Файл: Сетевые операционные системы (Условия, предъявляемые к сетевым ос).pdf

Гибкое распределение памяти. Виртуальным машинам можно установить максимальный и гарантированный минимальный пределы используемой оперативной памяти. Благодаря этой возможности администраторы могут настроить параметры работы платформы виртуализации серверов Windows таким образом, чтобы потребности в ресурсах отдельных виртуальных машин были сбалансированы с реальными возможностями сервера Windows Hyper-V.

Динамическое добавление оборудования. Платформа виртуализации серверов Windows позволяет динамически добавлять в поддерживаемые гостевые операционные системы логические процессоры, оперативную память, сетевые адаптеры и устройства хранения данных, не прерывая работу гостевых операционных систем. Благодаря этой возможности можно мониторить распределение вычислительных мощностей сервера виртуализации между гостевыми ОС. [10,661]

Настройка сети. Hyper-V поддерживает расширенные сетевые возможности для работы виртуальных машин, включая преобразование сетевых адресов (NAT), брандмауэр и назначение виртуальных ЛС (VLAN). Такая гибкость позволяет создавать оптимальную конфигурацию виртуализации, которая наилучшим образом отвечает требованиям сетевой безопасности.

Благодаря гибкому распределению памяти, динамическому добавлению оборудования и гибкой настройке сети конфигурация более эффективно отвечает динамически изменяющимся серверным нагрузкам. При использовании платформы виртуализации серверов Windows и поддерживаемых гостевых операционных систем работающей виртуальной машине может быть предоставлена дополнительная оперативная память или вычислительные мощности, чтобы справиться с возросшими требованиями к вычислительным ресурсам. При этом перезагрузка гостевой операционной системы не потребуется. Если у гипервизора достаточно ресурсов, это изменение не скажется на быстродействии других работающих на этом же сервере виртуальных машин.

Упрощенное управление

Чтобы в полной мере ощутить экономию от использования платформы виртуализации серверов Windows в вычислительных центрах или в удаленных филиалах, необходимы широкие возможности управления и автоматизации. Платформа виртуализации серверов Windows отвечает этим требованиям благодаря следующим возможностям управления и автоматизации. 

Расширяемое управление. Для управления виртуализацией Windows Hyper-V предназначена предназначена программа Microsoft System Center Operations Manager (SCOM) и Microsoft System Center Virtual Machine Manager (SCVMM). Эти средства управления предоставляют инструментарий для управления, мониторинга, автоматизации, развертывания и обслуживания IT-сервисов, приложений и серверов в гетерогенной среде Windows, UNIX и Linux.

Консоли управления (MMC). Для управления параметрами платформы виртуализации и кластеризации серверов Windows и виртуальных машин используется интерфейс консолей управления (MMC), что значительно облегчает процесс обучения работе с этой платформой.

Интерфейс для инструментария управления Windows (WMI). В состав платформы виртуализации серверов Windows включен поставщик WMI, которой позволяет получать системную информацию и управлять платформой с помощью сценариев.

Среда выполнения сценариев PowerShell. Настройку параметров сервера виртуализации и виртуальных машин можно производить в среде Windows PowerShell. [10,595]

Управление с помощью объектов групповой политики (GPO) [10,509]. Платформа виртуализации серверов Windows поддерживает управление сервером виртуализации и параметрами виртуальных машин с помощью конфигурационных возможностей групповых политик.

Возможности средств управления SCOM и SCVMM позволяют эффективно управлять платформой виртуализации серверов Windows как в вычислительных центрах, так и в удаленных филиалах. С помощью сценариев WMI можно автоматизировать обслуживание нескольких серверов виртуализации. Сценарии позволяют завершить работу виртуальных машин на основном сервере, запустить эти виртуальные машины на резервном сервере, осуществить обслуживание основного сервера, а затем возобновить работу виртуальных машин на этом сервере. Средство управления System Center Virtual Machine Manager[10,21] позволяет автоматизировать эту процедуру для большого числа приложений без ощутимого перерыва в их работе.

