Структура мережевої операційної системи

Мережева операційна система складає основу будь-якої обчислювальної мережі. Кожен комп'ютер в мережі в значній мірі автономний, тому під мережевою операційною системою в широкому сенсі розуміється сукупність операційних систем окремих комп'ютерів, що взаємодіють з метою обміну повідомленнями і розділення ресурсів по єдиних правилах - протоколах. У вузькому сенсі мережева ОС - це операційна система окремого комп'ютера, можливість працювати в мережі, що забезпечує йому.

Мал. 1.1. Структура мережевої ОС

У мережевій операційній системі окремої машини можна виділити декілька частин (малюнок 1.1):

• Засоби управління локальними ресурсами комп'ютера: функції розподілу оперативної пам'яті між процесами, планування і диспетчеризації процесів, управління процесорами в мультипроцесорних машинах, управління периферійними пристроями і інші функції управління ресурсами локальних ОС.
• Засоби надання власних ресурсів і послуг в загальне користування - серверна частина ОС (сервер). Ці засоби забезпечують, наприклад, блокування файлів і записів, що необхідне для їх сумісного використання; ведення довідників імен мережевих ресурсів; обробку запитів видаленого доступу до власної файлової системи і бази даних; управління чергами запитів видалених користувачів до своїх периферійних пристроїв.
• Засоби запиту доступу до видалених ресурсів і послуг і їх використання - клієнтська частина ОС (редиректор). Ця частина виконує розпізнавання і перенаправлення в мережу запитів до видалених ресурсів від додатків і користувачів, при цьому запит поступає від додатку в локальній формі, а передається в мережу в іншій формі, відповідній вимогам сервера. Клієнтська частина також здійснює прийом відповідей від серверів і перетворення їх в локальний формат, так що для додатку виконання локальних і видалених запитів невиразне.
• Комунікаційні засоби ОС, за допомогою яких відбувається обмін повідомленнями в мережі. Ця частина забезпечує адресацію і буферизацію повідомлень, вибір маршруту передачі повідомлення по мережі, надійність передачі і тому подібне, тобто є засобом транспортування повідомлень.

Залежно від функцій, що покладаються на конкретний комп'ютер, в його операційній системі може бути відсутнім або клієнтська, або серверна частині.

На малюнку 1.2 показана взаємодія мережевих компонентів. Тут комп'ютер 1 виконує роль "чистого" клієнта, а комп'ютер 2 - роль "чистого" сервера, відповідно на першій машині відсутня серверна частина, а на другій - клієнтська. На малюнку окремо показаний компонент клієнтської частини - редиректор. Саме редиректор перехоплює всі запити, що поступають від додатків, і аналізує їх. Якщо виданий запит до ресурсу даного комп'ютера, то він переадресовується відповідній підсистемі локальної ОС, якщо ж це запит до видаленого ресурсу, то він переправляється в мережу. При цьому клієнтська частина перетворить запит з локальної форми в мережевий формат і передає його транспортній підсистемі, яка відповідає за доставку повідомлень вказаному серверу. Серверна частина операційної системи комп'ютера 2 приймає запит, перетворить його і передає для виконання своєї локальної ОС. Після того, як результат отриманий, сервер звертається до транспортної підсистеми і направляє відповідь клієнтові, що видав запит. Клієнтська частина перетворить результат у відповідний формат і адресує його тому застосуванню, яке видало запит.

Мал. 1.2. взаємодія компонентів операційної системи при взаємодії комп'ютерів

На практиці склалося декілька підходів до побудови мережевих операційних систем (малюнок 1.3).

Мал. 1.3. Варіанти побудови мережевих ОС

Перші мережеві ОС були сукупністю існуючої локальної ОС і надбудованої над нею мережевої оболонки. При цьому до локальної ОС вбудовувався мінімум мережевих функцій, необхідних для роботи мережевої оболонки, яка виконувала основні мережеві функції. Прикладом такого підходу є використання на кожній машині мережі операційної системи MS DOS (у якої починаючи з її третьої версії з'явилися такі вбудовані функції, як блокування файлів і записів, необхідні для сумісного доступу до файлів). Принцип побудови мережевих ОС у вигляді мережевої оболонки над локальною ОС використовується і в сучасних ОС, таких, наприклад, як LANtastic або Personal Ware.

Проте ефективнішим представляється шлях розробки операційних систем, спочатку призначених для роботи в мережі. Мережеві функції у ОС такого типу глибоко вбудовані в основні модулі системи, що забезпечує їх логічну стрункість, простоту експлуатації і модифікації, а також високу продуктивність. Прикладом такої ОС є система Windows NT фірми Microsoft, яка за рахунок встроенности мережевих засобів забезпечує вищі показники продуктивності і захищеності інформації в порівнянні з мережевою ОС LAN Manager тієї ж фірми (сумісна розробка з IBM), надбудовою, що є, над локальною операційною системою OS/2.