Тема: «Возможности сетевого ПО для организации коллективной деятельности в глобальных и локальных компьютерных сетях»
Понятие сетевого программного обеспечения.
Основой программного обеспечения локальной сети является сетевая операционная система. Важнейшая задача сетевой ОС – поддержка такого режима работы локальной сети, чтобы работающие в ней пользователи могли использовать общие ресурсы сети и при этом не мешали бы друг другу.
Различают операционные системы со встроенными сетевыми функциями и оболочки над локальными операционными системами (ОС). По другому признаку классификации различают сетевые ОС одноранговые и функционально несимметричные (для систем "клиент/сервер").
Классификация программного обеспечения ЭВМ.
К основным функциям сетевых ОС относят управление каталогами и файлами; управление ресурсами; коммуникационные функции; защиту 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.
Операционные системы компьютерных сетей.
Операционная система сети включает в себя набор управляющих и обслуживающих программ, обеспечивающих:
межпрограммный метод доступа (возможность организации связи между отдельными прикладными программами комплекса, реализуемыми в различных узлах сети);
доступ отдельных прикладных программ к ресурсам сети (и в первую очередь к устройствам ввода-вывода);
синхронизацию работы прикладных программных средств в условиях их обращения к одному и тому же вычислительному ресурсу;
обмен информацией между программами с использованием сетевых "почтовых ящиков";
выполнение команд оператора с терминала, подключенного к одному из узлов сети, на каком-либо устройстве, подключенном к другому удаленному узлу вычислительной сети;
удаленный ввод заданий, вводимых с любого терминала, и их выполнение на любой ЭВМ в пакетном илиоперативном режиме;
обмен наборами данных (файлами) между ЭВМ сети;
доступ к файлам, хранимым в удаленных ЭВМ, и обработку этих файлов;
защиту данных и вычислительных ресурсов сети от несанкционированного доступа;
выдачу различного рода справок об использовании информационных, программных и технических ресурсов сети;
передачу текстовых сообщений с одного терминала пользователя на другие (электронная почта).
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:
устанавливается последовательность решения задач пользователя;
задачи пользователя обеспечиваются необходимыми данными, хранящимися в различных узлах сети;
контролируется работоспособность аппаратных и программных средств сети;
обеспечивается плановое и оперативное распределение ресурсов в зависимости от возникающих потребностей различных пользователей вычислительной 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.
Пример практических заданий
Задание 1. Длительность непрерывной передачи данных в сеть Интернет было 12 минут. Определите максимальный размер файла в мегабайтах, который может быть передан за это время, если скорость передачи информации в среднем была 128 килобит/с.
Решение.
12 минут – это 720 (= 12 * 60) секунд.
128 килобит/с – это 128 * 1024 бит/с
Размер файла в битах равен 720 * 128 * 1024
Размер файла в байтах равен (720 * 128 * 1024) / 8 = 90 * 128 * 1024
Размер файла в килобайтах равен (90 * 128 * 1024) / 1024 = 90 * 128
Размер файла в мегабайтах равен 90 * 128 / 1024 = 11,25
Ответ. Размер файла, который можно передать по сети за 12 минут на скорости в 128 килобит/с, составляет 11,25 Мб.
Задание 2. Сколько времени потребуется сети, работающей со скоростью 56000 бит/с, для передачи 30 страниц текста по 50 строк в 70 символов каждая, при условии, что каждый символ кодируется одним байтом.
Решение.
Общее количество символов и размер текста в байтах: 30 * 50 * 70.
В одном байте 8 бит. Следовательно, размер текста в битах: 30 * 50 * 70 * 8
Время находится в результате деления количества бит, которые требуется передать, на скорость сети: (30 * 50 * 70 * 8) / 56 000 = (3 * 5 * 7 * 8) / 56 = 15
Ответ. Для передачи 30 страниц текста по 50 строк, состоящих из 70 символов, со скоростью в 56 000 бит/с потребуется 15 секунд.
Задание 3. Сколько секунд потребуется модему, передающему сообщения со скоростью 14400 бит/с, чтобы передать сообщение длиной 225 Кбайт.
Решение.
Выражаем Кбайты в байтах: 225 * 1024.
Выражаем байты в битах: 225 * 1024 * 8. Именно такое количество бит потребуется передать модему.
Время находится в результате деления количества бит, которые требуется передать, на скорость сети: (225 * 1024 * 8) / 14400 = 128
Ответ. Модему потребуется 128 секунд.