5. CHƯƠNG 2 CƠ SỞ MẠNG MÁY TÍNH
2.3 Hệ điều hành mạng
Đặc điểm quy định chức năng của một hệđiều hành mạng.
Môi trường mạng có những đặc điểm riêng, khác với môi trường chỉ dùng máy tắnh cá nhân (PC), thể hiện ở các đặc trưng sau:
− Trước hết đó là môi trường nhiều người dùng. Đặc điểm này dẫn đến các nhu cầu liên lạc giữa những người sử dụng, nhu cầu bảo vệ dữ liệu và nói chung là
GVHD: TS Hoàng Mạnh Thắng
bảo vệ tắnh riêng tư của người sử dụng.
− Mạng còn là môi trường đa nhiệm, có nhiều công việc thực hiện trên mạng. Đặc điểm này sẽ phát sinh các nhu cầu chia sẻ tài nguyên, nhu cầu liên lạc giữa các tiến trình như trao đổi dữ liệu, đồng bộ hoá. Là môi trường phân tán, tài nguyên (thông tin, thiết bị) nằm ở các vị trắ khác nhau, chỉ kết nối thông qua các đường truyền vật lý. Điều này phát sinh các nhu cầu chia sẻ tài nguyên trên toàn mạng nhưng sự phân tán cần được trong suốt đối để nó không gây khó khăn cho người sử dụng.
− Có nhiều quan niệm cũng như các giải pháp mạng khác nhau. Điều đó
nảy sinh nhu cầu giao tiếp giữa các mạng khác nhau.
− Làm việc trên môi trường mạng chắc chắn sẽ phức tạp hơn môi trường máy đơn lẻ. Vì thế rất cần có các tiện ắch giúp cho việc sử dụng và quản trị mạng dễ dàng và hiệu quả. Tất cả các nhu cầu trên phải được tắnh tới trong hệ điều hành mạng.
2.3.1. Các tiếp cận thiết kế và cài đặt
Để thiết kế và cài đặt một hệ điều hành mạng có hai cách tiếp cận khác nhau: (1) Tôn trọng tắnh độc lập của các hệ điều hành cục bộ đã có trên các máy tắnh của mạng. Khi đó hệ điều hành mạng được cài đặt như một tập các chương trình tiện ắch chạy trên các máy khác nhau của mạng. Giải pháp này tuy không được ỘđẹpỢ nhưng dễ cài đặt và không vô hiệu hóa được các phần mềm đã có.
(2) Bỏ qua các hệ điều hành đã có trên các máy và cài đặt mới hoàn toàn một hệ điều hành thuần nhất trên toàn mạng, gọi là hệ điều hành phân tán. Giải pháp này đẹp hơn về phương diện hệ thống so với giải pháp trên, nhưng bù lại độ phức tạp trong công việc thì lớn hơn rất nhiều. Mặt khác, việc tôn trọng tắnh độc lập và chấp nhận sự tồn tại của các sản phẩm hệ thống đã có là một điểm hấp dẫn của các tiếp cận thứ nhất. Bởi vậy tùy theo điều kiện cụ thể mà ta áp dụng giải pháp nào cho phù hợp.
2.3.2. Các kiểu hệđiều hàng mạng
2.3.2.1. Kiểu ngang hàng (peerễtoễpeer)
GVHD: TS Hoàng Mạnh Thắng
nguyên cho các trạm khác. Các tài nguyên cung cấp được có thể là tệp (tương ứng với thiết bị là đĩa), máy in. Nói chung trong các mạng ngang hàng không có việc biến một máy tắnh thành một trạm làm việc của một máy tắnh khác. Trong mạng ngang hàng, thông thường các máy sử dụng chung một hệ điều hành. Win 3.1, Win 95, NT Workstation, AppleShare, Lanstic và Novell Lite là các hệ điều hành mạng ngang hàng . Các đặc điểm của mạng ngang hàng:
- Thắch hợp với các mạng cục bộ quy mô nhỏ, đơn lẻ, các giao thức riêng lẻ, mức độ thấp và giá thành rẻ.
- Các mạng ngang hàng được thiết kế chủ yếu cho các mạng nội bộ vừa và nhỏ và sẽ hỗ trợ tốt các mạng dùng một nền và một giao thức. Các mạng trên nhiều nền, nhiều giao thức sẽ thắch hợp hơn với hệ điều hành có máy chủ dịch vụ.
- Yêu cầu chia sẻ file và máy in một cách hạn chế cần đến giải pháp ngang hàng.
- Người dùng được phép chia sẻ file và tài nguyên nằm trên máy của họ và truy nhập đến các tài nguyên được chia sẻ trên máy người khác, nhưng không có nguồn quản lý tập trung.
