TINKLO OPERACIN Ė S SISTEMOS
description
Transcript of TINKLO OPERACIN Ė S SISTEMOS
TINKLO OPERACINĖS SISTEMOS
S.MaciulevičiusS.MaciulevičiusKompiuterių katedra, 209 k., stasysKompiuterių katedra, 209 k., stasys@@ecdl.ltecdl.lt
33 dalis dalis
20201010-2011-2011 S.S.MaciuleviMaciulevičiusčius 22
Per kelis dešimtmečius OS struktūros keitėsi. Žinomi keli pagrindiniai jų struktūrų variantai: monolitinės sistemos, kelių lygių sistemos, kliento-serverio sistemos, mikrobranduolio sistemos, objektiškai orientuotos sistemos.
OS struktūros
20201010-2011-2011 S.S.MaciuleviMaciulevičiusčius 33
Monolitinė OS - parašyta kaip rinkinys procedūrų, kurios esant reikalui kreipiasi į kitas procedūras.
Monolitinės OS
Aparatūra
iš taikomųjų programų
sistemos sąsaja
operacinėssistemos moduliai
20201010-2011-2011 S.S.MaciuleviMaciulevičiusčius 44
Tokios struktūros OS kiekviena procedūra turi savo parametrų rinkinį, kreipiniai į kitas realizuojami standartiniu iškvietimo-grįžimo būdu. Atskiros procedūros sukompiliuojamos, o po to susiejamos (surišamos) į vieningą objektinį failą.
Tokios buvo pirmosios Unix ir NetWare branduolių versijos.
Ir monolitinės OS gali būti šiek tiek struktūrizuotos, išskiriant: pagrindinę programą, kuri iššaukia servisines procedūras, rinkinį servisinių procedūrų, kurios realizuoja sistemines
iškvietas, rinkinį pagalbinių procedūrų (utilitų), aptarnaujančių servisines
procedūras.
Kiekvieną sisteminę iškvietą atitinka sava servisinė procedūra.
Monolitinės OS
20201010-2011-2011 S.S.MaciuleviMaciulevičiusčius 55
Turime tokį vaizdą:
Monolitinės OS
Pagrindinė programa (main)
Servisinės procedūros
Pagalbinės programos(utilitai)
20201010-2011-2011 S.S.MaciuleviMaciulevičiusčius 66
Aukščiau pateiktas struktūrizavimas apibendrinamas kelių lygių hierarchija. Lygiai atitinka OS funkcijų grupes - failų sistemą, procesų valdymą, įrenginių valdymą ir t.t.
Kiekvienas lygis bendrauja tik su kaimyniniu.
1968 m. sukurta paketinė sistema THE turėjo 6 lygius:0 - procesoriaus laiko skirstymas,1 - atminties valdymas,2 - ryšys tarp konsolės ir procesų,3 - procesų ryšys su abstrakčiais I/O įtaisais,4 - vartotojų programos,5 - sisteminis operatorius.
Šis principas panaudotas kai kuriems Unix variantams realizuoti.
Kelių lygių sistemos
20201010-2011-2011 S.S.MaciuleviMaciulevičiusčius 77
Tai - dar vienas struktūrizavimo apibendrinimas. šiame modelyje turime serviso naudotoją - klientą - ir šio serviso teikėją - serverį.
Jų sąveika standartizuojama. Klientai gali būti skirtingi, tačiau užsakyti paslaugas privalo serveriui suprantamu būdu. Klientas paprastai būna iniciatoriumi.
Klientų-serverių modelis - patogus kaip koncepcinis modelis. Jis sėkmingai naudojamas ir kitokiai programinei įrangai kurti.
OS pagal funkcijų grupes gali būti išskirti keli serveriai. Kiekvienas iš jų dirba vartotojo režime.
Klientų-serverių modelis
20201010-2011-2011 S.S.MaciuleviMaciulevičiusčius 88
Klientų-serverių modelis
Taikomoji programa
Branduolio režimas
Atminties serveris
Procesų serveris
Mikro-branduolys
Failų serveris
Spausdinimo serveris
Tinklų serveris
Užklausa
UžklausaAtsakymas
Atsakymas
Vartotojo režimas
Aparatūra
20201010-2011-2011 S.S.MaciuleviMaciulevičiusčius 99
Mikrobranduolys realizuoja gyvybiškai svarbias OS funkcijas. Kiti moduliai (pvz., failų sistema, apsaugos užtikrinimas) tokiu atveju tampa periferiniais.
Apibrėžiant funkcijos realizavimo vietą, priimama, kad mikrobranduolyje realizuojamos tos funkcijos, kuris yra privilegijuotos ir turi būti vykdomos supervizoriaus režime - pvz., pertraukčių realizavimas, kai kurios procesų valdymo funkcijos, pranešimų perdavimas.
