Курс лекций информатика

UX. Кроме того, HP-UX 11i поддерживает Linux API, что гарантирует перенос приложений между HP-UX и Linux. Отметим, что приложения для HP-UX 11i переносимы между двумя поддерживаемыми ею аппаратными платформами без изменений и перекомпиляции.

Говоря о производительности и масштабируемости HP-UX 11i, нужно отметить, что одна копия операционной системы поддерживает до 256 процессоров; поддерживаются также кластеры размером до 128 узлов, что позволяет реализовать так называемые серверные фермы (опять же на базе серверов HP 9000 производства Hewlett-Packard). Имеются и средства управления кластерными томами. Отметим, что данная платформа поддерживает подключение и отключение дополнительных процессоров, замену PCI-карт, блоков питания, вентиляторов и дисков без необходимости перезагрузки, резервное копирование в режиме online и дефрагментацию дисков без выключения системы, динамическую настройку и обновление операционной системы без перезагрузки, что повышает ее доступность.

Из средств защиты данных HP-UX 11i назовем инструменты распознавания попыток атак и вирусов, подключаемый модуль идентификации с аутентификацией через LDAP, NIS+, NTLM, Kerberos, а также поддержку общей для Windows и HP-UX идентификации.

Выбор программного обеспечения для данной операционной системы весьма широк — для нее имеются серверы приложений ведущих производителей (BEA, Sun), Web- и WAP-серверы, поисковые серверы, средства кэширования, службы каталогов.

AIX (IBM). AIX является клоном UNIX производства IBM, предназначенным для выполнения на серверах IBM @server pSeries и RS/6000. Как и другие коммерческие версии UNIX, последняя версия этого продукта, AIX 5L, поддерживает Java-приложения. Как и HP-UX, эта операционная система обладает совместимостью с Linux, что позволяет после простой перекомпиляции выполнять на платформе AIX приложения, разработанные для Linux.

342

Среди особенностей AIX 5L — наличие полностью 64-разрядного ядра, драйверов устройств и среды исполнения приложений (при этом имеется и 32-разрядное ядро, равно как и поддержка 32-разрядных приложений), поддержка 256 Гбайт оперативной памяти, поддержка кластеров (Reliable Scalable Cluster Technology, RSCT), файловая система,

поддерживающая файлы объемом до 1 Тбайт, удобные средства администрирования и контроля за нагрузкой, в том числе обладающие Web-интерфейсом, поддержка кластеров (до 32 компьютеров), RAS и Java 2, развитые средства сетевой поддержки и даже поддержка 64-разрядной версии OpenGL.

AIX предоставляет возможности самонастройки системы с помощью таких функций, как наращивание мощности по мере необходимости

(Capacity Upgrade on Demand) и разгрузка процессоров (Processor Deallocation). Системы самозащиты включают технологию протоколирования всех системных ошибок (First Failure Data Capture) и систему упреждающего анализа неисправностей (Predictive Failure Analysis), которая помогает заблаговременно предотвращать системные сбои. AIX — самовосстанавливающаяся система, в которой технологии системного резервирования позволяют резко сократить количество вмешательств администратора. Наконец, AIX может самооптимизироваться благодаря таким современным функциональным возможностям, как диспетчер рабочей нагрузки и логические разделы.

IBM представила целый ряд новых функциональных возможностей AIX, в частности:

увеличенный размер страницы памяти позволяет сохранять в памяти компьютера большие объемы информации. AIX поддерживает как традиционные страницы памяти размером 4 Кбайт, так и новые, увеличенные страницы размером 16 Мбайт, что повышает производительность систем с интенсивными вычислительными нагрузками (например, крупномасштабных коммерческих баз данных, которые работают с большими объемами виртуальной памяти);

343

привязка планирования (Scheduling affinity) помогает локализовать рабочую нагрузку внутри системы, распределяя ее по четко определенной группе процессоров, имеющих равноправный доступ к общей подсистеме памяти;

привязка памяти (Memory affinity) выделяет работающим процессорам самые близкие к ним страницы системной памяти.

Так же было объявлено о планах выпуска коммерческого набора инструментов AIX для Grid-приложений, который основан на открытых протоколах ассоциации Globus (признанного лидера в области программных средств управления для сетей Grid) и позволяет объединить множество разнородных серверов в пространственно распределенные мегакомпьютеры. В этом наборе инструментов имеются новые средства для установки и настройки операционных систем, а также расширенные средства безопасности. В числе наиболее важных новинок следует назвать интерфейс передачи сообщений Message Passing Interface (MPI), функцию резервирования Advanced Reservation и интеграцию с IBM LoadLeveler-

планировщиком пакетных заданий.