- Vì mạng ngang hàng không cần máy cụ thể làm máy chủ. Chúng thường là một phần của hệ điều hành nền hay là phần bổ sung cho hệ điều hành và thường rẻ hơn so với các hệ điều hành dựa trên máy chủ.
- Trong một mạng ngang hàng, tất cả các máy tắnh được coi là bình đẳng, bởi vì chúng có cùng khả năng sử dụng các tài nguyên có sẵn trên mạng.
Những thuận lợi:
- Chi phắ ban đầu ắt - không cần máy chủ chuyên dụng.
- Cài đặt - Một hệ điều hành có sẵn (vắ dụ Win 95) có thể chỉ cần cấu hình lại để hoạt động ngang hàng.
Những bất lợi:
- Không quản lý tập trung được - Bảo mật kém
GVHD: TS Hoàng Mạnh Thắng
2.3.2.2. Kiểu hệđiều hành mạng có máy chủ (server based network)
Trong hệ điều hành kiểu này, có một số máy có vai trò cung cấp dịch vụ cho máy khác gọi là máy chủ. Các dịch vụ có nhiều loại, từ dịch vụ tệp (cho phép sử dụng tệp trên máy chủ), dịch vụ in (do một máy chủ điều khiển những máy in chung của mạng) tới các dịch vụ như thư tắn, WEB, DNS ...
Sau đây là một số hệ điều hành có dùng máy chủ: Novell Netware 4.1
Microsoft NT V4.0, Server, OS/2 LAN Server và Banyan Vines V6.0.
a. Đặc điểm của các hệđiều hành có máy chủ:
- Hệ điều hành cho các mạng an toàn, hiệu suất cao, chạy trên nhiều nền khác nhau (kể cả phần cứng, hệ điều hành và giao thức mạng)
- Một máy chủ là một máy tắnh trong mạng được chia sẻ bởi nhiều người dùng, như các máy dịch vụ file, máy dịch vụ in, máy dịch vụ truyền tin. Nói cách khác, nó được thiết kế để cung cấp một dịch vụ cụ thể
- khác với các hệ máy tắnh nhiều người dùng, tập trung và đa mục đắch - mặc dù máy dịch vụ file kết hợp với các hệ thống như hệ điều hành mạng Novell's NetWare 3.xx hay 4.xx thường hoạt động theo cách đó.
- Kiểm soát quyền sử dụng trên tòan mạng tại máy chủ. - Cung cấp các dịch vụ thư mục trên toàn mạng.
- Các giải pháp dựa trên máy chủ được coi là sự quản trị mạng tập trung và thường là máy quản lý mạng nội bộ chuyên dụng.
- Bản thân máy chủ có thể chỉ là máy chủ chuyên dụng như Novell Netware 4.1, máy này không thể hoạt động như một máy trạm. Cũng có những hệ điều hành mà máy chủ NT cũng có thể được sử dụng như một máy trạm.
2.3.2.3. Mô hình khách/chủ (client/server)
Một bước đột phá trong mô hình tắnh toán cộng tác là mô hình chia sẻ thiết bị (shared device) theo đó một máy có thể cho máy khác sử dụng thiết bị của mình (chủ yếu là đĩa và máy in). Hệ điều hành mạng theo kiểu ngang hàng hay có sử dụng máy chủ dịch vụ đều có thể dùng cho mô hình này. Tuy nhiên chỉ ở mức này thôi thì chắnh CPU chưa bị chia sẻ nghĩa là chưa có sự phân tán trong xử lý mà chủ yếu là phân tán thông tin. Ta nói đến mô hình khách chủ chứ không nói đến hệ điều
GVHD: TS Hoàng Mạnh Thắng
hành khách chủ vì trên thực tế mô hình khách chủ yêu cầu phải có một hệ điều hành dựa trên máy chủ dù máy chủ này ở trong mạng cục bộ hay máy chủ cung cấp dịch vụ từ một mạng khác. Hầu hết các ứng dụng trên Internet là ứng dụng khách chủ sử dụng từ xa.
- Client process và server process có thể hoạt động trên cùng một bộ xử lý, trên các bộ sử lý khác nhau ở cùng một máy (các bộ xử lý song song), hoặc trên các bộ xử lý khác nhau trên các máy khác nhau (xử lý phân tán).
- Một điều quan trọng cần nhận thấy là cả hệ điều hành ngang hàng và hệ điều hành dựa trên máy chủ đều có thể thỏa mãn mô hình khách/chủ. Trên thực tế, hầu hết các hệ điều hành hiện đại đều cung cấp ắt nhất một vài chức năng khách-chủ.
a. Hệđiều hành khách/chủ
Các hệ điều hành cho cấu trúc khách/chủ bao gồm: Sun Solaris NFS, UnixWare NFS, Novell Netware và Windows NT Server.
