Сетевые сервисы удаленного управления ресурсами информационных систем. Сетевой сервис и сетевые стандарты

Совокупность серверной и клиентской частей ОС, предоставляющих доступ к конкретному типу ресурса компьютера через сеть, называется сетевой службой. В приведенном выше примере клиентская и серверная части ОС, которые совместно обеспечивают доступ через сеть к файловой системе компьютера, образуют файловую службу.

Говорят, что сетевая служба предоставляет пользователям сети некоторый набор услуг. Эти услуги иногда называют также сетевым сервисом (от англоязычного термина «service»). Хотя указанные термины иногда используются как синонимы, следует иметь в виду, что в некоторых случаях различие в значениях этих терминов носит принципиальный характер. Далее в тексте под «службой» мы будем понимать сетевой компонент, который реализует некоторый набор услуг, а под «сервисом» - описание того набора услуг, который предоставляется данной службой. Таким образом, сервис - это интерфейс между потребителем услуг и поставщиком услуг (службой).

Каждая служба связана с определенным типом сетевых ресурсов и/или определенным способом доступа к этим ресурсам. Например, служба печати обеспечивает доступ пользователей сети к разделяемым принтерам сети и предоставляет сервис печати, а почтовая служба предоставляет доступ к информационному ресурсу сети - электронным письмам. Способом доступа к ресурсам отличается, например, служба удаленного доступа - она предоставляет пользователям компьютерной сети доступ ко всем ее ресурсам через коммутируемые телефонные каналы. Для получения удаленного доступа к конкретному ресурсу, например, к принтеру, служба удаленного доступа взаимодействует со службой печати. Наиболее важными для пользователей сетевых ОС являются файловая служба и служба печати.

Среди сетевых служб можно выделить такие, которые ориентированы не на простого пользователя, а на администратора. Такие службы используются для организации работы сети. Например, служба Bindery операционной системы Novell NetWare 3.x позволяет администратору вести базу данных о сетевых пользователях компьютера, на котором работает эта ОС. Более прогрессивным является подход с созданием централизованной справочной службы или, по-другому, службы каталогов, которая пред-назначена для ведения базы данных не только обо всех пользователях сети, но и обо всех ее программных и аппаратных компонентах. В качестве примеров службы каталогов часто приводятся NDS компании Novell. Другими примерами сетевых служб, предоставляющих сервис администратору, являются служба мониторинга сети, позволяющая захватывать и анализировать сетевой трафик, служба безопасности, в функции которой может входить, в частности, выполнение процедуры логического входа с проверкой пароля, служба резервного копирования и архивирования.

От того, насколько богатый набор услуг предлагает операционная система конечным пользователям, приложениям и администраторам сети, зависит ее позиция в общем ряду сетевых ОС.

Сетевые службы по своей природе являются клиент-серверными системами. Поскольку при реализации любого сетевого сервиса естественно возникают источник запросов (клиент) и исполнитель запросов (сервер), то и любая сетевая служба содержит в своем составе две несимметричные части - клиентскую и серверную. Сетевая служба может быть представлена в операционной системе либо обеими (клиентской и серверной) частями, либо только одной из них.

Обычно говорят, что сервер предоставляет свои ресурсы клиенту, а клиент ими пользуется. Необходимо отметить, что при предоставлении сетевой службой некоторой услуги используются ресурсы не только сервера, но и клиента. Клиент может затрачивать значительную часть своих ресурсов (дискового пространства, процессорного времени и т. п.) на поддержание работы сетевой службы. Принципиальной разницей между клиентом и сервером является то, что инициатором выполнения работы сетевой службой всегда выступает клиент, а сервер всегда находится в режиме пассивного ожидания запросов. Например, почтовый сервер осуществляет до-ставку почты на компьютер пользователя только при поступлении запроса от почтового клиента.

Обычно взаимодействие между клиентской и серверной частями стандартизуется, так что один тип сервера может быть рассчитан на работу с клиентами разного типа, реализованными различными способами и, может быть, разными производителями. Единственное условие для этого - клиенты и сервер должны поддерживать общий стандартный протокол взаимодействия.

Понятие компьютерной сети.

Компьютерные сети – это системы компьютеров, объединенных каналами передачи данных, обеспечивающие эффективное предоставление различных информационно-вычислительных услуг пользователям посредством реализации удобного и надежного доступа к ресурсам сети.

