) должны быть добавлены к ОС, чтобы она могла называться сетевой:

Среди сетевых служб можно выделить такие, которые ориентированы не на простого пользователя, как, например, файловая служба или служба печати, а на администратора. Такие службы направлены на организацию работы сети. Например, централизованная справочная служба , или служба каталогов (например, Active Directory в Windows), предназначена для ведения базы данных о пользователях сети, обо всех ее программных и аппаратных компонентах1. В качестве других примеров можно назвать службу мониторинга сети , позволяющую захватывать и анализировать сетевой трафик, службу безопасности , в функции которой может входить, в частности, выполнение процедуры логического входа с проверкой пароля, службу резервного копирования и архивирования .

От того, насколько богатый набор сетевых служб и услуг предлагает операционная система конечным пользователям, приложениям и администраторам сети, зависит ее позиция в общем ряду сетевых ОС.

Помимо сетевых служб сетевая ОС должна включать программные коммуникационные (транспортные) средства, обеспечивающие совместно с аппаратными коммуникационными средствами передачу сообщений, которыми обмениваются клиентские и серверные части сетевых служб. Задачу коммуникации между компьютерами сети решают драйверы и протокольные модули . Они выполняют такие функции, как формирование сообщений, разбиение сообщения на части (пакеты, кадры), преобразование имен компьютеров в числовые адреса, дублирование сообщений в случае их потери, определение маршрута в сложной сети и т. д.

И сетевые службы, и транспортные средства могут являться неотъемлемыми (встроенными) компонентами ОС или существовать в виде отдельных программных продуктов. Например, сетевая файловая служба обычно встраивается в ОС, а вот веб-браузер чаще всего приобретается отдельно. Типичная сетевая ОС имеет в своем составе широкий набор драйверов и протокольных модулей, однако у пользователя, как правило, есть возможность дополнить этот стандартный набор необходимыми ему программами. Решение о способе реализации клиентов и серверов сетевой службы, а также драйверов и протокольных модулей принимается разработчиками с учетом самых разных соображений: технических, коммерческих и даже юридических. Так, например, именно на основании антимонопольного закона США компании Microsoft было запрещено включать ее браузер Internet Explorer в состав ОС этой компании.

Виды сетевых ОС

Сетевая служба может быть представлена в ОС либо обеими (клиентской и серверной) частями, либо только одной из них.

В первом случае операционная система, называемая одноранговой , не только позволяет обращаться к ресурсам других компьютеров, но и предоставляет собственные ресурсы
в распоряжение пользователей других компьютеров. Например, если на всех компьютерах сети установлены и клиенты, и серверы файловой службы, то все пользователи сети могут совместно применять файлы друг друга. Компьютеры, совмещающие функции клиента и сервера, называют одноранговыми узлами .

Операционная система, которая преимущественно содержит клиентские части сетевых служб, называется клиентской . Клиентские ОС устанавливаются на компьютеры, обращающиеся с запросами к ресурсам других компьютеров сети. За такими компьютерами, также называемыми клиентскими, работают рядовые пользователи. Обычно клиентские компьютеры относятся к классу относительно простых устройств.

К другому типу операционных систем относится серверная ОС - она ориентирована на обработку запросов из сети к ресурсам своего компьютера и включает в себя в основном
серверные части сетевых служб. Компьютер с установленной на нем серверной ОС, занимающийся исключительно обслуживанием запросов других компьютеров, называют выделенным сервером сети. За выделенным сервером, как правило, обычные пользователи не работают.

Примеры сетевых ОС

Повторюсь, что сегодня практически все ОС являются сетевыми. Наиболее расропстраненные из них:

• Novell NetWare
• Microsoft Windows (95, NT, XP, Vista, Seven)
• Различные UNIX системы, такие как Solaris , FreeBSD
• Различные GNU/Linux системы
• ZyNOS компании ZyXEL
• Chrome OS от Google

Посмотрите обзор на одну из современных сетевых операционных систем — «облачную» Chrome OS:

Сетевая операционная система - операционная система со встроенными возможностями для работы в компьютерных сетях. К таким возможностям можно отнести: поддержку сетевого оборудования; поддержку сетевых протоколов; поддержку протоколов маршрутизации; поддержку фильтрации сетевого трафика; поддержку доступа к удалённым ресурсам, таким как принтеры, диски и т. п. по сети; поддержку сетевых протоколов авторизации; наличие в системе сетевых служб, позволяющих удалённым пользователям использовать ресурсы компьютера.

Примеры сетевых операционных систем : Novell NetWare; Microsoft Windows (95, NT и более поздние); Различные UNIX системы, такие как Solaris, FreeBSD; Различные GNU/Linux системы; IOS; ZyNOS компании ZyXEL.

Основное назначение . Главными задачами являются разделение ресурсов сети (например, дисковые пространства) и администрирование сети. С помощью сетевых функций системный администратор определяет разделяемые ресурсы, задаёт пароли, определяет права доступа для каждого пользователя или группы пользователей. Отсюда деление:

— сетевые ОС для серверов;

— сетевые ОС для пользователей.

Существуют специальные сетевые ОС, которым приданы функции обычных систем (Пр.: Windows NT) и обычные ОС (Пр.: Windows XP), которым приданы сетевые функции. Сегодня практически все современные ОС имеют встроенные сетевые функ

Структура сетевой операционной системы

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.

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

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 (у которой начиная с ее третьей версии появились такие встроенные функции, как блокировка файлов и записей, необходимые для совместного доступа к файлам). 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, которая за счет встроенности сетевых средств обеспечивает более высокие показатели производительности и защищенности информации по сравнению с сетевой ОС LAN Manager той же фирмы (совместная разработка с IBM), являющейся надстройкой над локальной операционной системой OS/2.

