Введение
Современная компьютерная система состоит из одного или нескольких процессоров, оперативной памяти, дисков, клавиатуры, монитора, принтеров, сетевого интерфейса и других устройств, то есть является сложной комплексной системой. Написание программ, которые следят за всеми компонентами, корректно используют их и при этом работают оптимально, представляет собой крайне трудную задачу. По этой причине компьютеры оснащаются специальным уровнем программного обеспечения, называемым операционной системой. [3]
Операционная система, ОС (англ. operatingsystem) — базовый комплекс компьютерных программ, обеспечивающий управление аппаратными средствами компьютера, работу с файлами, ввод и вывод данных, а также выполнение прикладных программ и утилит. Обычно операционная система хранится на жестком или гибком (системном) диске.
При включении компьютера операционная система загружается в память раньше остальных программ и затем служит платформой и средой для их работы. Помимо вышеуказанных функций ОС может осуществлять и другие, например, предоставление пользовательского интерфейса, сетевое взаимодействие и т.п.
Различают операционные системы, использующие командную строку для ввода команд и запуска программ с использованием клавиатуры, и графические операционные системы. В последних основным устройством управления является мышь или другое устройство позиционирования.
В разных моделях компьютера могут использоваться различные операционные системы, которые отличаются ресурсами оперативной памяти и обеспечивают разный уровень сервиса для программирования и работы с готовым программным обеспечением.
Существуют различные операционные системы для персональных компьютеров и серверов: ОС семейства Microsoft Windows и Windows NT, Mac OS и Mac OS X, NetWare, системы класса UNIX, и Unix-подобные (GNU/Linux). [2]
Фирма
Novell
Novell - это крупнейшая фирма, которой принадлежит, согласно различным источникам, от 65% до 75% рынка сетевых операционных систем для локальных вычислительных сетей. Наибольшую известность фирма Novell приобрела благодаря своим сетевым операционным системам семейства NetWare. Эти системы реализованы как системы с выделенными серверами.
Основные усилия Novell были затрачены на создание высокоэффективной серверной части сетевой ОС, которая за счет специализации на выполнении функций файл-сервера обеспечивала бы максимально возможную для данного класса компьютеров скорость удаленного доступа к файлам и повышенную безопасность данных. Для серверной части своих ОС Novell разработала специализированную операционную систему, оптимизированную на файловые операции и использующую все возможности, предоставляемые процессорами Intel x386 и выше. За высокую производительность пользователи сетей Novell NetWare расплачиваются стоимостью - выделенный файл-сервер не может использоваться в качестве рабочей станции, а его специализированная ОС имеет весьма специфический API, что требует от разработчиков дополнительных серверных модулей особых знаний, специального опыта и значительных усилий.
Для рабочих станций Novell выпускает две собственные ОС со встроенными сетевыми функциями: Novell DOS 7 с входящей в нее сетевой одноранговой компонентой Personal Ware, а также ОС UnixWare, являющейся реализацией UNIX System V Release 4.2 со встроенными возможности работы в сетях NetWare. Для популярных ОС персональных компьютеров других производителей Novell выпускает сетевые оболочки с клиентскими функциями по отношению к серверу NetWare.
Первоначально операционная система NetWare была разработана фирмой Novell для сети Novell S-Net, имеющей звездообразную топологию и патентованный сервер с микропроцессором Motorola MC68000. Когда фирма IBM выпустила персональные компьютеры типа PC XT, Novell решила, что NetWare может быть легко перенесена в архитектуру микропроцессоров семейства Intel 8088, и тогда она сможет поддерживать практически все имеющиеся на рынке сети персональных компьютеров. [4]
Понятие ОС
NetWare
NetWare — это сетевая операционная система и набор сетевых протоколов, которые используются в этой системе для взаимодействия с компьютерами-клиентами, подключёнными к сети. Операционная система NetWare создана компанией Novell. NetWare является закрытой операционной системой, использующей кооперативную многозадачность для выполнения различных служб на компьютерах с архитектурой Intel x86. В основе сетевых протоколов системы лежит стек протоколов Xerox XNS. В настоящее время NetWare поддерживает протоколы TCP/IP и IPX/SPX. NetWare является одним из семейств XNS-систем. К таким системам, например, относятся Banyan VINES и Ungerman-Bass Net/One. В отличие от этих продуктов и XNS, система NetWare заняла существенную долю рынка в начале 1990-х и выдержала конкуренцию с Microsoft Windows NT, после выпуска которой прекратили своё существование другие конкурирующие с ней системы.