Информационные системы, использующие возможности компьютерных сетей, обеспечивают выполнение следующих задач:

· Хранение и обработка данных

· Организация доступа пользователей к данным

· Передача данных и результатов обработки пользователям

Эффективность решения перечисленных задач обеспечивается:

· Дистанционным доступом пользователей к аппаратным, программным и информационным ресурсам

· Высокой надежностью системы

· возможностью оперативного перераспределения нагрузки

· специализацией отдельных узлов сети для решения определенного класса задач

· решением сложных задач совместными усилиями нескольких узлов сети

· возможностью осуществления оперативного контроля всех узлов сети

Если рассмотреть структуру компьютерной сети, то в ней можно выделить три базовых элемента:

Сетевые средства и службы

Носители для передачи данных

Сетевые протоколы.

Сетевые средства и службы. Если мы рассмотрим компьютерную сеть, то под сетевыми средствами и службами подразумевается все то, на что способна сеть. Для организации служб используются многочисленные комбинации аппаратного и программного обеспечения.

Под термином «поставщик услуги» (service provider) следует понимать комбинацию аппаратного и программного обеспечения, которая выполняет определенную услугу. Не следует понимать под этим термином компьютер, так как компьютеры могут выполнять различные услуги и на одном компьютере может быть несколько поставщиков услуг одновременно

Под термином «потребитель услуги» (service requestor) понимают какого-либо субъекта, использующего данную услугу.

В зависимости от выполняемых ролей в сети различают три типа поставщиков и потребителей услуг:

Сервер (server)

Клиент (client)

Клиент-сервер (peer).

Сервер может только предоставлять услуги. Клиент может только потреблять услуги. А клиент-сервер может одновременно и предоставлять, и потреблять услуги.

Очень часто эти понятия ошибочно жестко привязывают к какому-либо компьютеру, но следует отметить что роль компьютера зависит от установленного программного обеспечения, и в зависимости от ПО компьютер может быть и сервером, и клиентом, и клиент-сервером.

Компьютерные сети по структуре можно разделить на два вида:

На основе сервера (Server based)

Одноранговые (peer-to-peer)

Члены одноранговой сети могут быть и потребителями и поставщиками услуг одновременно. Установленное на каждом из компьютеров одноранговой сети ПО как правило предоставляет одинаковый комплекс услуг.

Одноранговые сети также называют рабочими группами. Чаще всего в таких сетях находится не более 10 компьютеров. Такие сети дешевы, так как не имеют выделенного под сервер компьютера. Пользователи сами выступают в роли администраторов и обеспечивают защиту информации. Этот тип сети отличается хаотичность информационной структуры. При большом количестве клиентов одноранговая сеть становится малоуправляемой.

Преимущества.

Просты в установке и настройке

Пользователи сами контрлируют свои ресурсы

Не нужно дополнительных ресурсов (оборудования и администратора) - сетевая безопасность устанавливается к каждому ресурсу отдельно

Недостатки

Нужно помнить столько паролей сколько есть ресурсов

Резервное копирование производится на всех компьютерах чтобы защитить общие данные

Малая производительность поставщиков услуг

Нет централизованной схемы для поиска и управления доступом к данным

В сетях на основе сервера клиенты потребляют услуги а серверы предоставляют услуги. Причем эти отношения жестко подчиняются административным правилам. Серверы можно классифицировать по видам предоставляемых услуг, что будет сделано позднее. Сейчас сети на основе сервера являются самым популярным видом сетей.

Компьютеры, выполняющие роль серверов, как правило имеют мощное аппаратное оснащение. Они специально рассчитаны на исполнение большого количества запросов клиентов. Ключевым моментом безопасности такой сети является физическое ограничение доступа к серверу. Специальный человек – администратор – формирует единую политику безопасности сети. Общие файлы как правило хранятся в одном месте, что упрощает их резервирование. Такие сети также лучше масштабируются и могут обслуживать от единиц до десятка тысяч пользователей.

Преимущества

Централизованное управление учет-ными записями пользователей, безопасностью и доступом

Более производительные поставщики услуг

Пользователю нужен только один пароль

Недостатки

Централизованное резервирование данных - неисправность сервера может сделать сеть неработоспособной

Требуется квалифицированный персонал для обслуживания что увеличивает стоимость

Высокая стоимость – из-за специального оборудования

Выбор реализации какого-либо типа сети можно сделать по следующим условиям.

Одноранговая сеть:

Имеется не более 10 сетевых пользователей (желательно пять)

Все машины в сети компактно расположены для объединения в одну локальную сеть

Ограниченность в средствах

Нет потребности в высокопроизводительных поставщиках услуг

Вопрос безопасности не является решающим.

Сеть на основе сервера:

В сети планируется более 10 пользователей

Требуется централизованное управление, безопасность, управление ресурсами или резервное копирование

Существует потребность в высокопроизводительных поставщиках услуг

Требуется доступ к глобальной сети или используется объединенная сеть

Носитель для передачи данных – это среда, по которой происходит передача информации. Под компьютерным носителем подразумевают либо кабель, либо технологии беспроводной связи. Носитель не гарантирует что сообщение будет принято адресатом, он лишь гарантирует его правильную передачу.

