PL1. Tīkla operētājsistēmu apskats
Par izplatītākajām tīkla operētājsistēmām var uzskatīt:
• Microsoft Windows NT paaudzes operētājsistēmas;
• NetWare operētājsistēmas;
• UNIX un Linux operētājsistēmas.
Microsoft Windows NT paaudzes operētājsistēmas
Kopš iznākšanas 1993. gadā Microsoft Windows NT (New Technology) paaudzes operētājsistēmas ir pakāpeniski kļuvušas par pašu populārākām tīkla operētājsistēmām, aizņemot tirgū Nowell NetWare operētājsistēmu vietu. Tam par iemeslu ir ērtais grafiskais interfeiss un salīdzinoši vienkāršā ekspluatācija, kas ļauj pat nepieredzējušiem lietotājiem uzstādīt un apkalpot lokālos tīklus.
Windows 2000 – viena no pēdējām NT operētājsistēmu versijām, kurā ir novērsti daži Windows NT trūkumi.
Windows XP – pašlaik pēdējā NT versija.
Šīs operētājsistēmas ir vienādi ērtas visiem datoru tipiem sākot no darba stacijām līdz jaudīgiem serveriem.
Windows NT/2000 un Nowell NetWare salīdzinājums
Tradicionāli tīkla operētājsistēmu Nowell NetWare priekšrocības ir ērtības, kādas tā nodrošina piekļuvei failiem un printeriem – t. i. tiem mērķiem, kas bija par iemeslu datortīklu izveidei. Arī Windows NT paaudzes operētājsistēmas to nodrošina, lai gan ne tik efektīvi, kā NetWare. Bez tam Windows NT operētājsistēmas kalpo kā efektīva platforma lietojumprogrammām.
Atšķirībā no OS Novel NetWare, kas stingri pieturas pie klienta/servera modeļa principiem (dators var būt vai nu tikai klients vai tikai serveris) un prasa serverim izmantot speciālu OS versiju, Windows NT operētājsistēmas gadījumā katrs dators var pildīt kā klienta tā arī servera funkcijas.
Viena no Windows NT operētājsistēmu versiju priekšrocībām ir tā, ka tās ir ērtāk uzstādīt un administrēt nekā Novel NetWare OS. Parādoties Windows NT operētājsistēmām, tajās tika automatizēta uzstādīšanas programma, bet Novel NetWare OS tajā laikā bija jāuzstāda un jākonfigurē tikai manuāli. Turklāt Windows NT varēja lietot arī Novel NetWare tīklos, kas tajā laikā bija dominējošie.
Būtiska Windows NT priekšrocība ir arī tās grafiskais interfeiss ar lietotāju, kas ir daudz ērtāks par komandrindu interfeisu, ko plaši izmanto Novel NetWare un UNIX OS.
Pieņemamā cena un iespēja sadzīvot ar Novel NetWare ļāva lietotājiem eksperimentēt ar Windows NT un novērtēt to vipusīgi. Ar laiku Windows NT aizstāja DOS personālajos datoros un līdz ar to arī kļuva par labāko izvēli gan darba stacijām gan serveriem.
Kā vēl viens svarīgs faktors, kas sekmēja Windows NT izplatību, bija tā orientācija uz protokolu TCP/IP kā standartu. Izrādījās, ka lietojumos Windows NT ir vienkāršāka kā UNIX.
Iekarojusi labu lietojumu serveru reputāciju, Windows NT praktiski ir izspiedusi NetWare no komerctīkliem.
Pašlaik lielākā daļa no jauna izveidojamie LAN serveri izmanto Windows NT, Windows 2000, vai Windows XP. Firma Microsoft rekomdē uzstādīt Windows 98 vai Windows Me vidējās darba stacijās, bet profesionālās darba stacijās – Windows 2000 vai Windows XP.