Выводы:

Виртуализация Windows Server сочетает в себе различные возможности, которые позволяют обеспечивать безопасность объединенных серверов, реагировать на изменение нагрузки, обеспечивать высокую масштабируемость задач и быстродействие, а также осуществлять упрощенное управление виртуализацией. В сочетании с кластеризацией достигается большая отказоустойчивость и полная доступность сервисов. Изоляция виртуальных машин позволяет решать на одном сервере виртуализации разнообразные задачи и сохранять при этом гибкость и защищенность системы. Лежащая в основе платформы виртуализации серверов Windows архитектура 64-разрядного гипервизора обеспечивает высокое быстродействие для требовательных к ресурсам задач. Мощные средства управления System Center Operations Manager и System Center Virtual Machine Manager, позволяют автоматизировать и эффективно контролировать разнообразные виртуальные вычислительные среды.

2.1.2. Технический обзор сетевой ос unix

Операционная система UNIX – популярный представитель свободного ПО. У данной системы имеется тысячи поклонников по всему миру, часть из них принимала участие в написании системы.

Выделяют две основные части ОС UNIX:

1.Пользовательскую часть(User Application), которая предназначена для организации диалога пользователя с ОС. Она может быть представлена в виде интерфейса командной строки, например, командный процессор (интерпретатор), называемый Shell, который считывает команды, введенные пользователем, и транслирует их в ядро. Также она может быть выполнена в виде оконной среды, например, такой как KDE или Gnome. Кроме того, большая категория устройств с UNIX-подобной ОС (особенно планшеты и телефоны) обладают сенсорными экранами, что позволяет организовать тактильный интерфейс, при котором пользователь управляет устройством посредством контактов рук или спец. Устройств – стилусов. [9,10]

2. Ядро (Kernel), которое обеспечивает взаимодействие с аппаратным обеспечением напрямую. Кроме того, ядро ОС UNIX (и не только UNIX) содержит подсистемы, разделенные по функциональным признакам на следующие компоненты:

a) планировщик (Process Manager, Process Scheduler, PS) – предназначен для управления процессами в системе – прикладных, пользовательских, системных. Кроме того, он осуществляет управление дочерними процессами и регулирует отношения между ними. В алгоритмы функционирования планировщика могут быть заложены возможности управления мультипроцессорной системой как с симметричным, так и с ассиметричным использованием процессоров; [9,45]

b) контроллер памяти (Memory Manager, MM) реализует организацию виртуальной памяти, которая позволяет исполнять процессы в пространстве, значительно превышающем размеры физической оперативной памяти. Это достигается посредством использования различных механизмов (segmentation, swapping, paging). MM обеспечивает для множества процессов сохранение информации в главной памяти системы с возможностью ее совместного использования (разделения) между процессорами;

c) виртуальная файловая система (Virtual File System, VFS) управляет реальной иерархической файловой системой на долговременных носителях с обеспечением доступа к файлам и директориям. Важной особенностью VFS OS UNIX является возможность поддержки множества файловых систем разного типа и объединение их в единую логическую файловую систему; [9,60]

d) сетевая подсистема (network system, NET) основана на использовании модели сокетов, введенных в ос 4.3 BSD, и поддерживает множество различных стеков протоколов, в том числе и TCP/IP. Обеспечивает доступ к разным сетевым стандартам и различному сетевому оборудованию. Кроме того, поддерживает работу системы с облачными и другими аналогичными удаленными сервисами; [9,78]

e) подсистема межпроцессорного взаимодействия (Inter-Process Communication, IPC) – подсистема, которая используется процессами для организации различных механизмов обмена внутри системы; [9,99]

Кроме этих основных систем существует множество дополнительных, состав которых варьируется в зависимости от назначения конкретной ОС. Например, если ОС устанавливается в коммутатор, то она будет содержать графическую подсистему и подсистему контактного ввода информации, ориентируемую на работу с пользователем.

Интерфейсы в ОС UNIX.