В основу NetWare была положена очень простая идея: один или несколько выделенных серверов подключаются к сети и предоставляют для совместного использования своё дисковое пространство в виде «томов». На компьютерах-клиентах с операционной системой MS-DOS запускается несколько специальных резидентных программ, которые позволяют «назначать» буквы дисков на тома. Пользователям необходимо зарегистрироваться в сети, чтобы получить доступ к томам и иметь возможность назначать буквы дисков. Доступ к сетевым ресурсам определяется именем регистрации.
Пользователи могут также подключаться к совместно используемым принтерам на выделенном сервере и выполнять печать на сетевых принтерах так же, как и на локальных.
Несмотря на то, что в ранних версиях NetWare все модули системы считались ненадёжными (любой неправильно работающий модуль мог нарушить работу всей системы), она была очень стабильной системой. Нередки случаи, когда серверы NetWare работают без вмешательства человека годами.
История и версии сетевой ОС NetWare
Система NetWare была создана в результате работы SuperSet Software – консалтинговой группы, основанной друзьями Дрю Мэйджером, Дэйлом Найбауэром, Кайлом Пауэллом и позднее вошедшим в эту группу Макром Хёрстом. В основу этой работы были положены результаты их занятий в университете Бригама Янга в городе Прово, штат Юта в октябре 1981 года.
В 1983 году Рэймонд Ноорда присоединился к работе группы SuperSet. Первоначально перед группой стояла задача создания системы CPM совместного использования дисков для сетей на основе оборудования CP/M, которое в то время продавала компания Novell. Внутри группы сложилось убеждение, что CP/M является обречённой на неуспех платформой, и в результате было предложено альтернативное решение для только что выпущенных IBM-совместимых ПК. Группой также было написано приложение Snipes – работающая в текстовом режиме игра, которую они использовали для тестирования новой сети и демонстрации её возможностей. Snipes был первым сетевым приложением в мире и фактически является предшественником многих популярных многопользовательских игр, таких как Doom и Quake.
Эта сетевая операционная система позже была названа Novell NetWare. В NetWare используется протокол NCP (от англ. NetWareCoreProtocol– «протокол ядра NetWare»), который является протоколом передачи пакетов, позволяющим клиентам передавать запросы на серверы NetWare и получать от них ответы. Первоначально NCP был привязан к протоколам IPX/SPX, то есть система NetWare сама по себе могла использовать для взаимодействия в сети только IPX/SPX. Для хранения информации аутентификации использовалась встроенная система на основе СУБД Btrieve.
Первый программный продукт с именем NetWare был выпущен в 1983 году. Он назывался NetWare 68 (или Novell S-Net), работал на процессоре Motorola 68000 и использовал топологию «звезда». Этот продукт был заменён в 1985 году на NetWare 86, который был написан для работы на процессорах Intel 8086. После выпуска процессора Intel 80286 компания Novell выпустила NetWare 286 (в 1986 году). В 1989 году, после выпуска процессора Intel 80386, последовала NetWare 386. Позже Novell пересмотрела нумерацию версий NetWare: NetWare 286 стала NetWare 2.x, а NetWare стала NetWare 3.x.
NetWare 286 2.x
Настройка NetWare версии 2 требовала значительных усилий: для любого изменения было необходимо перекомпилировать ядро и перезагружать систему. Перекомпиляция и замена ядра требовали поочерёдного использования 20 дискет. Администрирование NetWare выполнялось с помощью текстовых утилит, например SYSCON. В NetWare 2 использовалась файловая система NetWare File System 286, или NWFS 286.
NetWare 3.x
NetWare версии 3 была упрощена за счёт построения по модульному принципу. Функции операционной системы выполнялись отдельными программными модулями – загружаемыми модулями NetWare (NLM), которые могли быть загружены как при запуске системы, так и по мере необходимости после запуска. Такая архитектура позволила добавлять необходимые функции в систему, такие как антивирусную защиту, резервное копирование, поддержку длинных имён файлов (в то время имена файлов в распространённой MS-DOS ограничены 8 символами имени и 3 символами расширения имени) или поддержку файлов Macintosh. Управление NetWare по-прежнему предлагалось выполнять в текстовых утилитах. В NetWare 3.x появилась новая файловая система, которая использовалась по умолчанию во всех системах NetWare до NetWare 5.x, – Netware File System 386, или NWFS 386.