Традиционно за рубежом подобные сервисы называют Web Operating System или сокращенно Web OS. Иногда это название пишется слитно - WebOS, но это не является корректным (дело в том, что имя WebOS носил проект Университета им.Беркли в Калифорнии, посвященный созданию программного обеспечения в 1996 году ). В этой связи определенное количество пользователей и разработчиков называет этот тип операционных систем Web Desktop (веб-десктопами или онлайн-десктопами), причем такое название устоялось в русском языке (в частности, авторы блогов на Интернетных Штучках называют эти проекты именно так ).

Принцип работы

Основа любой сетевой операционной системы - системы распределенных вычислений, использующих мощности несколько десятков или сотен серверов, находящихся на большом удалении друг от друга, или же "облачные" системы, то есть программному обеспечению, установленному на серверах, до которых пользователю предоставляется доступ через веб-браузер из любого места, где есть Интернет. В свою очередь, сами сервисы создаются на основе двух технологий - AJAX (асинхронный JavaScript и XML (eXtensible Markup Language) и Flash. Преимущество первого - относительно широкая распространенность веб-браузеров, работающих с JavaScript, что позволяет разворачивать сложные приложения, по своей функциональности, приближенные к тем, что существуют на настольных компьютерах (яркий тому пример - текстовый редактор, например, ZohoWriter). Плюс ко всему сама страница, содержащая подобный программный код, минимально загружает Интернет-канал пользователя, отправляя на сервер, обслуживающий веб-сервис минимальное количество данных по сравнению с тем, если бы страница обновлялась полностью. Использование же Flash подразумевает также экономию трафика за счет загрузки векторной, а не растровой графики, а также разделения самого потока на составные части, которые могут воспроизводиться в браузере "на лету" (типичный пример - видеоплееры для потокового видео, позволяющие просматривать видеоизображение, не загружая его до конца). По статистике компании Adobe, разработчика технологии Flash, в мире 98% компьютеров, выходящих в Интернет, имеют браузеры, совместимые с Flash, поэтому их пользователям не требуется установка дополнительного ПО для работы в сетевой операционной системе. С AJAX ситуация сложнее - для корректной работы на компьютере должна быть установлен интерпретатор языка JAVA (JAVA-машина), а в браузере должен быть JavaScript. Большинство сетевых операционных систем рассчитано на работу в браузерах Internet Explorer и семейства Firefox (по собственным наблюдениям, самый удобный для подобных сервисов - это Flock). В Opera Browser часть сервисов работает нестабильно, что связано с собственным интерпретатором языка JAVA в браузере.

Начало работы с сетевой операционной системы состоит в обязательной регистрации в сервисе (как правило, она бесплатная): пользователь указывает в качестве логина адрес Email и пароль, которые могут использоваться как для входа в систему через браузер, так и для загрузки контента по FTP (например, в G.ho.st).

Функции сетевых операционных систем

Как уже было заявлено выше, сетевая операционная система состоит из набора веб-приложений (веб-сервисов), которые объединены в рамках единого пользовательского интерфейса, напоминающего классические десктопные системы (в частности, Windows или MacOS). Большинство подобных сервисов предоставляют пользователю:

• файловое хранилище, объемом от 1 до 10 Гб (в среднем);
• встроенный сервис электронной почты (объединяется с почтовым клиентом, расположенным в самой системе);
• единый (в большинстве случаев) логин до всех основных веб-сервисов, включаемых в состав сетевой операционной системы (например, хранилища медиафайлов, текстового редактора, органайзера);
• похожую организацию пользовательского интерфейса на Windows (кнопка "Пуск" с иерархичным меню, папка "Панель Инструментов" с похожими на Windows апплетами, например, для установки разрешения экрана и выбора темы оформления окон, или для ввода сведений о владельце);
• Рабочий стол с гаджетами;
• двухстороннюю синхронизацию PIM (личных данных) с десктопом или мобильным устройством (последнее имеется у считанных сервисов) по FTP или через программный клиент (преимущественно для коммуникаторов и смартфонов).

В состав сетевой операционной системы обычно входит текстовых и табличный процессоры (реже - редактор презентаций), средство для просмотра PDF-файлов, медиаплееры (обычно для mp3-файлов и для просмотра потокового видео с видеохостингов, непосредственного воспроизведения файлов в AVI, MPG и других форматах, пока нет), средство для просмотра изображений (реже - фоторедактор), PIM-менеджер (адресная книга + календарь, почтовый клиент), IM-клиент (в основном, использующийся для контакта между зарегистрированными в сервисе пользователями, или же для связи с разработчиками), Flash-игры.

Преимущества и недостатки

Основное преимущество использования сетевых операционных систем состоит в их кроссплатформенности - они запускаются на любом устройстве, имеющем выход в Интернет и совместимый веб-браузер (в том числе, появляются и веб-десктопы для коммуникаторов и мобильных телефонов). Это значит, что пользователю предоставляются один и тот же набор приложений и сервисов в любое время и с любого компьютера. Кроме того, поскольку сама сетевая операционная система работает на мощностях удаленных серверов, постольку от компьютера пользователя не требуется каких-либо серьезных требований по мощности и производительности (по этой причине рост популярности подобных систем связывают с появлением на рынке нетбуков и Интернет-планшетов, с одной стороны, а, с другой стороны, с "тонкими клиентами").

Из ключевых недостатков у сетевых операционных систем на сегодняшний день можно выделить пока еще не до конца урегулированный механизм защиты личных данных (при использовании пользователь хранит на удаленном файловом хранилище свои файлы), а также относительную нестабильность самого ПО, используемого в этих системах (большинство систем находится в состоянии бета-тестирования, а входящие их состав веб-сервисы (например, Zoho Writer) могут периодически быть недоступными из-за профилактических работ).