Сетевые протоколы гарантируют что члены сети будут понимать друг друга. Протокол – это свод правил и стандартов по которым взаимодействуют различные устройства.

Сетевые средства и службы: понятие, примеры и назначение основных сетевых служб .

Сетевые службы и сетевые сервисы

Сетевая служба - совокупность серверной и клиентской частей ОС, предоставляющих доступ к конкретному типу ресурса компьютера через сеть.

Говорят, что сетевая служба предоставляет пользователям сети некоторый набор услуг. Эти услуги иногда называют также сетевым сервисом (от англоязычного термина "service"). Далее в тексте под "службой" мы будем понимать сетевой компонент, который реализует некоторый набор услуг, а под "сервисом" - описание того набора услуг, который предоставляется данной службой. Таким образом, сервис - это интерфейс между потребителем услуг и поставщиком услуг (службой).

Сервис - описание набора услуг, которые предоставляется сетевой службой

Среди сетевых служб можно выделить такие, которые ориентированы не на простого пользователя, а на администратора. Такие службы используются для организации работы сети. Например, служба Bindery операционной системы Novell NetWare 3.x позволяет администратору вести базу данных о сетевых пользователях компьютера, на котором работает эта ОС. Более прогрессивным является подход с созданием централизованной справочной службы, или, по-другому, службы каталогов, которая предназначена для ведения базы данных не только обо всех пользователях сети, но и обо всех ее программных и аппаратных компонентах. В качестве примеров службы каталогов часто приводятся NDS компании Novell и StreetTalk компании Banyan. Другими примерами сетевых служб, предоставляющих сервис администратору, являются служба мониторинга сети, позволяющая захватывать и анализировать сетевой трафик, служба безопасности, в функции которой может входить, в частности, выполнение процедуры логического входа с проверкой пароля, служба резервного копирования и архивирования.

Сетевые службы по своей природе являются клиент-серверными системами. Поскольку при реализации любого сетевого сервиса естественно возникает источник запросов (клиент) и исполнитель запросов (сервер), то и любая сетевая служба содержит в своем составе две несимметричные части - клиентскую и серверную. Сетевая служба может быть представлена в операционной системе либо обеими (клиентской и серверной) частями, либо только одной из них.

Принципиальной же разницей между клиентом и сервером является то, что инициатором выполнения работы сетевой службой всегда выступает клиент, а сервер всегда находится в режиме пассивного ожидания запросов.

разработчики сетевых ОС посчитали более эффективным подход, при котором сетевая ОС с самого начала работы над ней задумывается и проектируется специально для работы в сети. Сетевые функции у этих ОС глубоко встраиваются в основные модули системы, что обеспечивает ее логическую стройность, простоту в эксплуатации и модификации, а также высокую производительность. Важно, что при таком подходе отсутствует избыточность. Если все сетевые службы хорошо интегрированы, т.е. рассматриваются как неотъемлемые части ОС, то все внутренние механизмы такой операционной системы могут быть оптимизированы для выполнения сетевых функций. Например, ОС Windows NT компании Microsoft за счет встроенности сетевых средств обеспечивает более высокие показатели производительности и защищенности информации по сравнению с сетевой ОС LAN Manager той же компании, являющейся надстройкой над локальной операционной системой OS/2. Другими примерами сетевых ОС со встроенными сетевыми службами являются все современные версии UNIX, NetWare, OS/2 Warp.

Другой вариант реализации сетевых служб - объединение их в виде некоторого набора (оболочки), при этом все службы такого набора должны быть между собой согласованы, т.е. в своей работе они могут обращаться друг к другу, могут иметь в своем составе общие компоненты, например, общую подсистему аутентификации пользователей или единый пользовательский интерфейс. Для работы оболочки необходимо наличие некоторой локальной операционной системы, которая бы выполняла обычные функции, необходимые для управления аппаратурой компьютера, и в среде которой выполнялись бы сетевые службы, составляющие эту оболочку. Оболочка представляет собой самостоятельный программный продукт и, как всякий продукт, имеет название, номер версии и другие соответствующие характеристики. В качестве примеров сетевой оболочки можно указать, в частности, LAN Server и LAN Manager. Самые известные сетевые ОС – это Novell NetWare и Windows NT.

Общие сетевые службы

Самыми распространенными являются следующие сетевые службы:

Файловые службы

Службы печати

Службы передачи сообщений

Средства приложений

Средства баз данных.