Первоначально в NetWare для аутентификации использовалась служба Bindery. Это была система, в которой все данные о правах доступа пользователей и данные системы защиты хранились отдельно на каждом сервере. Когда в сети было несколько серверов, пользователям нужно было регистрироваться в каждом из этих серверов отдельно, а каждый сервер должен был содержать свой список пользователей с правами доступа.
NetWare 4.x
Версия 4 в 1993 году представила службу каталогов Novell (NDS) – служба Bindery была заменена службой глобального каталога, в котором описывалась вся сетевая инфраструктура, и который управлялся из одной точки. Это означало, что пользователю достаточно было аутентифицироваться в NDS один раз, чтобы получить доступ к ресурсам любого сервера в структуре дерева каталога. Таким образом, пользователи могли получить доступ к сетевым ресурсам вне зависимости от того, на каком именно сервере эти ресурсы располагались. В версии 4 также появился ряд полезных компонентов и утилит, такие как служба распределённой печати Novell (NDPS), поддержка Java и открытое/закрытое шифрование RSA.
NetWare 4.1x
В NetWare 4.11 (intraNetWare) вошёл ряд улучшений, позволивших упростить установку операционной системы и её управление, а также сделать её более быстрой и стабильной. С этой версией поставлялся также первый полностью 32-разрядный клиент для рабочих станций Microsoft Windows и утилита NetWare Administrator (NWADMIN или NWADMN32) — графическая утилита администрирования NetWare. В то время компания Novell всё ещё сохраняла привязку своей системы к стеку протоколов IPX/SPX, так как протокол NCP поддерживался только с этим стеком. Однако благодаря увеличению популярности TCP/IP в NetWare 4.11 был включён ряд компонентов и утилит, которые позволяли создавать интрасети и подключать локальные сети к Интернету. С операционной системой поставлялись средства для подключения рабочих станций IPX к сетям IP, например шлюз IPX/IP.
В это же время компания Novell интенсифицировала работы по интеграции своих продуктов со службой каталогов NDS. Почтовая система GroupWise была интегрирована с NDS, и компания Novell выпустила ряд других продуктов с поддержкой каталога: ZENworks, BorderManager, Novell Modular Authentication Services и другие.
NetWare 5.x
С выпуском в октябре 1998 года NetWare 5, компания Novell признала решающую роль Интернета и сделала основной для протокола NCP поддержку стека TCP/IP, а не IPX/SPX. Стек протоколов IPX/SPX поддерживался, но роль основного стека стал играть TCP/IP. Большинство утилит Novell и продуктов других компаний надо было переписывать для работы с TCP/IP, а не с IPX/SPX. С NetWare 5 поставлялась первая версия графической Java-консоли администрирования — ConsoleOne, которую предполагалось использовать вместе с утилитами NWAdmin.
Продукт NetWare 5 был выпущен во время уменьшения доли рынка NetWare (на западных рынках) по мере замены серверов NetWare на серверы Windows NT. Также было выпущено последнее обновление для операционной системы NetWare 4 — NetWare 4.2.
Последней версией NetWare 5 стала версия 5.1. В продукт NetWare 5.x было включено множество новых компонентов, включая поддержку SAN и кластеров, новой файловой системы NSS (Novell Storage Services), заменившей традиционную файловую систему NWFS, служба сертификатов, IBM WebSphere, службы мультимедиа, службы поиска на веб-ресурсах, Oracle 8, Novell SQL, служба инфраструктуры открытых ключей (PKIS) и другие.
