Программное обеспечение ЛВС

Программное обеспечение (ПО) ЛВС имеет иерархическую структуру, соответствующую семиуровневой модели ВОС. Это существенно облегчает задачу стандартизации ПО в соответствии с общепринятыми протоколами. Известно, что основная задача ЛВС - обеспечение функционирования прикладных процессов, реализуемых АС сети. Выполнение прикладных процессов обеспечивается средствами прикладных программ сети (ППС), которые реализуют протоколы верхнего (прикладного) уровня модели ВОС и соответственно образуют верхний уровень программной структуры ЛВС. Выполнение процессов взаимодействия, с помощью которых осуществляется передача данных между прикладными процессами различных АС, производится средствами сетевых операционных систем (СОС), а также аппаратными средствами сети. Обычно программы СОС локальных сетей реализуют протоколы трех верхних уровней модели ВОС: прикладного уровня (вместе с ППС), представительного и сеансового. Протоколы нижних четырех уровней (транспортного, сетевого, канального и физического), как правило, реализуются аппаратурными средствами (сетевым адаптером), но в принципе процедуры этих уровней (кроме физического) могут быть реализованы программно средствами СОС.

Сетевые операционные системы. СОС - это система программных средств, управляющих процессами в сети и объединенных общей архитектурой, определенными коммуникационными протоколами и механизмами взаимодействия вычислительных процессов [24]. Она обеспечивает пользователям стандартный и удобный доступ к разнообразным сетевым ресурсам и обладает высоким уровнем прозрачности, т.е. изолирует от пользователя все различия, особенности и физические параметры привязки процессов к обрабатываемым ресурсам. Операционная система, управляющая работой ЛВС, является распределенной. Она распределяет все ресурсы сети между АС и организует обмен между ЭВМ АС. СОС локальных сетей либо создаются на базе готовой одномашинной ОС (например, в сетях Ethernet, Arcnet и Token Ring), либо разрабатываются заново как единое целое.

Возможны следующие варианты структур СОС ЛВС:

1. каждая ЭВМ сети реализует все функции СОС, т.е. хранит в своей ОП резидентную часть СОС и имеет доступ к любой нерезидентной части, хранящейся на внешних носителях;

2. каждая ЭВМ сети имеет копии программ только часто реализуемых функций СОС, копии программ редко реализуемых функций имеются в памяти только одной (или нескольких) ЭВМ;

3. каждая ЭВМ сети выполняет только определенный набор функций СОС, причем этот набор является либо индивидуальным, либо некоторые функции будут общими для нескольких ЭВМ.

Различия в структурах СОС обусловлены принятыми способами управления ЛВС (децентрализованное или централизованнее управление). Отличительной особенностью СОС ЛВС является наличие слоя операционных систем, обеспечивающего обмен информацией между ЭВМ сети.

В сетях с централизованным управлением сетевая операционная система, называемая также ОС сервера, обеспечивает выполнение базовых функций, таких, как поддержка файловой системы, планирование задач, управление памятью. Сетевая операционная система и ОС рабочей станции абонентской системы несовместимы, поэтому для обеспечения взаимодействия сервера и PC в рабочую станцию вводится специальная программа, называемая сетевой оболочкой. Оболочка загружается в оперативную память PC как резидентная программа. Она воспринимает прикладные запросы пользователей сети и определяет место их обработки -в локальной ОС станции или в СОС на сервере. Если запрос должен обрабатываться в сети, оболочка преобразует его в соответствии с принятым протоколом, обеспечивая тем самым передачу запроса по нужному адресу.

В персональных компьютерах (ПК), используемых в качестве PC, применяются ОС с разной архитектурой и возможностями. Ядро ОС обычно дополняется набором сервисных программ, с помощью которых осуществляются начальная разметка дисков, установка параметров внешних устройств, тестирование оперативной памяти, выдача информации на печать, стыковка, с большими ЭВМ и ЛВС и т.д. Получило широкое распространение и фактически стандартизировано несколько “семейств” операционных систем -СР/М, MSX, MS DOS, Windows, Unix, OS/2, ориентированных на определенные классы машин.

В качестве сетевой оболочки ОС рабочей станции ЛВС используются более широко следующие:

• сетевая оболочка NetWare для взаимодействия с СОС NetWare фирмы Novell. Она тесно связана с другими сервисными программами ОС PC, в совокупности с которыми образуется более крупная оболочка, обеспечивающая взаимодействие с сетью;
• MS Windows фирмы Microsoft. За годы разработки и совершенствования среда Windows превратилась в удобный интерфейс для пользователей. Выпущено много версий Windows с различным назначением: для работы в качестве сетевой оболочки, в качестве программного обеспечения сетевого сервера, для конечных пользователей;
• Х Window - обеспечивает среду, которая представляет собой набор инструментальных средств, управляющих обменом информацией с графическим дисплеем. Она ориентирована на работу в сетях и имеет в своей основе модель клиент - сервер, характерную для ЛВС с централизованным управлением;
• Х Tree Net - для совместной работы с многопользовательской СОС с разделением времени NetWare LAN фирмы Novell. В этой оболочке имеется встроенный текстовый редактор, полностью совместимый с редактором Word Star;
• программа Norton Commander - отличается простотой в эксплуатации и надежностью, в нее включены все основные функции управления файлами и каталогами (копирование, перемещение, удаление, сравнение содержимого двух каталогов и др.). Из оболочки Norton Commander можно автоматически запускать прикладные программы, а ее функции по поддержке коммуникаций достаточно просты.