И порта сервера , в результате чего устанавливается соединение, позволяющее взаимодействовать двум компьютерам с использованием соответствующего сетевого протокола прикладного уровня .

Номера портов

Номер порта для «привязки» службы выбирается в зависимости от его функционального назначения. За присвоение номеров портов определённым сетевым службам отвечает IANA . Номера портов находятся в диапазоне 0 - 65535 и разделены на 3 категории :

Номера портов	Категория	Описание
0 - 1023	Общеизвестные порты	Номера портов назначены IANA и на большинстве систем могут быть использованы исключительно процессами системы (или пользователя root) или прикладными программами, запущенными привилегированными пользователями. Не должны использоваться без регистрации IANA. Процедура регистрации определена в разделе 19.9 RFC 4340 (англ.) .
1024 - 49151	Зарегистрированные порты	Номера портов включены в каталог IANA и на большинстве систем могут быть использованы процессами обычных пользователей или программами, запущенными обычными пользователями. Не должны использоваться без регистрации IANA. Процедура регистрации определена в разделе 19.9 RFC 4340.
49152 - 65535	Динамически используемые порты и/или порты, используемые внутри закрытых (private) сетей	Предназначены для временного использования - в качестве клиентских портов, портов, используемых по согласованию для частных служб, а также для тестирования приложений до регистрации выделенных портов. Эти порты не могут быть зарегистрированы .

Список соответствия между сетевыми службами и номерами портов

Официальный список соответствия между сетевыми службами и номерами портов ведёт IANA .

История регулирования соответствия

Вопросы унификации соответствия сетевых служб номерам сокетов (портов) поднимались в RFC 322 и 349, первые попытки регулирования были предприняты Джоном Постелом в RFC 433 и 503.

Актуальный список

netstat -an

В ОС семейства Windows результат работы этой команды выглядит примерно так:

Активные подключения Имя Локальный адрес Внешний адрес Состояние TCP 0.0.0.0:135 0.0.0.0:0 LISTENING TCP 0.0.0.0:445 0.0.0.0:0 LISTENING TCP 127.0.0.1:1026 0.0.0.0:0 LISTENING TCP 127.0.0.1:12025 0.0.0.0:0 LISTENING TCP 127.0.0.1:12080 0.0.0.0:0 LISTENING TCP 127.0.0.1:12110 0.0.0.0:0 LISTENING TCP 127.0.0.1:12119 0.0.0.0:0 LISTENING TCP 127.0.0.1:12143 0.0.0.0:0 LISTENING TCP 192.168.0.16:139 0.0.0.0:0 LISTENING TCP 192.168.0.16:1572 213.180.204.20:80 CLOSE_WAIT TCP 192.168.0.16:1573 213.180.204.35:80 ESTABLISHED UDP 0.0.0.0:445 *:* UDP 0.0.0.0:500 *:* UDP 0.0.0.0:1025 *:* UDP 0.0.0.0:1056 *:* UDP 0.0.0.0:1057 *:* UDP 0.0.0.0:1066 *:* UDP 0.0.0.0:4500 *:* UDP 127.0.0.1:123 *:* UDP 127.0.0.1:1900 *:* UDP 192.168.0.16:123 *:* UDP 192.168.0.16:137 *:* UDP 192.168.0.16:138 *:* UDP 192.168.0.16:1900 *:*

В UNIX-подобных ОС результат работы команды netstat -an имеет примерно такой вид:

