16
общая файловая структура баз данных, доступ к которой имеет каждый член
рабочей группы. Это позволяет передавать сообщения при организации
совместной работы, а также обеспечивать возможность распределения ресурсов
[11, c.60].
К основным функциям сетевой операционной системы относятся:
- предоставление возможности использования в работе сетевых служб;
- поддержка работы прикладных процессов, которые выполняются на
клиентских машинах.
Сетевые операционные системы могут быть основаны на одноранговой
архитектуре или клиент-серверной архитектуре. Комплекс программ для
обработки, хранения и передачи информации определяет группа протоколов
верхнего уровня, которые выполняют такие функции, как [14, c.150]:
- адресация пакетов по сети;
- обеспечение защиты данных;
- поддержка работы сетевых служб;
- управление вычислительной сетью.
Факторы, которые необходимо учитывать при выборе программного
обеспечения для обработки, хранения и передачи данных приведены на рис.1.7.
Рис.1.7. Факторы, которые необходимо учитывать при выборе программного
обеспечения для обработки
Возможность хранения данных в базе данных
Определение механизма распределения ресурсов по сети
Повышение быстродействия и надежности компьютерной сети
Выбор физических средств для соединения
Определение типов персональных компьютеров
17
В настоящее время разделяют сетевые операционные системы со
встроенными функциями и оболочки, которые устанавливаются над локальными
операционными системами.
К основным функциям сетевой операционной системы относятся [19,
c.17]:
- управление файловой системой и информационными ресурсами;
- обеспечение защиты от несанкционированного доступа;
- отказоустойчивость ресурсов.
Управление файловой системой предусматривает организацию доступа к
информации, размещенной в различных сегментах вычислительной сети. Для
этого используется специальная файловая система, в которой обеспечивается
определенный уровень защиты данных. Посредством управления ресурсами
сетевая операционная система обрабатывает запросы, предоставляет доступ к
информационным ресурсам [33].
К коммуникационным функциям серверной операционной системы
относятся буферизация, адресация, распределение процессов по сети. Наиболее
важной функцией сетевой операционной системы является обеспечение защиты
от несанкционированного доступа с поддержкой целостности и
конфиденциальности данных.
В этом случае средства защиты обеспечивают доступ к определенным
ресурсам в указанное время. Для каждого пользователя в компьютерной сети
назначаются права доступа в соответствии с ограничением доступных
директорий и составлением списка возможных действий [4, c.58].
Отказоустойчивость системы определяется возможностью преодоления
дестабилизирующих факторов и сохранением работоспособности в случае
возникновения сбоев и отказов. Для того чтобы обеспечить отказоустойчивость
применяют бесперебойные источники питания, создают резервные накопители
информации или производят операции по дублированию данных.
Программное обеспечение для управления сетью включает в свой состав
менеджеры и агенты. Менеджер – это программа, выполняющая функции по
обработке сетевых программ, агенты представлены в виде программных
продуктов, размещенных на различных участках сети. К их функциям относится
18
выполнение команд менеджеров и контроль состояния узлов со сбором
информации о параметрах функционирования, фиксации аномалий и
осуществлением защиты от вирусов. Агенты имеют достаточно высокий уровень
интеллектуальности и могут в случае возникновения сбоя полностью
восстанавливать информацию [8, c.39].
Сетевая операционная система выступает основой для работы локальной
вычислительной сети. В этом случае каждый компьютер автономен, поэтому
сетевая безопасность обеспечивается на высоком уровне.
Для работы с вычислительной сетью на рабочих станциях должно быть
установлено клиентское программное обеспечение, с помощью которого
организуется доступ к информационным ресурсам, размещенным на сервере.
Наиболее важными компонентами клиентского программного обеспечения
выступают редиректоры, распределители и имена UNC.
Редиректор выступает сетевым программным обеспечением,
выполняющим функции обработки запросов по вводу-выводу для удаленных
файлов, именованных каналов.