- Hệ điều hành khách/chủ cho phép mạng tập trung các chức năng và
các ứng dụng tại một hay nhiều máy dịch vụ file chuyên dụng. Theo cách này,
chúng có thể hoạt động như trường hợp đặc biệt của hệ điều hành dựa trên máy chủ.Các máy dịch vụ file trở thành trung tâm củ hệ thống, cung cấp sự truy cập tới các tài nguyên và cung cấp sự bảo mật. Các máy trạm riêng lẻ (máy khách) được truy nhập tới các tài nguyên có sẵn trên máy dịch vụ file.
- OS cung cấp cơ chế tắch hợp tất cả các bộ phận của mạng và cho phép nhiều người dùng đồng thời chia sẻ cùng một tài nguyên bất kể vị trắ vật lý
- Các hệ điều hành ngang hàng cũng có thể hoạt động như hệ điều hành khách/chủ như với Unix/NFS và Windows 95.
2.3.3. Các chức năng của một hệđiều hành mạng
Sau đây là các chức năng cụ thể mà một hệ điều hành mạng.
− Cung cấp phương tiện liên lạc giữa các tiến trình, giữa những người sử dụng và giữa các tài nguyên nói chung của toàn mạng. Có thể kể dến các khắa cạnh sau:
GVHD: TS Hoàng Mạnh Thắng
+Đồng bộ hoá các tiến trình
+ Cung cấp phương tiện liên lạc giữa người sử dụng. Ở mức thấp có thể là tạo, lưu chuyển và hiển thị các thông báo nóng trực tuyến, ở mức độ cao có thể là nhắn tin (paging) hoặc thư tắn điện tử (Email)
− Hỗ trợ cho các hệ điều hành của máy trạm - cho phép truy nhập tới máy chủ từ các máy trạm. Các hệ điều hành mạng hiện đại đều cung cấp các hỗ trợ cho các hệ điều hành khác nhau chạy trên các máy trạm khách. Sau đây là một số vắ dụ minh hoạ vấn đề này:
− Dịch vụ danh mục và tên. (Name /Directory Services)
+ Để có thể khai thác tốt tài nguyên trên mạng, NSD cần Ộnhìn thấyỢ một
cách dễ dàng các tên tài nguyên (thiết bị, tệp) của toàn mạng một cách tổng thể. Vì thế một dịch vụ cung cấp danh mục tài nguyên là vô cùng quan trọng.
+ Đương nhiên việc NSD nhìn thấy các tài nguyên nào còn phụ thuộc vào
thẩm quyền của người đó. Mỗi khi vào mạng, khi NSD đã được mạng nhận diện, họ có thể nhìn thấy những tài nguyên được phép sử dụng.
− Bảo mật - Chức năng này đảm bảo việc kiểm soát các quyền truy cập mạng, quyền sử dụng tài nguyên của mạng. Các phương pháp được áp dụng bao gồm :
Dùng các dịch vụ đĩa để điều khiển bảo mật:
Chia ổ đĩa cứng của máy chủ thành các phần được gọi là volume hay partition
sau đó gán volume được phép cho người dùng
+ Định các thẩm quyền trên tệp và thư mục. Có nhiều loại thẩm quyền. It
nhất thì các thẩm quyền được đọc, được ghi và được thực hiện được áp dụng cho đa số các hệ điều hành mạng. Một số hệ điều hành quy định thẩm quyền khá chi tiết như quyền được xoá, quyền được sao chép, quyền xem thư mục, quyền tạo thư mục. Các quyền này lại được xem xét cho đến từng nhóm đối tượng như cá nhân, nhóm là việc hay tất cả mọi nguời.
+ Thẩm quyền vào mạng hay thực hiện một số dịch vụ được nhận diện qua tên nguời sử dụng và mật khẩu.
GVHD: TS Hoàng Mạnh Thắng
+ Một số hệ điều hành còn cho phép mã hoá phần cứng để kiểm soát việc sử dụng thiết bị.
− Cung cấp phương tiện chia sẻ tài nguyên. Những tài nguyên trên mạng có thể cho phép nhiều người đuợc sử dụng.
− Tạo tắnh trong suốt để người sử dụng không nhìn thấy khó khăn trong khi sử dụng các tài nguyên mạng cũng như tài nguyên tại chỗ.
− Sao lưu dự phòng - Đối với bất kỳ hệ thống nào, chạy trên môi trường nào, vấn đề sao lưu dự phòng cũng quan trọng để có thể hồi phục thông tin của hệ thống sau một sự cố gây mất dữ liệu. Tuy nhiên trong môi trường mạng thì việc sao lưu có thể thực hiện được việc sao lưu một cách tự động qua mạng. Chắnh vì thế các các hệ điều hành mạng đều cung cấp công cụ sao lưu như một chức năng cơ bản. Có nhiều phương pháp sao lưu.