Определение интерфейсов весьма широко. Под интерфейсом можно понимать: некоторый язык, обеспечивающий взаимодействие с некоторой системой, например, Bash или Shell, предназначенный для ввода команд при помощи командной строки; способ представления информации (внешний вид программы), например, в оконном виде с соответствующей поддержкой ввода команд; механизм обмена данными посредством некоторого соединения, например, USB, LTP, COM и т.п. некоторый протокол обмена информацией на основе языка программирование. Например, графические языки Java – это набор классов этого языка, обеспечивающий графическое взаимодействие между некоторой системой и пользователем.

Ядро UNIX использует интерфейс как протокол обмена информацией для управления процессами, памятью и обеспечения защиты системы в системных вызовах (system calls interface), запускаемых в режиме ядра. [9,33]

Процессы-демоны

В любой ОС существует категория процессов, называемых фоновыми, т.е. не имеющими пользовательского интерфейса, однако без которых не может работать ни одна система. Хорошим примером может служить программа, управляющая печатью и обеспечивающая механизмы спулинга (spooling)/ Этот процесс необходим при возникновении необходимости печати данных на принтер, он запускается и создает очередь к определенному принтеру, определяет параметры печати, регулирует скорость передачи данных на принтер, а по окончании процессов печати выгружается из системы.[9,43]

Среди фоновых процессов значительное место занимают системные фоновые процессы, называемые о ОС UNIX демонами. Они предназначены для выполнения функций, которые могут непосредственно не относится к ядру, но без которых ни одна ОС UNIX работать не сможет. Это и обслуживание механизмов самой ОС, и доставка почты, и обеспечение работы устройств печати, и выполнение отложенных задач. Примером может являться демон Cron который обеспечивает выполнение команд и (или) программ по установленному расписанию. Например, запуск программы, требующей большое количество ресурсов в ночное время, когда нагрузка на вычислительную систему минимальна.

Файловая система

С пользовательской точки зрения одной из важнейших частей ОС является файловая система (FS). Она обеспечивает пользователю создание коллекций файлов с поддержанием функции записи, модификации, удаления, защиты и их сохранения на долговременных носителях. Для UNIX-подобных систем принят стандарт FHS, который унифицирует местонахождение файлов и каталогов с общим назначением в файловой системе UNIX. Однако кроме FHS в UNIX подобных системах используется: JFS – файловая система, разработанная в IBM для ОС AIX и широко используемая во многих ОС, например, MAC OS; ext, ext2, ext3 – файловые системы, разработанные специально для ОС Linux.В ext3 были добавлены журналирование и поддержка 32-разрядных систем; ext4 – файловая система, специально разработанная для 64-битной ext3 и способная поддерживать больший размер файловой системы; XFS-журналируемая файловая система. Особенность этой файловой системы заключается в следующем: в журнал пишется часть метаданных самой файловой системы таким образом, что весь процесс восстановления сводится к копированию этих данных из журнала в файловую систему. [9,61]

Кроме перечисленных, поддерживаются файловые системы других ОС – FAT, NTFS, HPFS и некоторые другие.

Внутреннее представление файла в ОС UNIX определено индексом, который содержит описание расположения информации на диске и другую информацию, такую как владелец файла, права доступа к файлу и время доступа. [9,61]

Виртуальная файловая структура UNIX (VFS) исполняет следующие функции: обеспечивает доступ к множеству различных физических накопителей; поддерживает множество различных файловых систем; поддерживает множество исполняемых форматов файлов; обеспечивает гомогенность среды посредством единого интерфейса ко всем файловым системам и физическим накопителям; обеспечивает высокую производительность при доступе к файлам; обеспечивает надежность от потери и повреждения данных; поддерживает безопасность работы пользователя от несанкционированного доступа к файлам, в том числе и поддержку квот; [9,62]

Выводы:

Работа с ОС UNIX более ресурсоемка в плане изучения ос. В составе ОС присутствует многообразие различных программ, которые предоставляют широчайший спектр возможностей для решения самых разнообразных задач. Все программы документированы. UNIX достойная альтернатива для других ОС. Стабильна и не требовательна к физическим ресурсам.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