Сетевые и распределенные ОС

Компьютерная сеть - это набор компьютеров, связанных коммуникационной системой и снабженных соответствующим программным обеспечением, позволяющим пользователям сети получать доступ к ресурсам этого набора.

При организации сетевой работы операционная система играет роль интерфейса, экранирующего от пользователя все детали низкоуровневых программно-аппаратных средств сети. В зависимости от того, какой виртуальный образ реальной аппаратуры компьютерной сети создает ОС, различают сетевые и распределенные ОС.

Сетевая ОС предоставляет пользователю некую виртуальную систему, не полностью скрывающую распределенную природу реального прототипа. Пользователь сетевой ОС всегда знает, что он имеет дело с сетевыми ресурсами и что для доступа к ним нужно выполнить некоторые операции; должен знать, где хранятся его файлы, и использовать явные команды для их перемещения, а также знать, на какой машине выполняется его задание.

В идеальном случае ОС должна предоставлять пользователю сетевые ресурсы так, как если бы они были ресурсами единой централизованной виртуальной машины (ресурсы должны быть максимально прозрачными). Это - магистральное направление развития ОС. Такая операционная система носит название распределенная ОС.

Распределенная ОС существует как единая операционная система в рамках вычислительной системы и заставляет набор сетевых машин работать как виртуальный унипроцессор. Каждый компьютер сети выполняет часть функций этой единой ОС. Пользователь в таком случае, вообще говоря, не имеет сведений о том, на какой машине выполняется его работа.

В настоящее время практически все сетевые ОС далеки от идеала истинной распределенности.

Уточним термин «сетевая ОС». На разных компьютерах сети могут работать разные ОС, функционирующие независимо в том смысле, что каждая из них принимает независимые решения о создании и завершении своих собственных процессов и управлении локальными ресурсами. Но в любом случае эти операционные системы должны включать средства для работы в сети:

- взаимно согласованный набор коммуникационных протоколов для

- организации взаимодействия процессов, выполняющихся на разных компьютерах,

- разделения ресурсов этих компьютеров между пользователями сети;

- подсистемы, организующие работу по этим протоколам.

В итоге ОС получает возможность предоставления своих ресурсов в общее пользо­вание и/или потребления ресурсов других компьютеров.

Под сетевой ОС будем понимать операционную систему отдельного компьютера, включающую средства для работы в сети.

ОС Windows, начиная с NT, различные варианты ОС Unix (HP-UX компании Hewlett- Packard, Solaris компании Sun, FreeBSD и др.), различные варианты ОС Linux, ОС MacOS, ОС NetWare компании Novell являются сетевыми.

Основные функциональные компоненты сетевой ОС показаны на рисунке 1.2.

Средства управления локальными ресурсами реализуют все функции ОС автономного компьютера, описанные выше.

Сетевые средства подразделяются на три компонента:

- серверная часть ОС - средства предоставления локальных ресурсов и услуг в общее пользование;

- клиентская часть ОС - средства запроса доступа к удаленным (т.е. принадлежащим другим компьютерам сети) ресурсам и услугам;

- транспортные, или коммуникационные средства ОС - средства, совместно с коммуникационной системой обеспечивающие обмен сообщениями в сети.

Рисунок 1.2 - Основные функциональные компоненты сетевой ОС

Правила взаимодействия компьютеров при передаче сообщений по сети фиксируются в коммуникационных протоколах (Ethernet, Token Ring, IP, IPX и пр.).

Упрощенная схема работы сетевых ОС иллюстрируется на рисунке 1.3. на примере взаимодействия двух компьютеров.

Рисунок 1.3 - Упрощенная схема работы сетевых ОС

Суть взаимодействия: пусть приложение, работающее на первом компьютере, использует файлы, размещенные на диске второ­го компьютера.

Для компьютера 1 дисковое пространство диска 2 является запрашиваемым удаленным ресурсом, следовательно, запрос на этот ресурс формируется клиентской частью ОС1. ОС2 предоставляет ресурс, следовательно, запрос будет обрабатываться серверной частью ОС2.

На рисунке в клиентской части ОС1 выделен компонент, названный редиректором (от redirect - перенаправлять). Это - программный модуль, предназначенный для распознавания запросов к удаленным и локальным файлам и перенаправления первых к удаленной машине. В таком случае приложения на клиентской машине не должны забо­титься о том, с какими файлами они работают - удаленными или локальными.

Если функции перенаправления присутствуют в клиентской части сетевой ОС, но не оформлены в виде отдельного модуля, то редиректором часто называют всю клиентскую часть.