Mikrobranduoliai naudojami ir Windows NT bei Unix sistemose.
Mikrobranduolys
20201010-2011-2011 S.S.MaciuleviMaciulevičiusčius 1010
Kuriant šiuolaikines OS plačiai naudojamos objektiškai orientuotos technologijos, kai kiekviena programinė komponentė yra funkciniu požiūriu izoliuota nuo kitų.
Objektas - tai programų ir duomenų vienetas, sąveikai su kitais objektais naudojantis pranešimų perdavimą. Objektu gali būti laikomas konkretus dalykas - programa ar dokumentas, taip pat ir abstraktus - procesas ar įvykis.
Vidinė objekto duomenų struktūra yra nematoma. Norint duomenis perduoti į objektą ar iš jo gauti, reikia iškviesti tam tikras objekto funkcijas.
Taigi, iš išorės objektas - tai juoda dėžė. Kol išorinė objekto reakcija nesikeičia, jo vidinė realizacija mūsų nedomina. Tai patogu išplėtimo, techninės bazės keitimo atveju.
Objektiškai orientuotos sistemos
20201010-2011-2011 S.S.MaciuleviMaciulevičiusčius 1111
Objektiškai orientuotos technologijos ypač efektyvios kuriant aktyviai besivystančią programinę įrangą, pavyzdžiui, skirtą įvairioms aparatinėms platformoms.
šios technologijos labai naudingos realizuojant paskirstytas aplinkas.
Dabartiniu metu objektiškai orientuotas OS kūrimo technologijas naudoja tokios firmos, kaip Microsoft, Apple, IBM, Novell ir Sun Microsystems.
Jau dabar taip sukurtos tokios priemonės, kaip Microsoft OLE, standartas OpenDoc, architektūra CORBA, IBM DSOM (Distributed System Object Model ).
Objektiškai orientuotos sistemos
20201010-2011-2011 S.S.MaciuleviMaciulevičiusčius 1212
Tinklo operacinės sistemos
Siaurąja prasme tinklo OS - tai atskiro kompiuterio OS, kuri įgalina kompiuterį dirbti tinkle.
Lokalių resursų valdymo priemonės
(Lokali OS)
Serverio dalis
Savo resursų pateikimo bendram
naudojimui priemonės
Kliento dalis
Nutolusių resursų ir paslaugų užklausimo
priemonės
Ryšio (komunikavimo) priemonės
Jungimas prie tinklo
Apvalkalas
20201010-2011-2011 S.S.MaciuleviMaciulevičiusčius 1313
Tinklo operacinės sistemosTinklo OS struktūroje galima išskirti tokias dalis: kompiuterio lokalių resursų valdymo priemones: atminties
skirstymą procesams, procesų planavimą ir dispečerizavimą, procesų valdymą, periferinių įrenginių valdymą ir kt.;
savo resursų ir paslaugų pateikimo bendram naudojimui priemones (serveris): failų ir įrašų blokavimą (būtiną kartu naudojant informaciją), tinklo resursų vardyno vedimą, svetimų kreipinių į savo failų sistemą ir DB apdorojimą, kitų kreipinių į savo periferinius įrenginius eilių tvarkymą ir kt.;
nutolusių resursų ir paslaugų užklausimo priemones (redirektorius): nutolusių resursų užklausų atpažinimą ir nukreipimą, atsakų iš serverių priėmimą ir pertvarkymą į lokalų formatą;
ryšio (komunikavimo) priemones, užtikrinančias pranešimų mainus tinkle (pranešimų adresavimą ir buferizavimą, maršruto parinkimą, perdavimo patikimumo užtikrinimą).
20201010-2011-2011 S.S.MaciuleviMaciulevičiusčius 1414
Tinklo operacinės sistemosTinklo komponentų sąveika:
Kompiuteris 1 (klientas)
Taik. programa 1
Redirektorius 1
Lokali OS 1
Kliento dalis 1
Ryšio priemonės
HD Spaus-dintuv.
Lokalūs resursai
Kompiuteris 2 (serveris)
Taik. programa 2
Serverio dalis 2
Lokali OS 2
Ryšio priemonės
HD
Lokalūs resursai
20201010-2011-2011 S.S.MaciuleviMaciulevičiusčius 1515
Tinklo operacinės sistemos
Pirmasis kompiuteris - “grynas” klientas, o antrasis - “grynas” serveris.
Pirmajame nėra serverio dalies, užtat išskirtas kliento redirektorius, kuris perima visas taikomųjų programų užklausas ir jas analizuoja: jei užklausa skirta savo resursui, ji nukreipiama į lokalios OS posistemį, jei nutolusiam - ji nukreipiama į tinklą. Tokiu atveju pakeičiamas formatas, ir užklausa perduodama transporto posistemį, atsakingą už jos persiuntimą serveriui.