Solaris (Sun Microsystems). С самых ранних этапов разработки операционная система Sun Solaris, являющаяся одной из самых популярных коммерческих версий UNIX, предназначалась для работы в корпоративных вычислительных сетях. Она обеспечивает чрезвычайно эффективный и надежный доступ к серверам, СУБД, принтерам и другим сетевым ресурсам. Эта ОС обладает развитыми средствами поддержки сетевого взаимодействия (например, серверы с операционной системой Solaris могут встраиваться в сети и домены сетей Novell и Microsoft) и является одной из самых популярных платформ для разработки корпоративных решений — для нее существует около 12 тыс. различных приложений.

Предшественницей Solaris была операционная система Sun OS, а первая версия операционной системы Solaris, основанной на двух базовых

344

разновидностях UNIX — Berkley 4.2/4.3 (BSD) и AT&T System V, была выпущена в 1991 году.

ОС Solaris соответствует многим промышленным стандартам

(X/Open UNIX 95, различные разделы POSIX 1003.1, X11R6). Эта операционная система обладает высокой масштабируемостью: она может использоваться на однопроцессорных серверах и даже на рабочих станциях, на серверах масштаба рабочей группы и на 64-процессорном сервере масштаба предприятия Sun Enterprise 10000. Для подавляющего большинства приложений эта ОС обеспечивает практически линейный рост производительности при увеличении числа процессоров за счет симметричных многопроцессорных вычислений.

Внастоящее время Solaris представляет собой необычайно мощную

игибкую многозадачную многопользовательскую операционную систему, существующую в вариантах для процессоров SPARC и Intel x86. Последняя ее версия, Solaris 9, представляет собой уже третье (начиная с Solaris 7) поколение 64-разрядных операционных систем, оптимизированных для работы на 64-разрядных серверах Sun.

Перечислим некоторые возможности масштабирования и поддержки приложений масштаба предприятия в операционной системе Solaris 9:

1 млн. одновременно работающих процессов в одной системе;

до 128 процессоров в одной системе и до 848 процессоров в кластере;

до 576 Гбайт физической оперативной памяти в одной системе;

более 4 млрд. сетевых соединений;

файловые системы размером до 252 Тбайт;

128-разрядная IP-адресация IPv6;

64-разрядная виртуальная Java-машина.

Из других особенностей Solaris 9 следует отметить интеграцию с сервером каталогов Sun ONE Directory Server и с J2EE-совместимым сервером приложений Sun ONE Application Server (это позволяет организовать службу идентификации пользователей и объектов в сети),

345

наличие средств управления конфигурациями и изменениями, в том числе переконфигурациями и обновлением версий без перезагрузки операционной системы, поддержку методологии RAS (Reliabiity, Availability, Serviceability — надежность, доступность, удобство в обслуживании) при разработке программного обеспечения, совместимость с более ранними версиями и встроенную совместимость с Linux. Наличие относительно небольшого ядра операционной системы значительно сужает диапазон ошибок, способных вызвать ее крах. Поддержка ограничения распространения отказов, управление процессом распределения системных ресурсов, изоляция приложений в так называемых контейнерах с помощью программно-определяемых границ, поддержка альтернативных серверов и сетевых путей — все это гарантирует высокую надежность данной операционной системы.

Операционная система Solaris 9 представляет собой основу открытой сетевой среды Sun Open Net Environment (Sun ONE). В комплект поставки

Solaris 9 включены ключевые приложения Sun ONE, такие как Sun ONE Application Server, Platform Edition, Sun ONE Directory Server, Sun ONE Integration Server, Sun ONE Message Queue, Sun ONE Portal Server, Sun ONE Web Server.