Windows NT paaudzes tīkla OS versijas
Atšķirībā no iepriekšējām versijām, Windows NT ir modulāra OS, kas uztur visas paplašinātās iespējas, kas iebūvētas firmu Intel un Alpha procesoru izstrādnēs. Tai arī ir noņemti ierobežojumi operatīvajai atmiņai un glabājamai informācijai, ko uzliek tādas OS stuktūra, kas orientēta DOS. Iepriekšējās OS, tādas kā DOS, bija monolītas , t. i., nesadalāmas funkcionālās vienībās un tas arī apgrūtinaja to modifikāciju. Ievestais modularitātes princips deva iespēju vieglāk pilnveidot un mainīt atsevišķas OS komponentes, neskarot citas sastāvdaļas, kas iespaido OS darbību.
Pirmā Windows NT versija 3.1 iznāca 1993. gadā. To var uzskatīt kā centienu izveidot jaunu 32-bitu OS, kam nav nekā kopēja ar DOS. Lai gan tās interfeiss bija ļoti līdzīgs ar darbstaciju OS Windows 3.1, tomēr Windows NT bija principiāli atšķirīga. Tiklīdz firma Microsoft bija pieņēmusi lēmumu par to, ka agrāk izveidoto programmu uzturēšana vairs nebūs prioritāte, radās iespējas veikt radikālas izmaiņas OS struktūrā.
Dažādas Windows NT versijas var iedalīt 3 paaudzēs.
Pirmā paaudze ietver Windows NT versijas 3.1, 3.5 un 3.51, kuru interfeiss ir Windows 3.1 stilā. Win 3.1 kā standartprotokolu izmanto NetBEUI, kas ierobežo tās lietošanu tikai nelielos tīklos. Protokolu TCP/IP un IPX izmantošana arī bija iespējama, bet tikai lietojot interfeisu STREAMS.
Versijās 3.5 un 3.51 akcents tika likts uz protokolu TCP/IP lietošanu un tika uzsākts ievest servisus WINS un DCHP.
Windows NT 4.0, ko izlaida 1996. gadā – tā ir otrās paaudzes OS. Tai ir tāds pats interfeiss kā Windows 95 un tā ir orientēta uz Interneta lietošanu ar iebūvētu brauzeri Internet Explorer un ar Interneta informācijas serveri, kas ietver sevī servisa WWW, protokola FTP un servera Gopher priekšrocības.
Trešā paaudze – Windows2000 – bija izstrādāta ar kodētu nosaukumu Cairo. Tās interfeiss – uzlabots Windows NT 4.0 un Windows 95 variants. Kā pats ievērojamākais jaunievedums var uzskatīt jauns katalogu serviss – Active Directory, ko var uzskatīt par lielu lēcienu salīdzinājumā ar iepriekšējo katalogu servisu, kas balstīts uz domēnu principu.
Windows NT/2000 komercvarianti
Katra Windows NT versija tika izlaista 2 dažādos variantos – priekš servera un priekš darba stacijas, bet neskatoties uz to OS kodols abos gadījumos ir praktiski vienāds. Atšķirība ir tikai papildu servisu apjomā kā arī cenā. Piemēram, Windows NT 4.0 versijā priekš servera ietvertas iespējas strādāt kā domēnu kontrollerim (DC – Domain Controller) kā arī servisi DNS, WINS unDCHP. Bet Windows NT 4.0 versijā darba stacijai šīs iespējas nav, lai gan tai ir iespēja sadarboties ar citām stacijām uz vienādranga principa.
Abi varianti uztur Interneta servera funkcijas, bet tikai ar to atšķirību, ka servera versijā ir pilna IIS (Internet Information Server) pakete, bet darba stacijas versijā – ierobežota Web servisa kopa MS Peer Web Services, kas paredzēta lietošanai vienādranga tīklā.
Tika izlaistas arī divas Windows NT 4.0 speciālām vajadzībām paredzētas versijas.
• Windows NT Server Terminal Server Application – to lieto, lai komplektā nogādātu Windows NT uz Windows termināliem un klientiem.
