Презентация на тему: Сетевые функции ОС

Сетевые функции ОС

Сетевые операционные системы Сетевая операционная системы – комплекс программных модулей, предназначенный для повышения эффективности аппаратных ресурсов компьютера путем рационального управления его ресурсами и разделения ресурсов между множеством выполняемых в сети процессов.

Компьютерные сети Под компьютерной сетью понимается совокупность компьютеров, связанных коммуникационной системой и снабженных необходимым программным обеспечением, позволяющим пользователям и приложениям получать доступ к ресурсам компьютеров.

Функциональные компоненты сетевой ОС Основные компоненты сетевой ОС:Средства управления локальными ресурсами компьютера реализует все функции ОС автономного компьютера (управление процессами, оперативной памятью, управление внешней памятью, пользователями и т.п.)Сетевые средства, разделяемые на три компонента:Серверная часть ОС – средства предоставления локальных ресурсов и сервисов в общее пользованиеКлиентская часть ОС – средства запроса на доступ к удаленным ресурсам и сервисамТранспортные средства ОС, совместно с коммуникационной системой обеспечивающие передачу сообщений между компьютерами

Сетевые службы и сервисы Сетевой службой называется совокупность серверной и клиентской частей ОС, предоставляющих доступ к конкретному типу ресурса компьютера через сеть.Сервис – интерфейс между потребителем услуг (пользователем или приложением) и поставщиком услуг (службой)

Подходы к построению сетевых операционных систем Сетевые службы глубоко интегрированы в операционную систему (например, Windows NT)Сетевые службы объединены в виде некоторого набора программных модулей – оболочки (например, LAN Server, NetWare for UNIX)Сетевые службы разрабатываются и поставляются в виде отдельных программных модулей (NDS для различных ОС)

Типы сетевых ОС В зависимости от распределения функций между компьютерами, они могут выступать в роли выделенного сервера или клиентского узлаСеть может быть построена по следующим схемам:На основе компьютеров, совмещающих функции клиента и сервера – одноранговая сетьНа основе клиентов и серверов – сеть с выделенными серверамиСеть, включающая узлы разных типов – гибридная сеть.

Модели сетевых служб и распределенных приложений Выделяют три основных параметра организации работы приложений в сети:Способ разделения приложения на части, выполняющиеся на разных компьютерах сети;Выделение специализированных серверов в сети, на которых выполняются некоторые общие для всех приложений функции;Способ взаимодействия между частями приложений, работающих на разных компьютерах.

Типовая сетевая инфраструктура современного предприятия

Основы межсетевого обмена в сетях TCP/IP При рассмотрении процедур межсетевого взаимодействия всегда опираются на стандарты, разработанные International Standard Organization (ISO). Данные стандарты называются "Семиуровневой модели сетевого обмена" или в английском варианте "Open System Interconnection Reference Model" (OSI Ref.Model). В модели OSI обмен информацией может быть представлен в виде стека, представленного на рисунке. В рамках данной модели определяется все аспекты соединения – от стандарта физического соединения сетей до протоколов обмена прикладного программного обеспечения.

Уровни в модели OSI Физический уровень модели определяет характеристики физической сети передачи данных, которая используется для межсетевого обмена. Это такие параметры, как: напряжение в сети, сила тока, число контактов на разъемах и т.п. Типичными стандартами этого уровня являются, например RS232C, V35, IEEE 802.3 и т.п. Канальный уровень включает протоколы, определяющие соединение, например, SLIP (Strial Line Internet Protocol), PPP (Point to Point Protocol), NDIS, пакетный протокол, ODI и т.п. Речь идет о протоколе взаимодействия между драйверами устройств и устройствами, с одной стороны, а с другой стороны, между операционной системой и драйверами устройства. Драйвер – представляет собой конвертор данных из оного формата в другой, но при этом он может иметь и свой внутренний формат данных. К сетевому (межсетевому) уровню относятся протоколы, которые отвечают за отправку и получение данных, или, другими словами, за соединение отправителя и получателя. К данному уровню в TCP/IP относят протокол IP (Internet Protocol). На данном уровне определяется отправитель и получатель, именно здесь находится необходимая информация для доставки пакета по сети.