UNIX. Операционная система UNIX относится к «долгожителям» рынка серверных операционных систем — она была создана в конце 60-х годов в Bell Laboratories фирмы AT&T. Отличительной особенностью этой ОС, обусловившей ее «живучесть» и популярность, было то, что ядро операционной системы, написанной на ассемблере, было невелико, тогда как вся оставшаяся часть операционной системы была написана на С — языке высокого уровня, созданном сотрудником Bell Laboratories Деннисом Ритчи специально для этой цели. Такой подход к созданию операционных систем, с одной стороны, позволял легко добавлять к ОС новые возможности и адаптировать ее в соответствии с теми или иными потребностями (в частности, именно для этой операционной системы появилась реализация протокола TCP/IP, лежащего в основе Интернета), а

346

с другой — делал легко переносимыми и собственно операционную систему, и созданные для нее приложения на самые разнообразные аппаратные платформы. Благодаря бесплатному предоставлению данного продукта университетам вместе с исходными текстами, а также наличию большого количества компиляторов C, популярность этой операционной системы в 70-80-х годах еще более возросла. Даже Microsoft в начале 80-x производила совместно с компанией Santa Crus Operations версию UNIX, носившую название Xenix и бывшую в течение какого-то времени весьма популярной на рынке UNIX-систем.

Еще одним достоинством UNIX является ее открытость, то есть публичная доступность спецификаций интерфейсов, протоколов и алгоритмов работы операционной системы. Открытость UNIX позволила одновременно существовать как коммерческим версиям UNIX, производимым компаниями Sun Microsystems, IBM, Hewlett-Packard и др., так и некоммерческим версиям, вроде FreeBSD и Linux.

Традиционно пользовательский интерфейс UNIX был интерфейсом командной строки. Семейство командных языков UNIX shell предоставляло пользователю практически все возможности, связанные с управлением этой операционной системой; однако для UNIX существуют и Windows-подобные графические среды.

Широкое распространение UNIX привело к проблеме несовместимости либо частичной совместимости многочисленных версий этой операционной системы, несмотря на периодические попытки ее стандартизации (в частности, сейчас существуют такие стандарты, как

SVID фирмы AT&T, POSIX, созданный под эгидой IEEE, и XPG4

консорциума X/Open, в которых сформулированы требования к интерфейсу между приложениями и операционной системой). Общими для всех версий UNIX особенностями являются многопользовательский режим со средствами защиты данных от несанкционированного доступа, реализация мультипрограммной обработки в режиме разделения времени, использование механизмов виртуальной памяти и свопинга, унификация

347

операций ввода-вывода, иерархическая файловая система, разнообразные средства взаимодействия процессов, в том числе межсетевого.

Ниже мы рассмотрим наиболее популярные коммерческие версии UNIX, для которых существуют версии СУБД, серверов приложений и средств управления сетями почти всех ведущих производителей (за исключением компании Microsoft).

Linux и FreeBSD. Операционная система Linux представляет собой некоммерческий продукт категории Open Source для платформы Intel, который создавали в течение десяти лет тысячи энтузиастов. Хотя эта ОС нередко применяется в качестве клиентской операционной системы, ее популярность связана главным образом с ее использованием в качестве серверной платформы. Список серверных продуктов для Linux, пожалуй, не менее внушителен, чем для Solaris, HP-UX и AIX, и включает такие популярные продукты, как Web-сервер Apache, серверные СУБД практически всех ведущих производителей, серверы приложений.

Одним из серьезных преимуществ Linux является низкая стоимость ее применения. Кроме того, ряд компаний, в частности IBM, вкладывают значительные средства в развитие Linux как серверной платформы, одновременно стремясь реализовать совместимость с Linux в своих коммерческих версиях UNIX в расчете на возможный переход с Linux на указанные операционные системы.

Существует много различных дистрибутивов Linux, предназначенных для установки и конфигурации этой ОС с целью решения конкретных задач; при этом некоторые из них являются коммерческими.

Еще одной популярной некоммерческой версией UNIX является

FreeBSD, доступная для платформ Intel и DEC Alpha. Основой FreeBSD

послужил дистрибутив BSD UNIX, выпущенный группой исследования вычислительных систем (Computer Systems Research Group)

Калифорнийского университета (Беркли). Данная операционная система обладает такими особенностями, как объединенный кэш виртуальной

348

памяти и буферов файловых систем, совместно используемые библиотеки, модули совместимости с приложениями других версий UNIX, динамически загружаемые модули ядра, позволяющие во время работы добавлять поддержку новых типов файловых систем, сетевых протоколов или эмуляторов без перегенерации ядра.

Согласно общей политике лицензирования FreeBSD можно использовать как основу для любого количества свободно распространяемых или коммерческих приложений. FreeBSD часто используется Интернет-провайдерами, а также в качестве операционной системы для корпоративных брандмауэров. Нередко эта ОС применяется и как клиентская операционная система.