Active Internet connections (servers and established) Proto Recv-Q Send-Q Local Address Foreign Address State tcp 0 0 0.0.0.0:37 0.0.0.0:* LISTEN tcp 0 0 0.0.0.0:199 0.0.0.0:* LISTEN tcp 0 0 0.0.0.0:2601 0.0.0.0:* LISTEN tcp 0 0 0.0.0.0:3306 0.0.0.0:* LISTEN tcp 0 0 0.0.0.0:2604 0.0.0.0:* LISTEN tcp 0 0 0.0.0.0:2605 0.0.0.0:* LISTEN tcp 0 0 0.0.0.0:13 0.0.0.0:* LISTEN tcp 0 0 0.0.0.0:179 0.0.0.0:* LISTEN tcp 0 0 0.0.0.0:21 0.0.0.0:* LISTEN tcp 0 0 0.0.0.0:22 0.0.0.0:* LISTEN tcp 0 0 0.0.0.0:1723 0.0.0.0:* LISTEN tcp 0 0 10.0.0.254:1723 10.0.0.243:2441 ESTABLISHED tcp 0 0 192.168.19.34:179 192.168.19.33:33793 ESTABLISHED tcp 1 0 192.168.18.250:37 192.168.18.243:3723 CLOSE_WAIT tcp 0 0 10.0.0.254:1723 10.0.0.218:1066 ESTABLISHED tcp 1 0 192.168.18.250:37 192.168.18.243:2371 CLOSE_WAIT tcp 0 0 10.0.0.254:1723 10.0.0.201:4346 ESTABLISHED tcp 0 0 10.0.0.254:1723 10.0.0.30:2965 ESTABLISHED tcp 0 48 192.168.19.34:22 192.168.18.18:43645 ESTABLISHED tcp 0 0 10.0.0.254:38562 10.0.0.243:22 ESTABLISHED tcp 0 0 10.50.1.254:1723 10.50.1.2:57355 ESTABLISHED tcp 0 0 10.50.0.254:1723 10.50.0.174:1090 ESTABLISHED tcp 0 0 192.168.10.254:1723 192.168.13.104:65535 ESTABLISHED tcp 0 0 10.0.0.254:1723 10.0.0.144:65535 ESTABLISHED tcp 0 0 10.0.0.254:1723 10.0.0.169:2607 ESTABLISHED tcp 0 0 10.0.0.254:1723 10.0.0.205:1034 ESTABLISHED udp 0 0 0.0.0.0:1812 0.0.0.0:* udp 0 0 0.0.0.0:1813 0.0.0.0:* udp 0 0 0.0.0.0:161 0.0.0.0:* udp 0 0 0.0.0.0:323 0.0.0.0:* udp 0 0 0.0.0.0:123 0.0.0.0:* raw 0 0 192.168.10.254:47 192.168.13.104:* 1 raw 0 0 10.0.0.254:47 10.0.0.120:* 1 raw 0 0 10.10.204.20:47 10.10.16.110:* 1 raw 0 0 192.168.10.254:47 192.168.11.72:* 1 raw 0 0 10.0.0.254:47 10.0.0.144:* 1 raw 0 0 10.0.0.254:47 10.0.0.205:* 1 raw 0 0 10.50.0.254:47 10.50.0.174:* 1 raw 0 0 10.0.0.254:47 10.0.0.170:* 1 raw 0 0 10.0.0.254:47 10.0.0.179:* 1

Состояние (State) LISTEN (LISTENING) показывает пассивно открытые соединения («слушающие» сокеты ). Именно они и предоставляют сетевые службы. ESTABLISHED - это установленные соединения, то есть сетевые службы в процессе их использования.

Проверка доступности сетевых служб

В случае обнаружения проблем с той или иной сетевой службой, для проверки ее доступности используют различные средства диагностики, в зависимости от их наличия в данной ОС.

Одно из самых удобных средств - команда (утилита) tcptraceroute (разновидность traceroute), которая использует TCP -пакеты открытия соединения (SYN|ACK) с указанным сервисом (по умолчанию - web-сервер , порт 80) интересующего хоста и показывает информацию о времени прохождения данного вида TCP -пакетов через маршрутизаторы , а также информацию о доступности службы на интересующем хосте, либо, в случае проблем с доставкой пакетов - в каком месте пути они возникли.

В качестве альтернативы можно использовать отдельно

traceroute для диагностики маршрута доставки пакетов (недостаток - использование UDP -пакетов для диагностики) и
telnet или netcat на порт проблемной службы для проверки ее отклика.

Примечания

См. также

Ссылки

RFC 322 (англ.) Well Known Socket Numbers
RFC 349 (англ.) Proposed Standard Socket Numbers (отменён RFC 433)
RFC 433 (англ.) Socket Number List (отменён RFC 503)
RFC 503 (англ.) Socket Number List (отменён RFC 739)
RFC 739 (англ.) ASSIGNED NUMBERS (первый список присвоенных номеров, был заменён рядом RFCs, последний из которых RFC 1700)
RFC 768 (англ.) User Datagram Protocol
RFC 793 (англ.) TRANSMISSION CONTROL PROTOCOL
RFC 1700 (англ.) ASSIGNED NUMBERS (последний список присвоенных номеров, отменён RFC 3232)
RFC 3232 (англ.) Assigned Numbers: RFC 1700 is Replaced by an On-line Database
RFC 4340 (англ.) Datagram Congestion Control Protocol (DCCP) - PROPOSED STANDARD

Wikimedia Foundation . 2010 .