К основным функциям редиректора относятся перехват запросов,
поступающих от приложений и их анализ. Фактически существуют два типа
редиректоров: клиентский и серверный. Каждый из них осуществляет работу на
представительском уровне модели OSI [10, c.28].
Схема обработки запросов между редиректором, DNS-сервером и узлом
раздачи приведена на рис.1.8.
Рис.1.8. Схема обработки запросов между редиректором, DNS-сервером и узлом
раздачи
19
Когда клиент формируется запрос к сетевому приложению, редиректором
перехватывается этот запрос и производится его проверка. Если редиректор
определяет локальный запрос, он производит его отправку центральному
процессору для обработки.
Распределитель выступает частью программного обеспечения и управляет
назначением букв, накопителем, как на удаленном уровне, так и на локальном.
Когда между сетевым ресурсом и буквой локального накопителя формируется
ассоциация, тогда производится контроль присвоения этой буквы сетевому
ресурсу. После этого пользователь получает доступ к диску, распределитель
производит замену буквы или дисковода на сетевой адрес ресурса [12, c.44].
Редиректор и распределитель не являются единственным методами,
которые применяются для организации доступа к сетевым ресурсам. Большая
часть современных операционных систем самостоятельно распознаёт имена
UNC. Для того чтобы персональный компьютер мог выполнять функцию
сетевого сервера, необходимо установить серверную часть сетевой
операционной системы, которая поддерживает ресурсы и распространяет их по
сетевым клиентам.
В отношении сетевых серверов существует возможность ограничения
доступа к ресурсам и тем самым организации защиты от несанкционированного
доступа. При этом контроль обеспечивается посредством поддержки
эффективной сетевой среды [17, c.162].
Для контроля сетевых ресурсов сервером выполняются следующие
функции:
- производится управление учетными данными пользователей;
- обеспечивается хранение инструментов для конфигурирования,
проведения аудита и контроля данных;
- обеспечивается отказоустойчивость от защиты целостности сети.
Многие сетевые операционные системы, в том числе Windows включают в
свой состав программные компоненты, которые обеспечивают серверные и
клиентские возможности. Это позволяет персональным компьютерам
использовать сетевые ресурсы и поддерживать их в работоспособном состоянии.
20
Главным преимуществом клиент-серверной операционной системы
является то, что в ней данные хранятся на отдельной рабочей станции и могут
быть разделены с остальной частью сети. Недостатком является то, что рабочей
станцией поддерживается одновременно несколько ресурсов, что приводит к
снижению производительности [21, c.69].
Взаимосвязь между серверной операционной системой и локальными
операционными системами приведена на рис.1.9.
Рис.1.9. Взаимосвязь между серверной операционной системой и локальными
операционными системами
Если формируется запрос от ресурса компьютера, то он
переадресовывается на локальную операционную систему. Если данный запрос к
удаленному ресурсу перенаправляется в клиентскую часть, где производится
преобразование из локальной формы в сетевой формат, производится передача
данных на следующем этапе к коммуникационным средствам.
Серверной частью операционной системы принимается запрос,
производится его преобразование в локальную форму с последующей передачей
в локальную операционную систему. После того как результат получен, сервер
обращается к транспортной подсистеме и отправляет его клиенту, выдавшему
запрос [2, c.79].
Клиентская часть производит преобразование результата в определённый
формат и адресацию его тому приложению, которое сформировало запрос.
21
Главным требованием, которое предъявляется к операционной системе,
является эффективное управление ресурсами с обеспечением удобного
интерфейса для пользователя и прикладного программного обеспечения. В
современной операционной системе поддерживается виртуальная память,
мультипрограммная обработка, интерактивный графический интерфейс для
пользователя, свопинг, а также реализуются функции, которые позволяют
обеспечить полноту работы операционной системы [7, c.62].
