Размещено на http://www.allbest.ru/

1

1

НАЧОУ ВПО СГА

Творческая работа

Дисциплина: Операционные системы

Тема: Технология «клиент-сервер»

Выполнил:

Политов Дмитрий Игоревич

Содержание

Введение

Одноранговая модель подходит для небольших сетей

Модель «клиент-сервер» лучше подходит для крупных сетей

Серверы и клиенты трудятся вместе

Сетевые операционные системы

Многопоточность

Многопроцессорная обработка информации

Введение

Как результат эволюции компьютерных технологий появились компьютерные сети. Само появление компьютерных сетей ознаменовало новый этап в компьютерной технологии.

Самые первые компьютерные сети были довольно примитивными - скорость работы такой сети была очень маленькой по сравнению с современными сетевыми технологиями, но для того времени и это было достижение.

С совершенствованием аппаратной части сетей совершенствовалось и сетевое программное обеспечение. Со временем потребовалось совершенствование самих технологий, а не только развитие аппаратуры и программного обеспечения. Были разработаны современные сетевые технологии. Одной из таких технологий является технология «клиент-сервер», позволяющая пользователям сети получать быстрый доступ к ресурсам. Об этой сетевой технологии мы и хотели подробно рассказать.

Одноранговая модель подходит для небольших сетей

Одноранговая вычислительная сеть (одноранговая ЛВС, децентрализованная ЛВС, пиринговая сеть; peer-to-peer LAN, peer LAN, P2P) - «безсерверная» организация построения сети, которая допускает включение в нее как компьютеров различной мощности, так и терминалов ввода-вывода. Термин «одноранговая сеть» означает, что все терминалы сети имеют в ней одинаковые права. Каждый пользователь одноранговой сети может определить состав файлов, которые он предоставляет для общего использования (так называемые public files).

Пользователи одноранговой сети могут работать как со всеми своими файлами, так и с файлами, предоставляемыми другими ее пользователями. Подключение отдельных ЭВМ в одноранговую сеть производится преимущественно высокочастотными коаксиальными кабельными линиями связи.

Известны три основных варианта топологии одноранговой сети - «шина», «кольцо», «звезда». Создание одноранговой сети обеспечивает наряду с взаимообменом данными между включенными в нее ЭВМ совместное использование части дискового пространства (через public files), а также совместную эксплуатацию периферийных устройств (например, принтеров). Одна из ЭВМ может временно брать на себя функции «сервера», а другие работать в режиме «клиентов». Эти возможности используется в обучающих системах. Поиск в развитой децентрализованной сети выполняется сначала у соседей (neighbours), с которыми соединение производится напрямую, затем - у соседей. Достоинствами одноранговых ЛВС являются относительная простота их установки и эксплуатации, умеренная стоимость, возможность развития (например, по числу включенных терминалов), независимость выполняемых вычислительных и других процессов для каждой включенной в сеть ЭВМ.

После появления в 1999 году в Интернете специализированного сервиса по обмену музыкальными файлами (файлообменная система Napster) стали популярными пиринговые сети, которые предназначены для обмена файлами между их пользователями и работают по технологии P2P. Общий принцип работы распределенных пиринговых сетей следующий: клиентская программа передает в сеть списки файлов, которые она может предоставить для скачивания и которые она хочет получить. При этом, если поиск подходящих партнеров осуществляется с помощью сервера, а сами данные качаются напрямую, то такая модель называется централизованной. Если любые компьютеры сети могут одновременно выполнять функции и клиентов и серверов, то такая модель называется децентрализованной. Сеть, поддерживающая оба режима работы, называется гибридной.