Уровни в модели OSI Транспортный уровень отвечает за надежность доставки данных, и здесь, проверяя контрольные суммы, принимается решение о сборке сообщения в одно целое. Уровень сессии определяет стандарты взаимодействия между собой прикладного программного обеспечения. Это может быть некоторый промежуточный стандарт данных или правила обработки информации. Условно к этому уровню можно отнеси механизм портов протоколов TCP и UDP и Berkeley Sockets. Уровень обмена данными с прикладными программами (Presentation Layer) необходим для преобразования данных из промежуточного формата сессии в формат данных приложения. Уровень прикладных программ или приложений определяет протоколы обмена данными этих прикладных программ.

Структура стека протоколов TCP/IP Стек протоколов TCP/IP отличается от стека в модели OSI.Структура стека может быть представлена в виде четырех уровней.

Сопоставление структуры семейства протоколов TCP/IP с моделью OSI Схема модулей, реализующих протоколы семейства TCP/IP в узле сети

Протоколы TCP/IP Под термином "TCP/IP" обычно рассматривается все, что связано с протоколами TCP и IP. Это не только собственно сами проколы с указанными именами, но и протоколы построенные на использовании TCP и IP, и прикладные программы. Главной задачей стека TCP/IP – объединение в сеть пакетных подсетей через шлюзы. Каждая сеть работает по своим собственным законам, однако предполагается, что шлюз может принять пакет из другой сети и доставить его по указанному адресу. Реально, пакет из одной сети передается в другую подсеть через последовательность шлюзов, которые обеспечивают сквозную маршрутизацию пакетов по всей сети. Под шлюзом понимается точка соединения сетей. При этом соединяться могут как локальные сети, так и глобальные сети. В качестве шлюза могут выступать как специальные устройства, маршрутизаторы, например, так и компьютеры, которые имеют программное обеспечение, выполняющее функции маршрутизации пакетов. Маршрутизация – это процедура определения пути следования пакета из одной сети в другую.

Основные понятия передачи данных в сетях TCP/IP Кадр - это блок данных, который принимает/отправляет сетевой интерфейс. IP-пакет - это блок данных, которым обменивается модуль IP с сетевым интерфейсом. UDP-датаграмма - блок данных, которым обменивается модуль IP с модулем UDP. TCP-сегмент - блок данных, которым обменивается модуль IP с модулем TCP. Прикладное сообщение - блок данных, которым обмениваются программы сетевых приложений с протоколами транспортного уровня. Инкапсуляция - способ упаковки данных в формате одного протокола в формат другого протокола. Например, упаковка IP-пакета в кадр Ethernet или TCP-сегмента в IP-пакет. В случае инкапсуляции IP в Ethernet речь идет о помещении пакета IP в качестве данных Ethernet-фрейма, или, в случае инкапсуляции TCP в IP, помещение TCP-сегмента в качестве данных в IP-пакет, то при передаче данных по коммутируемым каналам происходит дальнейшая "нарезка" пакетов теперь уже на пакеты SLIP или фреймы PPP.

Инкапсуляция протоколов верхнего уровня в протоколы TCP/IP Уровень приложений (HTTP, FTP) Блок данных Уровень TCP Блок данных TCP, включающий все сообщение прикладного уровняУровень IPБлок данных TCP, включающий все сообщение прикладного уровняБлок данных протокола IP

Локальные вычислительные сети и физический уровень Локальные вычислительные сети – высокоскоростные сети с малым количеством ошибок, охватывающие небольшие географические пространства. Наиболее распространенными технологиями ЛВС являютсяEthernetFiber Distributed Data Interface (FDDI)Token RingСтандарт Ethernet наиболее распространенным стандартом организации ЛВС. Существует несколько вариантов (IEEE 802.3)

