организации сети ЭВМ. Программное обеспечение сетей ЭВМ
 Скачать 395 Kb.
|
Операционные системы компьютерных сетейОперационная система сети включает в себя набор управляющих и обслуживающих программ, обеспечивающих:
Операционные системы (ОС) отвечают за выполнение основных функций любого компьютера, будь то мэйнфрейм или миникомпьютер, сетевой сервер или настольный ПК. Для пользователя работа и роль операционной системы наиболее заметна и важна; ведь клавиатура, мышь и интерфейс — единственные посредники при общении человека с приложениями и аппаратурой. С помощью операционной системы сети:
Выполняемое с помощью операционной системы сети управление включает: планирование сроков и очередности получения и выдачи информации абонентам; распределение решаемых задач по ЭВМ сети; присвоение приоритетов задачам и выходным сообщениям; изменение конфигурации сети ЭВМ; распределение информационных вычислительных ресурсов сети для решения задач пользователя. Оперативное управление процессом обработки информации с помощью операционной системы сети помогает организовать: учет выполнения заданий (либо определить причины их невыполнения); выдачу справок о прохождении задач в сети; сбор данных о работах, выполняемых в сети, и т.д. По отношению к аппаратной части и приложениям операционная система выступает как диспетчер, ответственный за открытие и закрытие файлов, взаимодействие с сетью, перенос информации на диск и обратно, отображение информации на экране и ее обновление, наблюдение за коммуникационными портами и т. д. Операционная система защищает программы друг от друга, следит за запросами и обслуживает их, управляет использованием памяти и т.д. Операционные возможности ОС отдельных ЭВМ, входящих в состав вычислительной сети, поддерживают потребности пользователей во всех традиционных видах обслуживания: средствах автоматизации программирования и отладки, доступа к пакетам прикладных программ и информации локальных баз данных и т.д. Сетевые возможности — одна из обязанностей операционной системы. Существует два подхода к поддержке способностей компьютеров общаться друг с другом. Один из них — снабдить сетевыми средствами автономную операционную систему типа MS DOS. Второй, более современный подход — с самого начала встраивать средства поддержки сети в операционную систему и получать таким образом целостное решение. Такой подход реализован в системах Windows 95, Windows NT, OS/2, Novell NetWare, UNIX, в протоколах AppleTalk для Macintosh и в других ныне применяемых операционных системах. Операционные системы с сетевыми функциями представлены двумя не всегда различимыми разновидностями: серверными и клиентскими. Это вызвано различием возможностей и функций серверов и клиентов сети на базе ПК. Серверная операционная система концентрируется на управлении ресурсами, а клиентская — на удовлетворении потребностей владельца, то есть на выполнении заданий с максимальной скоростью и эффективностью. Выбор серверных операционных систем для корпоративных сетей на базе ПК весьма широк: Windows NT, OS/2, Novell NetWare, UNIX и Mac OS с сетевыми службами Apple Share и AppleTalk. Как правило, эти операционные системы способны функционировать и в качестве ПО клиента, и в качестве ПО сервера. Более того, часто существует «младшая» версия для настольных компьютеров. Такие программные продукты как Windows NT Workstation, OS/2 Workstation и ПО рабочей станции от NetWare, по существу, представляют собой несколько упрощенные версии своих «старших братьев», работающих на серверах.. Обсуждая клиентские или серверные операционные системы, нельзя не сказать о платформах. В компьютерном мире, как и в обычной жизни, под платформой понимается некое основание. В данном случае платформой называют либо аппаратуру, на которой функционирует операционная система, либо сочетание аппаратуры и аппаратно-зависимой операционной системы. OS/2, например, создавалась для процессоров компании Intel, хотя поначалу предназначалась и для процессоров PowerPC. Другие операционные системы, например, UNIX и Windows NT, являются переносимыми, то есть могут работать на платформах с разными процессорами. Сетевые операционные системы создаются для решения масштабных задач: они предназначены для управления и обслуживания массовых (нередко