• Windows NT Server Enterprice Edition – tas nodrošina augsta līmeņa lietojumiem simetrisku vairākprocesoru datu apstrādes uzturēšanu (SMP – Symetric MultiProcessing) un serveru klasterizāciju.
Windows 2000 komercvarianti pamatā ir līdzīgi, bet tie tiek izplatīti ar citiem nosaukumiem.
Windows 2000 Server paredzēta serveriem ar procesoru skaitu ne lielāku par 4, bet Advanced Server un Data Center Server uztur atbilstoši 8 un 32 procesorus.
Darba stacijas versijai ar nosaukumu Windows 2000 Professional arī piemīt dažas servera iespējas.
Kad jāatjauno Windows NT OS versija
Visas iepriekšējās Windows NT modernizācijas nebija pārāk sarežģītas, bet viens no sarežģītākiem jautājumiem ir noteikt, kad jāpāriet no Windows NT uz Windows 2000. Tas ir tādēļ, ka šeit jāpāriet uz jaunu katalogu servisu – Active Directory.
Tīkliem, kam ir mazs vai vidējs izmērs, šāda pāreja nav nepieciešama, ja nav prasības pec jaunām iespējām. Ir svarīgi apzināties, ka jaunā OS ir daudz prasīgāka pēc sistēmas resursiem nekā iepriekšējās Windows NT versijas. Tādēļ pie šādas pārejas, iespējams, vajadzēs modernizēt serverus un darba stacijas arī aparatūras līmenī un pārapmācīt administratorus, jo Windows 2000 ietver principiāli jaunu vadības sistēmu – Microsoft vadības konsoles (MMC – Microsoft Management Console). Tā pilda daudzas Windows NT individuālo utilītu funkcijas. Taču ir iespējama arī pakāpeniska pāreja uz Windows 2000.
Novell NetWare
Novell NetWare bija viena no pirmajām OS, kas paredzēta lietošanai personālo datoru (PC) lokālajos tīklos (LAN). Tā arī ir palikusi par pašu vecāko no plaši izplatītākajām OS.
80-to gadu sākumā, kad datortīklu galvenie uzdevumi bija tikai failu un printeru koplietošana, Novell NetWare OS tikai izstrādāta šo uzdevumu veikšanai un to arī joprojām ļoti efektīvi izpilda.
Daudzus gadus Novell NetWare bija līderis OS tirgū un tai praktiski nebija konkurentu. Taču kā platforma priekš Interneta pielietojumiem, kas kļuva aktuāli 90-tos gados, Novell NetWare nespēja izturēt konkurenci un tagad ir zaudējusi lielu daļu no savām tirgus pozīcijām.
OS Novell NetWare joprojām tiek sekmīgi ekspluatēta daudzos esošajos tīklos, bet parasti kopā ar citām OS , tādām kā Windows NT/2000 vai UNIX. Taču NetWare ieviešanas apjoms jaunajos tīklos ir būtiski samazinājies, neskatoties uz tādām tās stiprajām pusēm kā ērti lietojamais katalogu serviss.
Atšķirībā no Windows NT/2000 un UNIX, NetWare ir strikti atdalītas klienta un servera funkcijas. Tas nozīmē, ka atsevišķs dators var būt vai nu tikai kā klients vai kā serveris, bet nevar šīs funkcijas pildīt vienlaikus, kā tas ir Windows NT/2000 un UNIX gadījumos. Tātad NetWare klienti var sadarboties tikai ar NetWare serveriem, bet ne savā starpā (izņemot gadījumus, kad uz tiem ir uzstādītas arī citas OS).
NetWare serveri palaiž no DOS komandrindas, bet turpmāk darbojas neatkarīgi no DOS.
NetWare klienti – tie ir datori ar uzstādītām OS (NetWare, Windows, DOS u. c.) un klientu programmatūru, kas nodrošina savienojumu ar serveri. Arī visu OS Windows sastāvā ir programmatūra ar NetWare klienta pamatfunkcijām, taču paša NetWare klienta programmatūra ir ar pilnīgāku funkciju klāstu. Ja NetWare klients izmanto citas OS, piemēram, Mahintosh vai UNIX, tad ir vajadzīgas papildus programmatūras paketes.