Из других распространенных версий UNIX, не представленных в этом обзоре из-за его ограниченного объема, следует назвать Caldera Open UNIX 8, SCO OpenServer, UNIXWare 7, приобретенные компанией Caldera

вместе с компанией SCO, а также Compaq Tru64 UNIX.

NetWare (Novell). В начале и середине 90-х годов Novell NetWare была доминирующей сетевой операционной системой и пользовалась заслуженной популярностью благодаря своей надежности. В то время для нее создавались СУБД, серверы приложений, средства групповой работы, Web- и почтовые серверы. В настоящее время доля серверов, управляемых NetWare, заметно снизилась, но эта операционная система пока еще достаточно широко применяется.

Надежность, масштабируемость, уровень безопасности данных, доступность последней версии этой операционной системы, Novell NetWare 6, весьма высоки; с ее помощью можно управлять большим количеством рабочих станций. Данная ОС поддерживает кластеры до 32 серверов по 32 процессора в каждом, защита данных осуществляется с помощью служб каталогов NDS eDirectory, что обеспечивает высокий уровень безопасности, а для работы мобильных и удаленных пользователей предусмотрены средства синхронизации данных

349

настольных компьютеров и мобильных устройств (iFolder), а также средства доступа к удаленным принтерам (Novell Internet Printing).

Однако область применения этой операционной системы обычно ограничивается использованием ее в качестве сетевого и файлового серверов, серверов печати и групповой работы (для этой цели существует продукт для групповой работы Novell GroupWise, серверная часть которого выполняется под управлением NetWare). Что касается остальных категорий программных продуктов, то для данной операционной системы их практически нет. Вполне возможно, что в очередной версии Novell NetWare появятся реализация среды выполнения Java и поддержка Webсервисов, но в текущей версии операционной системы эти функции отсутствуют.

12.4.Контрольные вопросы

1.Что такое компьютерная сеть, приведите классификацию компьютерных сетей.

2.Назовите главные недостатки и преимущества полносвязанной топологии, а также топологий типа общая шина, звезда, кольцо.

3.Приведите примеры и охарактеризуйте различные дисциплины обслуживания компьютерных сетей.

4.Дайте краткое описание функций каждого уровня модели OSI

иприведите примеры стандартных протоколов для каждого уровня.

5.Поясните разницу в употреблении терминов «протокол» и «интерфейс» применительно к многоуровневой модели взаимодействия устройств в сети.

6.Охарактеризуйте каналы передачи данных по компьютерным

сетям.

7.Определите функциональное назначение основных типов коммуникационного оборудования.

8.Расскажите о программном обеспечении компьютерных сетей.

350

Глава 13. Глобальная компьютерная сеть Internet

13.1. Общие сведения об Internet

Internet - глобальная компьютерная сеть, охватывающая весь мир. Сегодня Internet имеет десятки миллионов абонентов в более чем 150 странах мира. Ежемесячно размер сети увеличивается на 7-10%. Internet образует как бы ядро, обеспечивающее связь различных информационных сетей, принадлежащих различным учреждениям во всем мире, между собой.

В самом общем представлении Internet – это множество компьютеров, соединенных друг с другом каналами связи, плюс набор стандартных правил, по которым они обмениваются информацией.

Если ранее эта сеть использовалась исключительно в качестве среды передачи файлов и сообщений электронной почты, то сегодня решаются более сложные задачи распределенного доступа к ресурсам. Internet, служившая когда-то исключительно исследовательским и учебным группам, становится все более популярной в деловом мире. Компании привлекает быстрота, удобство для проведения совместных работ, доступные программы, уникальная база данных сети Internet. Они рассматривают глобальную сеть как дополнение к своим собственным локальным сетям.

При низкой стоимости услуг (часто это только фиксированная ежемесячная плата за используемые линии или телефон) пользователи могут получить доступ к коммерческим и некоммерческим информационным службам многих стран. В архивах свободного доступа сети Internet можно найти информацию практически по всем сферам человеческой деятельности.

Кроме того, Internet предоставляет уникальные возможности дешевой, надежной и конфиденциальной глобальной связи по всему миру. Это оказывается очень удобным для фирм, имеющих свои филиалы во всем мире, транснациональных корпораций и структур управления.

351