NetWare 6.x
С выпуском в октябре 2001 года NetWare 6, изменения были продолжены: была добавлена улучшенная поддержка симметричной многопроцессорной обработки (SMP — улучшенная поддержка нескольких процессоров в одном сервере), iFolder (компонент, позволяющий выполнять автоматическую интеллектуальную синхронизацию файлов указанной локальной папки iFolder с сервером iFolder для последующего предоставления защищённого универсального доступа к этим файлам в локальной сети и через Интернет), iManager (веб-утилита администрирования NetWare и других продуктов), Native File Access Pack (NFAP — компонент, предоставляющих доступ к ресурсам сервера NetWare клиентам Windows, Macintosh и UNIX-подобных систем по протоколам соответствующих сетей), NetDrive (утилита, позволяющая назначать буквы дисков на HTTP- и FTP-ресурсы, а также на серверы iFolder), а также веб-сервер по умолчанию был заменён с Netscape Enterprise Server на Apache. Также база данных Btrieve (используемая с предыдущих версиях NetWare) была заменена на Pervasive SQL.
OpenEnterpriseServer
1.0
После версии NetWare 6.5 компания Novell выпустила в 2003 году операционную систему Open Enterprise Server (OES), в которой пользователи могут выбирать ядро операционной системы — NetWare или Linux. Эта интеграция была выполнена вскоре после приобретения компанией Novell компаний Ximian и немецкого поставщика GNU/Linux компании SuSE. Считается, что Novell смещает своё внимание с NetWare и портирует приложения на GNU/Linux. Хотя официально компания Novell это отрицает и заявляет, что она будет вести разработку и NetWare, и Linux.
2.0
OES 2 был выпущен 8 октября 2007. Он включил в себя NetWare 6.5 SP7 и новую, основанную на Linux - SLES10.
Производительность
Система NetWare доминировала на рынке сетевых операционных систем с середины 80-х годов до конца 90-х благодаря чрезвычайно высокой производительности по сравнению с другими сетевыми операционными системами. Большинство сравнительных тестов в то время указывали на преимущество в производительности в соотношении от 5:1 до 10:1 по сравнению с продуктами Майкрософт, Banyan и других компаний. Результаты одного сравнительного теста были особенно интересны: система NetWare 3.x со службами NFS, работающими по протоколам TCP/IP (не по разработанному для NetWare протоколу IPX), сравнивалась с дорогостоящим выделенным сервером Auspex NFS и с сервером SCO Unix с запущенными службами NFS. Производительность NetWare NFS превысила производительность обоих систем NFS, являющихся частью соответствующих операционных систем, и превысила в два раза производительность SCO Unix NFS на одинаковом оборудовании.
Было несколько причин такой производительности NetWare.
Службы файлов вместо дисковых служб
Во времена разработки первой версии NetWare почти все хранилища данных в локальных сетях работали на основе модели дискового сервера. Это означало, что клиент-компьютер для чтения блока файла должен был выполнить следующие запросы по сравнительно медленной локальной сети.
1. Прочитать первый блок каталога.
2. Продолжить чтение следующих блоков каталогов до тех пор, пока не будет найден блок каталога, содержащий данные искомого файла (таких блоков каталогов могло оказаться много).
3. Читать блоки записей файлов до тех пор, пока не будет найден блок с данными искомого файла (таких блоков могло оказаться много).
4. Читать искомый блок данных.
В системе NetWare, построенной на основе модели служб файлов, взаимодействие с клиентом происходило на уровне файлового интерфейса API.
1. Отправить запрос на открытие файла (если этот файл ещё не был открыт).
2. Отправить запрос на искомые данные в этом файле.
Все операции по поиску каталога для определения места, где физически расположены на диске искомые данные, выполнялись с высокой скоростью локально на сервере.
К середине 1980-х годов большинство сетевых операционных систем стали использовать модель служб файлов вместо модели дисковых служб. Сейчас происходит возврат к модели дисковых служб, например в SAN.
Эффективность протокола NCP
Большая часть сетевых протоколов, использовавшихся во времена разработки NetWare, не считали надёжной доставку сообщений сетью. Обычно операция чтения файла клиентом выполнялась следующим образом.
1. Клиент отправлял запрос на сервер.
2. Сервер подтверждал получение запроса.
3. Клиент подтверждал получение подтверждения.
4. Сервер отправлял запрошенные данные клиенту.
5. Клиент подтверждал получение данных.
6. Сервер подтверждал получение подтверждения.
В основе же протокола NCP лежала концепция надёжной доставки пакетов сетью в большинстве случаев. Поэтому ответ на запрос служил в большинстве случаев подтверждением. Пример запроса чтения клиента в данной модели.