Важной функцией является расширяемость операционной системы,
которая направлена на поддержку внешних устройств или новых видов сетевых
технологий. Если код операционной системы определён, то это может нарушить
целостность обработки ее данных. Расширяемость достигается за счёт
модульной структуры операционной системы, при которой формируются
отдельные модули, взаимодействующие через функциональный интерфейс.
Современная операционная система должна обеспечивать защиту данных
и других ресурсов от несанкционированного доступа. Для того чтобы
операционная система имела высокую защиту данных в её состав должны
входить средства аутентификации и авторизации данных. Современная
операционная система должна иметь высокую производительность данных и
позволять обеспечивать реализацию различных функций, проверять качество
программного кода и возможность исполнения операционной системы на базе
многопроцессорной платформы [16, c.30].
В настоящее время наиболее распространенной операционной системой
является операционная система Windows Server, в которой реализована
технология «клиент-сервер». Данная операционная система представлена в виде
программной конфигурации, позволяющей организовать доступ в зависимости
от привилегий и назначенных полномочий пользователя.
Последней версией серверной операционной системы Windows Server
является операционная система Windows Server 2019, в которой объединяется
локальная среда и облачная платформа Windows Azure, создающая возможности
использования гибридных сценариев. Данная операционная система позволяет
усилить безопасность, сократить риски, разрабатывать собственные облачные
приложения, включающие контейнеры и микрослужбы.
22
Сравнительный анализ серверной операционной системы Windows Server
2019 с предыдущими версиями приведен в таблице 1.1.
Таблица 1.1
Сравнительный анализ серверной операционной системы Windows Server 2019 с
предыдущими версиями
Параметр для сравнения
Windows
Server 2012
Windows
Server 2016
Windows
Server 2019
Возможность миграции хранилищ с
настройкой безопасности
Нет
Нет
Да
Выполнение синхронизации
серверов в облачную среду
Windows Azure
Да
Да
Да
Наличие системной аналитики
данных
Нет
Нет
Да
Технологии для проверки
подлинности в Azure AD
Нет
Нет
Да
Защита виртуальных машин
Да
Да
Да
Как видно из таблицы 1.1 серверная операционная система Windows
Server 2019 в отличие от предыдущих версий позволяет производить миграцию
хранилищ с инвентаризацией данных и настройкой безопасности конфигурации.
В данной операционной системе поддерживаются функции машинного
обучения, прогнозирования системных данных с построением высокоточных
прогнозов, что создает возможности сокращения операционных расходов при
управлении экземплярами данных.
В отличие от серверных операционных систем Windows Server 2012,
Windows Server 2016 серверная операционная система Windows Server 2019
имеет механизмы присоединения к облачной службе Azure Active Directory
(Azure AD) с открытием доступа новым сценарием с осуществлением
аутентификации данных в облачной среде.
Центр администрирования в серверной операционной системе Windows
Server 2019 представлен в виде веб-интерфейса с удаленным управлением HCI и
включающий службы для настройки и мониторинга программно-определяемых
сетей.
Характеристика групп программного обеспечения на стороне клиента
приведена в таблице 1.2.
23
Таблица 1.2
Характеристика групп программного обеспечения на стороне клиента
Вид программного
обеспечения
Характеристики
Системное программное
обеспечение
Представлено в виде сервисных программ,
осуществляющих проверку работоспособности
внешних устройств компьютера. Позволяет создавать
резервные копии и выполнять архивацию данных
Прикладное программное
обеспечение
Позволяет организовать повседневную работу
пользователей с документами, таблицами, рисунками,
картинками
Программное
обеспечение,
обеспечивающее
разработку новых
программ на языках
программирования
Интегрированные оболочки, языки
программирования
Системное программное обеспечение применяется для выполнения
повседневных задач, связанных с планированием, управлением ресурсами и
обработкой информации. Системное программное обеспечение в большей
степени применяется для выполнения вспомогательных функций,
обеспечивающих и поддерживающих работоспособность операционной системы
и установленного программного обеспечения [36, c.89].