Нифло, Исидор
Салаты и икра из баклажанов

Смотреть что такое "Сетевые сервисы" в других словарях:

Социальные сетевые сервисы - Социальный сетевой сервис виртуальная площадка, связывающая людей в сетевые сообщества с помощью программного обеспечения, компьютеров, объединенных в сеть (Интернет) и сети документов (Всемирной паутины). Сетевые социальные сервисы в… … Википедия

Сервисы Интернет - сервисы, предоставляемые в сети Интернет пользователям, программам, системам, уровням, функциональным блокам. В сети Интернет сервисы предоставляют сетевые службы. Наиболее распространенными Интернет сервисами являются: хранение данных; передача… … Финансовый словарь

Порт (сетевые протоколы) - Сетевой порт параметр протоколов UDP, определяющий назначение пакетов данных в формате Это условное число от 0 до 65535, позволяющие различным программам, выполняемым на одном хосте, получать данные независимо друг от друга (предоставляют так… … Википедия

Ядро (операционной системы) - У этого термина существуют и другие значения, см. Ядро. Ядро центральная часть операционной системы (ОС), обеспечивающая приложениям координированный доступ к ресурсам компьютера, таким как процессорное время, память и внешнее аппаратное… … Википедия

Микроядро - У этого термина существуют и другие значения, см. Микроядро (цитология). Архитектура микроядра основывается на программах серверах пользовательского режима … Википедия

Микроядерная операционная система - Архитектура микроядра основывается на программах серверах пользовательского режима Микроядро это минимальная реализация функций ядра операционной системы. Классические микроядра предоставляют лишь очень небольшой набор низкоуровневых примитивов … Википедия

Simple Service Discovery Protocol - SSDP Название: Simple Service Discovery Protocol Уровень (по модели OSI): Сеансовый Семейство: TCP/IP Порт/ID: 1900/UDP Простой протокол обнаружения сервисов (англ. Simple Service Discovery Protocol, SSDP … Википедия

Летописи.ру - Эта страница требует существенной переработки. Возможно, её необходимо викифицировать, дополнить или переписать. Пояснение причин и обсуждение на странице Википедия:К улучшению/16 мая 2012. Дата постановки к улучшению 16 мая 2012 … Википедия

Сканирование сети - сетевая атака. Описание Цель этой атаки состоит в том, чтобы выяснить, какие компьютеры подключены к сети и какие сетевые сервисы на них запущены. Первая задача решается путем посылки Echo сообщений протокола ICMP с помощью утилиты ping c… … Википедия

7я.ру - Издатель АЛП Медиа Главный редактор Поляева Елена Константиновна Дата основания 2000 год Свидетельство о регистрации СМИ Эл № ФС77 35954 Язык … Википедия

Книги

Многопользовательские игры. Разработка сетевых приложений , Глейзер Джошуа , Сетевые многопользовательские игры это многомиллиардный бизнес, привлекающий десятки миллионов игроков. Эта книга на реальных примерах рассказывает об особенностях разработки таких игр и… Категория:

Потребность в доступе к удаленному принтеру может возникать у пользователей самых разных приложений: текстового редактора, графического редактора, системы управления базой данных (СУБД). Очевидно, что дублирование в каждом из приложений общих для всех них функций по организации удаленной печати является избыточным.

Более эффективным представляется подход, при котором эти функции исключаются из приложений и оформляются в виде пары специализированных программных модулей клиента и сервера печати (рис.), функции которых ранее выполнялись соответственно приложениями А и В. Теперь эта пара клиент-сервер может быть использована любым приложением, выполняемым на компьютере А.

Обобщая такой подход применительно к другим типам разделяемых ресурсов, дадим следующие определения:

Клиент - это модуль, предназначенный для формирования и передачи сообщений-запросов к ресурсам удаленного компьютера от разных приложений с последующим приемом результатов из сети и передачей их соответствующим приложениям.

Сервер - это модуль, который постоянно ожидает прихода из сети запросов от клиентов, и приняв запрос, пытается его обслужить, как правило, с участием локальной ОС; один сервер может обслуживать запросы сразу нескольких клиентов (поочередно или одновременно).

Пара клиент -сервер, предоставляющая доступ к конкретному типу ресурса компьютера через сеть, образует сетевую службу.

Каждая служба связана с определенным типом сетевых ресурсов. Так, на рис. Модули клиента и сервера, реализующие удаленный доступ к принтеру, образуют сетевую службу печати.

Файловая служба позволяет получать доступ к файлам, хранящимся на диске других компьютеров. Серверный компонент файловой службы называют файл-сервером.

Для поиска и просмотра информации в Интернете используется веб-служба, состоящая из веб-сервера и клиентской программы, называемой веб-браузером (web browser). Разделяемым ресурсом в данном случае является веб-сайт определенным образом организованный набор файлов, содержащих связанную в смысловом отношении информацию и хранящихся на внешнем накопителе веб-сервера.