одновременных) запросов клиентов. Кроме того, сетевая операционная система отвечает за проверку учётных данных пользователя, его паролей и прав. К сетевым ОС предъявляются гораздо более высокие требования в отношении отказоустойчивости — ведь они должны гарантировать непрерывность работы и целостность доверенных им гигабайтов и даже терабайтов информации. Сетевая ОС управляет совместным использованием ресурсов, удаленным доступом, администрированием сети, почтовым обслуживанием и массой прочих составляющих бесперебойно функционирующей среды коллективной работы. Быстродействие сетевой ОССетевая операционная система должна работать с максимально возможной скоростью. Добиться этого удаётся посредством «трёх М»: многопоточности, многозадачности, многопроцессорности. Многопоточность Многопоточная обработка основана на том, что микропроцессор (в конечном счете, ответственный за все происходящее в компьютере) работает с невероятной скоростью, измеряемой крошечными единицами времени — тактами. Эти такты выполняются независимо от того, обрабатывает ли процессор какую-нибудь задачу или нет. При этом многие такты приходятся на время, когда процессор работает «вхолостую»: например, когда программа ждет, пока сравнительно медленный дисковый накопитель выдаст данные для дальнейшей обработки. При многопоточной обработке процесс (например, приложение — редактор текстов) подразделяется на отдельные составляющие, или потоки, каждый из которых выполняется микропроцессором по отдельности (см. рис. 1). Подразделение процесса на составляющие его потоки – функция самого приложения, а планирование потоков, то есть порядок предоставления им процессорного времени, осуществляется операционной системой. Точнее, именно так обстоит дело в системах типа Windows NT или OS/2, поддерживающих вытесняющую многозадачность. Поток 1     3 2 1 Поток 2  Поток 3 Рисунок 1. Многозадачность Многозадачность — одна из особенностей современных операционных систем от Windows 95 до Windows NT, OS/2 и UNIX, состоящая в их кажущейся способности одновременно выполнять несколько процессов. Эта способность создается благодаря высокой скорости работы процессора и его способности перемежать выделенные разным задачам интервалы времени (их называют квантами), не обязательно завершая выполнение одного процесса до начала другого (см. рис. 2).     Рисунок 2. Существует два типа многозадачности: с вытеснением и без него (последнюю называют также кооперативной многозадачностью). В первом случае операционная система сама контролирует, кто, что и когда делает. Она способна отложить выполнение процесса (потока), если надо выделить время другому процессу, имеющему высший приоритет. В случае кооперативной многозадачности процессы сосуществуют на основе некоего «кодекса чести», сами, решая, когда им отдать процессор другому приложению. Многопроцессорность В сетях, где большие объемы трафика1 — норма, сетевая операционная система может еще успешнее справляться с многозадачностью, если поддерживает многопроцессорную обработку. Тогда она может поддерживать многие десятки или даже сотни процессоров и способна распределять рабочую нагрузку сервера среди них так, что множество процессов будут фактически выполняться одновременно, каждый на своем процессоре. Е  сть две разновидности много — процессорной обработки: асимметричная (Asymmetric Multiprocessing, ASMP) и симметричная (Symmetric Multiprocessing, SMP). При асимметричной обработке нагрузка распределяется между процессорами так, что один или несколько из них обслуживают только операционную систему, а остальные заняты только приложениями. При симметричной обработке любой процесс, требующий обработки, может быть поручен любому свободному процессору (см. рис. 3). В силу большей гибкости симметричной модели операционная система с поддержкой SMP обеспечивает два важных преимущества. Во-первых, повышается отказоустойчивость сети, так как любой процессор способен справиться с любой задачей, и потому отказ одного процессора не влечет за собой крах всей системы. Во-вторых, улучшается балансировка нагрузки, так как операционная система способна распределять ее среди процессоров равномерно и тем самым предотвращать появление узких мест из-за слишком частых обращений к одним процессорам и пренебрежения остальными. |