TINKLO OPERACIN Ė S SISTEMOS

1. TINKLO OPERACINĖS SISTEMOS S.Maciulevičius Kompiuterių katedra, 209 k., stasys@ecdl.lt 3 dalis

2. OS struktūros Per kelis dešimtmečius OS struktūros keitėsi. Žinomi keli pagrindiniai jų struktūrų variantai: • monolitinės sistemos, • kelių lygiųsistemos, • kliento-serveriosistemos, • mikrobranduolio sistemos, • objektiškai orientuotossistemos. S.Maciulevičius

3. Monolitinės OS Monolitinė OS - parašyta kaip rinkinys procedūrų, kurios esant reikalui kreipiasi į kitas procedūras. iš taikomųjų programų sistemos sąsaja operacinės sistemos moduliai Aparatūra S.Maciulevičius

4. Monolitinės OS 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. S.Maciulevičius

5. Monolitinės OS Turime tokį vaizdą: Pagrindinė programa (main) Servisinės procedūros Pagalbinės programos (utilitai) S.Maciulevičius

6. Kelių lygių sistemos 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. S.Maciulevičius

7. Klientų-serverių modelis 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. S.Maciulevičius

8. Klientų-serverių modelis Failų serveris Spausdinimo serveris Atmintiesserveris Taikomoji programa Procesų serveris Tinklų serveris Atsakymas Užklausa Vartotojo režimas Branduolio režimas Užklausa Atsakymas Mikro-branduolys Aparatūra S.Maciulevičius

9. Mikrobranduolys 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. S.Maciulevičius

10. Objektiškai orientuotos sistemos Kuriant šiuolaikinesOS 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. S.Maciulevičius

11. Objektiškai orientuotos sistemos 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 ). S.Maciulevičius

12. Lokalių resursų valdymo priemonės (Lokali OS) Apvalkalas Serverio dalis Kliento dalis Savo resursų pateikimo bendram naudojimui priemonės Nutolusių resursų ir paslaugų užklausimo priemonės Ryšio (komunikavimo) priemonės Jungimas prie tinklo Tinklo operacinės sistemos Siaurąja prasme tinklo OS - tai atskiro kompiuterio OS, kuri įgalina kompiuterį dirbti tinkle. S.Maciulevičius

13. Tinklo operacinės sistemos Tinklo 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). S.Maciulevičius

14. Tinklo operacinės sistemos Tinklo komponentų sąveika: Kompiuteris 1 (klientas) Kompiuteris 2 (serveris) Taik. programa 1 Taik. programa 2 Redirektorius 1 Lokali OS 1 Kliento dalis 1 Serverio dalis 2 Lokali OS 2 Ryšio priemonės Ryšio priemonės Spaus- dintuv. HD HD Lokalūs resursai Lokalūs resursai S.Maciulevičius

15. 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. S.Maciulevičius

16. Tinklo operacinės sistemos Pirmosios tinklo OS taip ir buvo kuriamos - turimai lokaliai OS buvo pridedamas tinklo apvalkalas: LAN Manager (virš OS/2) Personal Ware (virš DOS 7) NetWare (klientams) šis principas (tiesa, kiek rečiau) naudojamas ir dabar Tinklo apvalkalas Lokali OS S.Maciulevičius

17. 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) S.Maciulevičius

18. L L L L K S K K S S Ryšio Ryšio Ryšio Ryšio 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. S.Maciulevičius

19. 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, NovellNetWare turi serverio variantą, optimizuotą failų serverio funkcijoms atlikti. Windows NT turi du variantus - Windows NTServer ir Windows NTWorkstation. 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. S.Maciulevičius

20. L L Išskirtieji serveriai S S S S K Ryšio Ryšio Ryšio Ryšio Ryšio Ryšio K S K K K L L L L Darbo stotys Dviejų rangų tinklo OS Neišskirtasis serveris S.Maciulevičius

21. Tinklo OS variantai Tinklo OS gali skirtis ir priklausomai nuo to, kokio dydžio tinklą valdo. • Skyriaustinkledirba nedaug vartotojų, kurie sprendžia bendrus uždavinius. Pagr. tikslas - bendras lokalių resursų (taikomosios programos, duomenys, spausdintuvai) naudojimas. į potinklius neskaidomas. • Teritorinis tinklasapjungia 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. S.Maciulevičius