На схеме веб-службы, показанной на рис., два компьютера связаны не непосредственно, как это было во всех предыдущих примерах, а через множество промежуточных компьютеров и других сетевых устройств, входящих в состав Интернета. Для того чтобы отразить этот факт графически, мы поместили между двумя компьютерами так называемое коммуникационное облако, которое позволяет нам абстрагироваться от всех деталей среды передачи сообщений. Обмен сообщениями между клиентской и серверной частями веб-службы выполняется по стандартному протоколу HTTP и никак не зависит от того, перелаются ли эти сообщения «из рук в руки» (от интерфейса одного компьютера к интерфейсу другого) или через большое число посредников - транзитных коммуникационных устройств. Вместе с тем, усложнение среды передачи сообщений приводит к возникновению новых дополнительных задач, на решение которых не был рассчитан упоминавшийся ранее простейший драйвер сетевой интерфейсной карты. Вместо него на взаимодействующих компьютерах должны быть установлены более развитые программные транспортные средства.

Сетевая операционная система

Операционную систему компьютера часто определяют как взаимосвязанный набор системных программ, который обеспечивает эффективное управление ресурсами компьютера (памятью, процессором, внешними устройствами, файлами и др.), а также предоставляет пользователю удобный интерфейс для работы с аппаратурой компьютера и разработки приложений.

Говоря о сетевой ОС, мы, очевидно, должны расширить границы управляемых ресурсов за пределы одного компьютера.

Сетевой операционной системой называют операционную систему компьютера, которая помимо управления локальными ресурсами предоставляет пользователям и приложениям возможность эффективного и удобного доступа к информационным и аппаратным ресурсам других компьютеров сети.

Сегодня практически все операционные системы являются сетевыми.

Из примеров, рассмотренных в предыдущих разделах, мы видим, что удаленный доступ к сетевым ресурсам обеспечивается:

· сетевыми службами;

· средствами транспортировки сообщений по сети (в простейшем случае - сетевыми интерфейсными картами и их драйверами).

Следовательно, именно эти функциональные модули должны быть добавлены к ОС, чтобы она могла называться сетевой (рис.).

Среди сетевых служб можно выделить такие, которые ориентированы не на простого пользователя, как, например, файловая служба или служба печати, а на администратора. Такие службы направлены на организацию работы сети. Например, централизованная справочная служба, или служба каталогов, предназначена для ведения базы данных о пользователях сети, обо всех ее программных и аппаратных компонентах*. В качестве других примеров можно назвать службу мониторинга сети, позволяющую захватывать и анализировать сетевой трафик, службу безопасности, в функции которой может входить, в частности, выполнение процедуры логического входа с проверкой пароля, службу резервного копирования и архивирования.

От того, насколько богатый набор сетевых служб и услуг предлагает операционная система конечным пользователям, приложениям и администраторам сети, зависит ее позиция в общем ряду сетевых ОС.

Помимо сетевых служб сетевая ОС должна включать программные коммуникационные (транспортные) средства, обеспечивающие совместно с аппаратными коммуникационными средствами передачу сообщений, которыми обмениваются клиентские и серверные части сетевых служб. Задачу коммуникации между компьютерами сети решают драйверы и протокольные модули. Они выполняют такие функции, как формирование сообщений, разбиение сообщения на части (пакеты, кадры), преобразование имен компьютеров в числовые адреса, дублирование сообщений в случае их потери, определение маршрута в сложной сети и т. д.

И сетевые службы, и транспортные средства могут являться неотъемлемыми (встроенными) компонентами ОС или существовать в виде отдельных программных продуктов. Например, сетевая файловая служба обычно встраивается в ОС, а вот веб-браузер чаще всего приобретается отдельно. Типичная сетевая ОС имеет в своем составе широкий набор драйверов и протокольных модулей, однако у пользователя, как правило, есть возможность дополнить этот стандартный набор необходимыми ему программами. Решение о способе реализации клиентов и серверов сетевой службы, а также драйверов и протокольных модулей принимается разработчиками с учетом самых разных соображений: технических, коммерческих и лаже юридических. Так, например, именно на основании антимонопольного закона США компании Microsoft было запрещено включать ее браузер Internet Explorer в состав ОС этой компании.

Сетевая служба может быть представлена в ОС либо обеими (клиентской и серверной) частями, либо только одной из них.

В первом случае операционная система, называемая одноранговой, не только позволяет обращаться к ресурсам других компьютеров, но и предоставляет собственные ресурсы в распоряжение пользователей других компьютеров. Например, если на всех компьютерах сети установлены и клиенты, и серверы файловой службы, то все пользователи сети могут совместно применять файлы друг друга. Компьютеры, совмещающие функции клиента и сервера, называют одноранговыми узлами.