1. Клиент отправлял запрос на сервер.
2. Сервер отправлял запрошенные данные клиенту.
Все запросы содержали последовательный номер, поэтому если клиент не получал ответа в течение указанного времени, он отправлял запрос повторно с тем же последовательным номером. Если сервер уже обрабатывал этот запрос, он отправлял кэшированный ответ повторно. Если у сервера не было времени на обработку запроса, он отправлял «положительное подтверждение».
Результатом использования этой модели «надёжной сети» было уменьшение на две трети сетевого трафика и связанных с ним задержек.
Операционная система без вытесняющей многозадачности, разработанная для сетевых служб
В 90-х годах интенсивно сравнивалось выполнение операций сетевых файловых служб специальным программным обеспечением в обычной операционной системой с выполнением тех же операций специализированной операционной системой. NetWare была специализированной операционной системой, не операционной системой с поддержкой режима разделения времени. Она была полностью написана для обработки запросов типа «клиент-сервер». Изначально система была ориентирована на службы файлов и печати, но позже продемонстрировала отличные унаследованные возможности в качестве платформы баз данных, систем электронной почты, веб-сервисов и других служб. Она также эффективно работала в качестве маршрутизатора протоколов IPX, TCP/IP и AppleTalk, хотя никогда не претендовала на гибкость, присущую аппаратным маршрутизаторам.
В версии 4.x и более ранних версиях NetWare не поддерживалась вытесняющая многозадачность, режим разделения времени, виртуальная память, графический интерфейс пользователя и прочее. Процессы и службы, выполнявшиеся в NetWare, должны были работать правильно: обрабатывать запрос и возвращать управление операционной системе в отведённое время. В отличие от NetWare операционные системы общего назначения (UNIX, Microsoft Windows) основывались на интерактивной модели с поддержкой режима разделения времени, когда без контроля со стороны операционной системы программа могла бы занять все доступные ресурсы системы. В таких средах с вытесняющей многозадачностью и виртуализацией памяти возникала значительная дополнительная нагрузка, так как в таких системах никогда не хватает ресурсов для выполнения всех запросов всех приложений. Такие системы улучшились со временем путём более тесной интеграции сетевых служб с ядром операционной системы «общего назначения», но так и не смогли достигнуть уровня эффективности NetWare. К сожалению, раньше, когда прикладные процессы управляли собой, такое «доверие» часто приводило к аварийным остановам системы.
Возможно, основной причиной успеха Novell в 80-х и 90-х годах была более эффективная работа NetWare по сравнению с операционными системами общего назначения. Однако по мере увеличения мощности микропроцессоров значение эффективности становилось всё меньше и меньше, а с появлением процессора Pentium сложность управления и разработки приложений для NetWare стали перевешивать преимущества NetWare. Самоуверенность маркетингового подразделения и руководства Novell на фоне реальной угрозы конкурентов (NT4 и Microsoft Exchange) стало последней каплей в процессе, который, в конце концов, привёл к потере позиций системой NetWare.[1]
Заключение
Как известно, процесс проникновения информационных технологий практически во все сферы человеческой деятельности продолжает развиваться и углубляться. Помимо уже привычных и широко распространенных персональных компьютеров, общее число которых достигло многих сотен миллионов, становится все больше и встроенных средств вычислительной техники. Пользователей всей этой разнообразной техники становится все больше, и поэтому компьютеры и информационные системы становятся все более дружественными и понятными даже для человека, не являющегося специалистом в области информатики и вычислительной техники. Это стало возможным, прежде всего, потому, что пользователи и их программы взаимодействуют с вычислительной техникой посредством операционных систем. В сегодняшнем мире огромное количество людей научились использовать компьютеры в работе, обучении, науке. Огромную роль в процессе компьютеризации мира, на мой взгляд, сыграли разработчики операционных систем, сделавшие их понятными всем без исключения.
Список литературы
1. «Администрирование Novell Netware 6.0/6.5.», Гаскин Д.– СПб.: BHV-СПб, 2003г.
2. «Информатика», Патрушина С.М., Нельзина О.Г. и др.– Москва: ИКЦ «МарТ», 2004г.
3. «Современные операционные системы», Таненбаум Э., 2-е издание, – СПб: Питер, 2002г.
4. http://www.wikipedia.ru.