Наиболее распространенными для ЛВС типа клиент — сервер являются четыре зарубежные СОС [23]: NetWare фирмы Novell (65% рынка СОС на 1992 год), LAN Server фирмы IBM (14%), LAN Manager фирмы Microsoft (3%), Vines фирмы Banyan (2%), выполненная на базе Unix. В последние годы широко используется СОС Windows NT. Эти СОС отличаются между собой по таким параметрам, как надежность, удобство и разнообразие административных средств для управления сетью и работой пользователей, использование разделяемых ресурсов, наличие защиты информации от несанкционированного доступа, объем резидентной части, занимаемой сетевой оболочкой на PC, зависимость производительности от количества PC в сети, возможность использования нескольких серверов в сети.

Одной из наиболее популярных является СОС Novell NetWare 386 версии 3.11, которая представляет собой 32-разрядную многозадачную СОС реального времени, работающую в защищенном режиме процессора 80386 или 8Q486. Эта система работает на одном или нескольких компьютерах, используемых в качестве файл-серверов. Остальные компьютеры сети функционируют в качестве PC, и на них загружается сетевая оболочка - специальный компонент NetWare для PC. К одному серверу подключаются до 250 PC. Все пользователи сети системным администратором могут быть разделены на группы, управление которыми осуществляют администраторы групп.

Выпущенная фирмой новейшая СОС Novell NetWare версии 4.0 предназначена для создания крупных многосегментных сетей, содержащих множество серверов и обслуживающих до 1000 пользователей. В новой версии предусмотрено централизованное управление серверами, т.е. системный администратор может управлять всеми серверами и вести единый список пользователей на всех серверах. Следовательно, пользователь, подключившись к сети, получает доступ одновременно ко всемее ресурсам.

Кроме указанных СОС, в ЛВС типа клиент-сервер применяются и другие операционные системы, например СОС Windows NT, Windows NT Advanced Server (фирма Microsoft, 1993 г.)

В сетях с децентрализованным управлением, или одноранговых сетях, объединяются компьютеры, каждый из которых может быть и сервером, и клиентом. В такой сети любой компьютер работает под управлением обычной дисковой ОС, а для выполнения сетевых функций в его оперативную память загружаются программы одноранговой СОС.

Для одноранговых ЛВС наиболее популярными СОС являются NetWare Lite фирмы Novell и LANtastic фирмы Artisoft. Большинство этих систем, как и СОС для ЛВС с централизованным управлением, базируется на ОС ПЭВМ типа MS DOS, OS/2, Unix и Windows.

Система NetWare Lite довольно удобна для управления работой небольших одноранговых сетей любой топологии: Ethernet, Arcnet, Token Ring. Kpo-ме того, ее работа согласуется с Novell NetWare 3.11, что позволяет комбинировать возможности сетей с централизованным управлением на базе NetWare 3.11 с удобным разделением ресурсов отдельных PC.

В сети с системой NetWare Lite управление сетью сравнительно простое, оно включает распределение ресурсов между пользователями, управление доступом к сети и другие задачи. Здесь также может быть введен:

администратор, однако, как правило, каждый пользователь сам решает, какие ресурсы своей АС он выделяет в общее распоряжение. Система NetWare:

Lite работает в среде MS DOS, поэтому ее возможности, предоставляемые прикладным программам, не отличаются от возможностей DОS (например, режим “клиент-сервер” здесь невозможен).

Система LANtastic (выпущена фирмой Artisoft в 1987 г.) является одной из первых одноранговых СОС. Она очень удобна для пользователей одноранговых сетей, работающих в упрощенном режиме, когда основные операции в сети сводятся к передаче небольших сообщений между компьютерами и использованию в режиме разделения времени общих файлов или устройств. Фирма Artisoft готовит усовершенствованные версии этой СОС, обеспечивающие, в частности, повышенную производительность операций ввода-вывода для эффективной многопользовательской работы с базами данных.

В одноранговых ЛВС применяются также СОС Windows for Workgrups, Personal NetWare, POWERLan.

Сетевые операционные системы обеспечивают выполнение лишь общих функций ЛВС (поддержка файл-сервера, обеспечение многопользовательской работы, безопасности и секретности данных и т.д.), но они не могут самостоятельно реализовывать многочисленные прикладные процессы. Например, не все СОС имеют собственные средства программирования электрон- ной почты (ЭП) - одного из основных приложений ЛВС. Поэтому важным требованием к большинству современных пакетов прикладных программ (ППП) является их способность работать в условиях локальных сетей, т.е. выполнять функции прикладных программ сети (ППС).

В состав наиболее известных ППС входят:

• текстовые процессоры нового поколения (Word 5.0, Word 6.0, Word 7.0);

• пакеты электронных таблиц, или табличных процессоров (SuperCalc-5, Lotus 1-2-3 версии 2.01 и 3.0, Quatro Pro версия 3.0, Exel 7.0);

• СУБД (Access, dBASE-4;5, CLIPPER-5.0, Paradox 5.0 и др.);

• пакеты группового обеспечения (Notes, Offis Vision);

• пакеты электронной почты (Microsoft Mail);

• интегрированные пакеты (Sumphony, FrameWork);

пакеты телесвязи для обеспечения передачи файлов между ПК (CROSSTALK, SMARTTERM, SMARTCOM П, KERMIT). Эти ППС должны обеспечивать возможность функционирования в сети определенного типа. В настоящее время 90 % рынка объединились вокруг сетей Ethernet, ARCnet и Token Ring. Именно к этим типам сетей приспосабливается большинство разработчиков сетевых программных средств.