Операционная система, которая преимущественно содержит клиентские части сетевых служб, называется клиентской. Клиентские ОС устанавливаются на компьютеры, обращающиеся с запросами к ресурсам других компьютеров сети. За такими компьютерами, также называемыми клиентскими, работают рядовые пользователи. Обычно клиентские компьютеры относятся к классу относительно простых устройств.

К другому типу операционных систем относится серверная ОС - она ориентирована на обработку запросов из сети к ресурсам своею компьютера и включает в себя в основном серверные части сетевых служб. Компьютер с установленной на нем серверной ОС, занимающийся исключительно обслуживанием запросов других компьютеров, называют выделенным сервером сети. За выделенным сервером, как правило, обычные пользователи не работают.

Сетевые приложения

Компьютер, подключенный к сети, может выполнять следующие типы приложений:

· Локальное приложение целиком выполняется на данном компьютере и использует только локальные ресурсы (рис.а). Для такого приложения не требуется никаких сетевых средств, оно может быть выполнено на автономно работающем компьютере.

· Централизованное сетевое приложение целиком выполняется на данном компьютере. но обращается в процессе своего выполнения к ресурсам других компьютеров сети. Б примере на рисунке б приложение, которое выполняется на клиентском компьютере, обрабатывает данные из файла, хранящегося на файл-сервере, а затем распечатывает результаты на принтере, подключенном к серверу печати. Очевидно, что работа такого типа приложений невозможна без участия сетевых служб и средств транспортировки сообщений.

· Распределенное (сетевое) приложение состоит из нескольких взаимодействующих частей, каждая из которых выполняет какую-то определенную законченную работу по решению прикладной задачи, причем каждая часть может выполняться и, как правило, выполняется на отдельном компьютере сети (рис. в). Части распределенного приложения взаимодействуют друг с другом, используя сетевые службы и транспортные средства ОС. Распределенное приложение в общем случае имеет доступ ко всем ресурсам компьютерной сети.

Очевидным преимуществом распределенных приложений является возможность распараллеливания вычислений, а также специализация компьютеров. Так, в приложении, предназначенном, скажем, для анализа климатических изменений, можно выделить три достаточно самостоятельные части (см. рис. 2.6, в), допускающие распараллеливание. Первая часть приложения, выполняющаяся на сравнительно маломощном персональном компьютере, могла бы поддерживать специализированный графический пользовательский интерфейс, вторая - заниматься статистической обработкой данных на высокопроизводительном мэйнфрейме, а третья - генерировать отчеты на сервере с установленной стандартной СУБД. В общем случае каждая из частей распределенного приложения может быть представлена несколькими копиями, работающими на разных компьютерах. Скажем, в данном примере часть 1, ответственную за поддержку специализированного пользовательского интерфейса, можно было бы запустить на нескольких персональных компьютерах, что позволило бы работать с этим приложением нескольким пользователям одновременно.

Однако чтобы добиться всех тех преимуществ, которые сулят распределенные приложения, разработчикам этих приложений приходится решать множество проблем, например: на сколько частей следует разбить приложение, какие функции возложить на каждую часть, как организовать взаимодействие этих частей, чтобы в случае сбоев и отказов оставшиеся части корректно завершали работу и т. д., и т. п.

Заметим, что все сетевые службы, включая файловую службу, службу печати, службу электронной почты, службу удаленного доступа, интернет-телефонию и т. д., по определению относятся к классу распределенных приложений. Действительно, любая сетевая служба включает в себя клиентскую и серверную части, которые могут и обычно выполняются на разных компьютерах.

На рис. 2.7, иллюстрирующем распределенный характер веб-службы, мы видим различные виды клиентских устройств - персональные компьютеры, ноутбуки и мобильные телефоны - с установленными на них веб-браузерами, которые взаимодействуют по сети с веб-сервером. Таким образом, с одним и тем же веб-сайтом может одновременно работать множество - сотни и тысячи - сетевых пользователей.

Многочисленные примеры распределенных приложений можно встретить и в такой области, как обработка данных научных экспериментов. Это не удивительно, так как многие эксперименты порождают такие большие объемы данных, генерируемых в реальном масштабе времени, которые просто невозможно обработать на одном, даже очень мощном, суперкомпьютере. Кроме того, алгоритмы обработки экспериментальных данных часто легко распараллеливаются, что также важно для успешного применения взаимосвязанных компьютеров с целью решения какой-либо общей задачи. Одним из последних и очень известных примеров распределенного научного приложения является программное обеспечение обработки данных большого адронного коллайдера (Large Hadron Collider, LHC), запущенного 10 сентября 2008 года в CERN - это приложение работает более чем на 30 тысячах компьютеров, объединенных в сеть.