Antrojo kompiuterio serverio dalis priima atėjusią užklausą, ją pertvarko ir perduoda į savo lokalios OS posistemį, Gavęs rezultatą, serveris kreipiasi į transporto posistemį ir nukreipia atsakymį klientui, pasiuntusiam užklausą. Kliento dalis rezultatą pertvarko į reikiamą formatą ir nukreipia jį tai taikomąjai programai, kuri pasiuntė užklausą.
20201010-2011-2011 S.S.MaciuleviMaciulevičiusčius 1616
Tinklo operacinės sistemos Pirmosios tinklo OS taip ir buvo kuriamos - turimai lokaliai OS
buvo pridedamas tinklo apvalkalas:
Tinklo apvalkalas
Lokali OS
LAN Manager (virš OS/2)Personal Ware (virš DOS 7)NetWare (klientams)
šis principas (tiesa, kiek rečiau) naudojamas ir dabar
20201010-2011-2011 S.S.MaciuleviMaciulevičiusčius 1717
Tinklo operacinės sistemos
Geresnis kelias - kurti OS, kurios iš karto sumanytos kaip tinklo OS. Tokių OS tinklo funkcijos giliai integruotos į pagrindinius sistemos modulius. Tai užtikrina lų loginį grakštumą, eksploatavimo ir modifikavimo paprastumą, didesnį našumą. Tokia yra ir Windows NT.
OS su integruotomis
tinklo funkcijomis
Windows NT Workstation
Windows NT Server
NetWare (serveriui)
20201010-2011-2011 S.S.MaciuleviMaciulevičiusčius 1818
Vieno rango tinklo OS
Taip vadinamos tos tinklo OS, kuriose visi kompiuteriai gali dirbti tiek kaip klientai, tiek ir kaip serveriai. Jei kompiuteris pats suteikia kitam kompiuteriui savo resursus, jis tuo metu dirba kaip serveris. Jei kompiuteris naudojasi kito kompiuterio resursus, jis tuo metu dirba kaip klientas.
L
K S
Ryšio
L
K
Ryšio
L
K S
Ryšio
L
S
Ryšio
20201010-2011-2011 S.S.MaciuleviMaciulevičiusčius 1919
Dviejų rangų tinklo OS Taip vadinamos tos tinklo OS, kuriose vienas ar keli kompiuteriai vykdo tik
serverių funkcijas. Priklausomai nuo to, kokias funkcijas vykdo serveris (kokius resursus ar paslaugas teikia kitiems), jis vadinamas failų serveriu, fakso serveriu, spausdinimo serveriu, taikomųjų programų serveriu ir t.t.
Tokiuose išskirtuose serveriuose tikslinga turėti OS, optimizuotas konkrečioms funkcijoms atlikti. Pavyzdžiui, Novell NetWare turi serverio variantą, optimizuotą failų serverio funkcijoms atlikti.
Windows NT turi du variantus - Windows NT Server ir Windows NT Workstation. Nors abu variantai gali palaikyti serverio ir kliento funkcijas, pirmasis optimizuotas savo resursams teikti, centralizuotam tinklo valdymui, turi geresnę apsaugą.
Funkcinis nesimetriškumas sąlygoja ir aparatūros nesimetriškumą - išskirtieji serveriai būna žymiai galingesni.
20201010-2011-2011 S.S.MaciuleviMaciulevičiusčius 2020
Dviejų rangų tinklo OS
Neišskirtasis serveris
L
K S
Ryšio
L
K
Ryšio
L
K
Ryšio
L
K
Ryšio
L
Ryšio
K S
L
Ryšio
S S S
Išskirtieji serveriai
Darbo stotys
20201010-2011-2011 S.S.MaciuleviMaciulevičiusčius 2121
Tinklo OS variantai
Tinklo OS gali skirtis ir priklausomai nuo to, kokio dydžio tinklą valdo.
Skyriaus tinkle dirba nedaug vartotojų, kurie sprendžia bendrus uždavinius. Pagr. tikslas - bendras lokalių resursų (taikomosios programos, duomenys, spausdintuvai) naudojimas. į potinklius neskaidomas.
Teritorinis tinklas apjungia viename pastate ar kompaktiškoje teritorijoje esančius kelių skyrių tinklus. Toks tinklas valdo skyrių tinklų sąveiką, prieigą prie įmonės duomenų bazių, fakso serverių, greitaeigių modemų ir spausdintuvų.
Įmonės tinklas (korporatyvinis tinklas) apjungia visus teritorinius tinklus. Jis gali apimti miestą, regioną, šalį ar dar daugiau. čia valdomas informacijos perdavimas tarp skyrių, darbo grupių, administracijos tarnybų.