Одноранговая ЛВС предоставляет возможность такой организации работы компьютерной сети, при которой каждая рабочая станция одновременно может быть и сервером. Преимущество одноранговых сетей заключается в том, что разделяемыми ресурсами могут являться ресурсы всех компьютеров в сети и нет необходимости копировать все используемые сразу несколькими пользователями файлы на сервер. В принципе, любой пользователь сети имеет возможность использовать все данные, хранящиеся на других компьютерах сети, и устройства, подключенные к ним. Затраты на организацию одноранговых вычислительных сетей относительно небольшие. Однако при увеличении числа рабочих станций эффективность их использования резко уменьшается. Пороговое значение числа рабочих станций, по оценкам фирмы lNovell, составляет 25. Поэтому одноранговые ЛВС используются только для небольших рабочих групп.

Основной недостаток работы одноранговой сети заключается в значительном увеличении времени решения прикладных задач. Это связано с тем, что каждый компьютер сети отрабатывает все запросы, идущие к нему со стороны других пользователей. Следовательно, в одноранговых сетях каждый компьютер работает значительно интенсивнее, чем в автономном режиме. Существует еще несколько важных проблем, возникающих в процессе работы одноранговых сетей: возможность потери сетевых данных при перезагрузке рабочей станции и сложность организации резервного копирования.

Пример одноранговой сети:

Размещено на http://www.allbest.ru/

1

1

Рис. 1

Модель «клиент-сервер» лучше подходит для крупных сетей

сеть клиент сервер операционный

При большом числе компьютеров (десятки, сотни и даже тысячи) предприятия чаще всего полагаются на сети модели «клиент-сервер». Упрощенно можно считать, что в такой сети отдельный компьютер подключается к одному или нескольким мощным компьютерам, которые называются серверами.

Сервер - компьютер сети, предоставляющий свои программные и аппаратные ресурсы пользователям сети для хранения данных, выполнения программ и других услуг (например, доступ к общей базе данных, совместное использование устройств ввода/вывода, организацию взаимодействия пользователей и др.).

Клиент - компонент архитектуры "клиент - сервер", пользующийся услугами сервера. Часто в качестве клиента выступают программы, имеющие доступ к информационным ресурсам или устройствам сервера. Для подключения к серверу пользователь рабочей станции должен получить собственное регистрационное имя и пароль.

Термины "клиент" и "сервер" используются для обозначения как программных, так и аппаратных средств.

К преимуществам сетей с архитектурой "клиент - сервер" относятся централизованное управление ресурсами сети, безопасность и скорость доступа. Мероприятия по реализации этих свойств называются администрированием сети.

Пример:

Размещено на http://www.allbest.ru/

1

1

Рис. 2

Серверы и клиенты трудятся вместе

Роль серверов состоит в обеспечение централизованной защиты и управлении трафиком, а так же в предоставление клиентам ресурсов: информации, приложений и доступа к устройствам совместного пользования (например, к принтерам). В клиент-серверной среде в роли клиентов выступают настольные ПК (именно ПК, а не неинтеллектуальные терминалы!) под управлением операционной системы типа Windows 95 или Windows NT Workstation. Как правило, клиент использует собственные вычислительные мощности для обработки информации, полученной от сервера, но полагается на сервер в части предоставления необходимых данных и приложений. Такое распределение ролей в обработке информации носит название клиентской (front - end) и серверной (back - end) обработки.

Наряду с успешным функционированием в собственной «родной» среде, сети модели клиент - сервер могут работать с микрокомпьютерами и мэйнфреймами. Именно эта гибкость в сочетании достаточно низкой (по сравнению с традиционными решениями) стоимостью и составляет привлекательность клиент - серверных сетей. Работая в такой среде на компьютере - клиенте, можно «вкушать плоды» трех разных методов обработки информации: автономной работы, взаимодействия с другими ПК сети и подключения к серверу или мэйнфрейму для доступа к хранящейся там информации (так сказать, главное блюдо).