ЛВС и канальный уровень Канальный уровень протоколов Ethernet обеспечивает транспортировку данных по физическому, непосредственно соединяющих два устройства.Для адресации к сетевым устройствам используются адреса управления доступом к среде передачи данных (MAC-адреса).Кадр Ethernet содержит адрес назначения, адрес источника, поле типа и данные. Размер MAC-адреса – 6 байтов. Каждый сетевой адаптер имеет свой сетевой адрес. Адаптер "слушает" сеть, принимает адресованные ему кадры и широковещательные кадры с адресом FF:FF:FF:FF:FF:FF, отправляет кадры в сеть. 08:00:09:8A:23:D4 08:00:20:12:2F:23 01:00:12:43:45:12

Протокол IP Протокол IP является самым главным во всей иерархии протоколов семейства TCP/IP. Именно он используется для управления рассылкой TCP/IP пакетов по сети Internet. Среди различных функций, возложенных на IP обычно выделяют следующие: определение пакета, который является базовым понятием и единицей передачи данных в сети Internet. Такой IP-пакет называют датаграммой; определение адресной схемы, которая используется в сети Internet; передача данных между канальным уровнем (уровнем доступа к сети) и транспортным уровнем (другими словами мультиплексирование транспортных датаграмм во фреймы канального уровня); маршрутизация пакетов по сети, т.е. передача пакетов от одного шлюза к другому с целью передачи пакета машине-получателю; "нарезка" и сборка из фрагментов пакетов транспортного уровня.

IP-адресация IP-адресация – основа протокола IP (Internet Protocol). Каждая ЛВС должна иметь уникальный IP-адрес. Внутри сети каждый узел имеет IP-адрес, который представляет собой уникальный 32-разрядный логический адрес. IP-адресация реализуется на сетевом уровне. В отличие от MAC-адресов, где адреса образуют плоское адресное пространство, IP-адреса имеют иерархическую структуру.Каждая организация рассматривается как отдельная уникальная сеть, с которой устанавливается соединение и после этого осуществляется связь с отдельным хостом.

Классы IP-адресов Каждый 32-разрядный IP-адрес разделяется на 4 октета:xxx.xxx.xxx.xxx, где xxx – некоторое число из диапазона 0-255.Каждый IP-адрес состоит из двух частей: номера сети и номера хоста.Класс A составляют адреса, зарезервированные для правительственных учреждений;Класс B – адреса для организаций среднего размераКласс С – адреса для остальных организаций

Классы IP-адресов

Подсети Для нужд организации выделенная сеть может быть разбита на отдельные части – подсети. Также как и адрес сети, адрес подсети является уникальным. Использование подсети не влияет на внешних пользователей, но в пределах организации подсеть рассматривается как структурная единица. 172.16.1.0 172.16.3.0 172.16.2.0

Подсети скрыты от внешнего мира с помощью масок, называемых масками подсети. С их помощью устройствам сообщается какая часть является адресом подсети, а какая – адресом хоста.Подсети скрыты от внешнего мира с помощью масок, называемых масками подсети. С их помощью устройствам сообщается какая часть является адресом подсети, а какая – адресом хоста.Маска подсети представляет собой 32 разрядное двоичное число разделена на 4 октета, подобно IP-адресу. Маска подсети имеет все единицы в части, отвечающей сети и подсети, и нули, в части отвечающей адресу хоста.Например, для сетей 172.16.1.0 – 172.16.254.0 маска будет иметь вид 255.255.255.0.

Система доменных имен (DNS – Domain Name System) является стандартным методом отображения IP-адресов на имена.Пространство доменных имен представляет собой древовидную структуру всех доменов от корневого домена («.») и вплоть до отдельного хоста.До того как в сети Интернет была введена система DNS, все имена должны быть были прописана в управляющем файле hosts.txt.Корневые домены – первый уровень доменных имен. Они описывают тип организации (*.com, *.edu) или географическое расположение (*.ru, *.fr).Для преобразования доменных имен в IP-адреса организованы серверы доменных имен (серверы DNS).Для обмена информацией о соответствии имен доменов и IP-адресов используются специальные службы.

Настройка подключения по протоколу TCP/IP Настройка подключения компьютера под управлением Windows 2000 включает в себя:Конфигурирование сетевых компонентов

Настройка подключения по протоколу TCP/IP Настройку параметров протокола TCP/IPНазначение IP-адресов серверам DNS и WINS (для их задания используется окно, вызываемое с помощью кнопки Дополнительно.