В состав системного программного обеспечения входят операционные
системы, программы-оболочки и операционные оболочки, представленные в
виде пользовательского интерфейса [24, c.97].
К драйверам или сервисному программному обеспечению относятся
утилиты, представленные файловыми менеджерами, средствами для просмотра и
диагностики работы персонального компьютера. Они применяются для проверки
конфигурации персонального компьютера или обеспечения защиты от вирусов и
атак со стороны сети Интернет.
Необходимо отметить, что большая часть сервисного программного
обеспечения устанавливается вместе с операционной системой, а вторая часть
определяется администратором компьютерной сети и выполняемыми
повседневно функциями.
В состав прикладного программного обеспечения входят офисные пакеты,
интегрирующие в своем составе различные компоненты по обработке
24
информации. Наиболее распространенными из них являются бухгалтерские
информационные системы, интегрированные пакеты делопроизводства, CAD-
системы, HTML-редакторы, браузеры и графические редакторы [26, c.53].
Характеристика видов прикладного программного обеспечения приведена
в таблице 1.3.
Таблица 1.3
Характеристика видов прикладного программного обеспечения
Вид прикладного программного
обеспечения
Описание
Проблемно-ориентированное
программное обеспечение
Выполняет функции по обработке данных в
рамках решения определенной задачи
пользователя
Функциональное программное
обеспечение
Позволяет автоматизировать функция
программирования, обработки алгоритма
Методо-ориентированное
программное обеспечение
Математическая обработка информации
Прикладное программное
обеспечение общего назначения
Позволяет усилить уровень автоматизации и
разработки программного обеспечения
Процедурное программное
обеспечение
Автоматизируются задачи по обработке
информации, фильтрации, сортировки данных
К достоинствам прикладного программного обеспечения относятся
сокращение затрат на разработку, многофункциональность и надежность в
эксплуатации. Среди недостатков прикладного программного обеспечения
следует отметить сложность освоения, низкую степень системной увязки,
низкую функциональную полноту.
Проблемно-ориентированное прикладное программное обеспечение
применяется для автоматизации определённой функциональной области.
В зависимости от области применения выделяют проблемно-
ориентированное программное обеспечение для автоматизации деятельности:
- крупного производственного предприятия или корпорации. В эту группу
входит программное обеспечение, которое позволяет автоматизировать
технологические процессы производства, управлять цепочкой технологических
процессов от момента выпуска готовой продукции до ее сбыта в выбранных
каналах сбыта;
25
- торговых и сервисных предприятий, представленное в виде
интегрированной многоуровневой системы, работающей под управлением СУБД
Oracle и Informix;
- электроэнергетических компаний. В данную группу входит программное
обеспечение для автоматизации процессов анализа распределения
электроэнергии, контроля расходов электроэнергии при доставке ее в пункты
потребителей. Основными пользователями выступают диспетчерские службы,
электротехнические подразделения проектирования электрических схем и схем
автоматизации.
В состав проблемно-ориентированного прикладного программного
обеспечения также входят экспертные системы, основанные на
интеллектуальных методах анализа и позволяющие решать эвристические или
неформализованные задачи. В настоящее время экспертные системы применяют
в медицине, юриспруденции, финансовой среде. Их особенностью является
наличие базы знаний, позволяющей накапливать информацию и формировать
экспертное заключение для принятия управленческих решений.
Виды функционального программного обеспечения приведены на рис
1.10.
Рис. 1.10. Виды функционального программного обеспечения
Функциональное
программное
обеспечение
Многофункциональные
пакеты
Текстовый
редактор для
издательств
Графический
редактор
AutoCAD
Системы
управления
базами данных
Компьютерны
е игры
Электронные
справочники
Обучающие
программы
Интегрированные
пакеты
MS Office
Open Office
Google Dics