Сетевые операционные системы

Операционные системы с сетевыми функциями также представлены двумя не всегда легко различными разновидностями: серверным и клиентским. Это вызвано различием возможностей и функций серверов и клиентов сети на базе ПК. Серверная ОС концентрируется на управлении ресурсами, а клиентская - на удовлетворении потребностей владельца, то есть на выполнении задания с максимальной скоростью и эффективностью. Это не значит что быстрота и эффективность не важны для сервера, но его основная задача все же в поддержке большого числа компьютеров - клиентов, тогда как клиент чаще всего работает с конкретным приложением типа текстового процессора, электронной таблицы или почтовой программы. И если проверка орфографии, подготовка сообщения или пересечет, таблицы занимают непомерное много времени, владелец компьютера едва ли будет вообще им пользоваться.

Выбор серверных ОС для корпоративных сетей на базе ПК весьма широк: Windows NT, OS/2, Novell NetWare, UNIX и Mac OS с сетевыми службами AppleShare и AppleTalk. Как правило, эти ОС способны функционировать и в качестве ПО клиента, и в качестве ПО сервера. Более того, часто существует «младшая» версия для настольных ПК. Такие программные продукты как Windows NT Workstation, OS/2 Workstation, и ПО рабочей станции от NetWare, по существу, представляют собой несколько упрощенные версии своих «старших братьев», работающих на серверах.

Раз у сетевой операционной системы так много обязанностей, то она должна работать с максимально возможной скоростью. Добиться этого удаётся с помощью «трёх М»: многопоточности, многозадачности и многопроцессорности.

Многопоточность

Одна из главных отличительных особенностей сетевой операционной системы. Этот метод оптимизации производительности посредством наиболее полного использования процессорного времени представляет собой подлинное чудо сложности. Многопоточная обработка основана на том, что процессор работает с невероятной скоростью, измеряемой тактами. Эти такты выполняются независимо от того, занят процессор или нет.

При многопоточной обработке процесс подразделяется на потоки, каждый из которых выполняется микропроцессором по отдельности. Планирование потоков осуществляется операционной системой (рисунок 3).

Рис. 3

Многозадачность

На самом деле многозадачность - это нечто ловкости рук фокусника, ибо на одном процессоре два процесса не выполняются. Время процессора предоставляется каждому процессу отдельно, а человеку кажется, что эти процессы идут параллельно. Такое впечатление создаётся благодаря высокой скорости работы процессора и способностью перемешивать выделенные интервалы времени. Весь фокус в том, что для компьютера и операционной системы время течет намного быстрее, чем для людей.

Многозадачность в любом виде выгодна, как средство повышения производительности. На сильно загруженном сервере, например, преимущества очевидны. Ясно, что выигрыш будет ещё более, если многозадачность реализована на компьютере-клиенте - это позволяет ещё лучше координировать взаимодействие сервера с клиентом и управлять им с ещё большей эффективностью, нежели в случае, когда клиент и сервер в определённый момент времени решают вместе или порознь одну единственную задачу.

Многопроцессорная обработка информации

Для сред с высокой нагрузкой многопроцессорная обработка просто необходима. В этом случае система может ещё успешнее справляться с задачами за счет того, что нагрузка перекладывается на много параллельных процессоров.

Многопроцессорная обработка может быть симметричной и асимметричной. При симметричной обработке любой процесс может быть поручен любому, в данный момент свободному процессору.

При асимметричной обработке нагрузка распределяется так, что один или несколько процессоров обслуживают только операционную систему, а остальные работают только с приложениями.

В силу больше гибкости симметричной обработки, система с ее поддержкой обеспечивает два важных преимущества.

Во-первых, повышается отказоустойчивость, потому что один процессор способен справиться с любой задачей и отказ одного процессора не ведёт к отказу всей системы.

Во-вторых, улучшается балансировка нагрузки, так как операционная система способна распределять её среди процессоров равномерно и тем самым предотвращать появление узких мест из-за слишком частых обращений к одним процессорам и пренебрежения остальными.

Размещено на Allbest.ru