NetWare servera OS variants ir atbildīgs par NetWare un citu izstrādātājfirmu lietotņu kvalitatīvu darbību. Šajā nolūkā tiek izmantoti tā saucamie NetWare sistēmas ielādes moduļi (NetWare Loadable Module NLM).
Vecākajām servera versijām vadības konsolē sadarbībai ar lietotāju tiek lietots tikai teksta jeb (komandrindu) interfeiss. Grafiskais interfeiss uz Java bāzes ir ievests tikai pēdējā versijā – NetWare5.
NetWare loma OS tirgū
NetWare OS ir pazīstama galvenokārt kā OS, kura vislabāk nodrošina lietotājus ar failu un printeru servisiem, kas ir jebkuru tīklu darbības pamatā. Līdz pat pēdējam laikam NetWare šajā ziņā pārspēj pat Windows NT, kas gan ir līderis OS tirgū.
Pēdējā NetWare5 versijā ietilpst tādi uzlaboti failu glabāšanas un izkliedētas drukas servisi kā Novell Storage Services – NSS un Novell Distributed Print System – NDPS. Blakus NetWare5 tiek lietotas arī iepriekšējās versijas, kuras arī darbojas nevainojami.
Taču kā jaunu lietotņu izstrādes vide NetWare ir daudz sarežģītāka nekā Windows NT. Tas tādēļ, ka tīkla programmatūras izstrādē Windows saimes OS paredz vienus un tos pašus izpildāmo failu tipus kā serveriem tā klientiem, bet NetWare serveriem vajadzīgi tikai oriģinālie ielādes moduļi – NLM. Faktiski tieši minētā tendence – balstīties uz specializētiem elementiem – bija par iemeslu tam, ka NetWare ir pazaudējusi savu vadošo vietu tīklu OS tirgū.
Publicitātes ierobežojumus par serveru NLM (ielādes moduļiem) un protokoliem IPX, kas ir Novell oriģinālās izstrādes, var uzskatīt par iemeslu tam, ka pārējie OS izstrādātāji deva priekšroku citām publiski dokumentētām izstrādnēm attīstot tīklu OS.
Par vienīgo faktoru, kas nivelē NetWare sistēmas trūkumus var uzskatīt tās izdevušos katalogu servisu – Novell Directory Services – NDS. Tā ir hierarhiska sistēma, kas bāzējas uz X.500 specifikāciju un sākotnēji tika izlaista vēl 1993. gadā. Arī pašlaik tā ir daudz pilnīgāka nekā tās izstrādnes, ko piedāvā Windows un UNIX.
Par Novell katalogu servisa galveno priekšrocību var uzskatīt tā īpaši elastīgās visu tipu informācijas par tīkla elementiem uzglabāšanas iespējas ieskaitot:
• Programmnodrošinājumu (SW)
• Aparātnodrošinājumu (HW)
• Lietotājiem, to grupām un pat nemateriāliem konceptiem.
Ilgo ekspluatācijas gadu laikā NDS tika uzstādīta un testēta daudz vairākos tīklos nekā jebkurš cits tikla katalogu serviss. Lai gan ar cik laba nebūtu Microsoft Active Directory, tomēr jāpaiet testēšanas gadiem, lai tā kļūtu tikpar droša darbībā kā NDS, kuras ekspluatācijas pieredze ir par 7 gadiem ilgāka.
Tikai nesen izlaižot NetWare5 versiju kļuva iespējams Interneta protokolu platformā lietot protokolu TCP/IP, bet iepriekšējās NetWare OS versijas orientētas uz protokola IPX lietošanu klienta/servera sadarbībai lokālos tīklos.
Pašlaik NetWare OS kā tirgus produkts nodrošina visas tīkla OS paredzētās funkcijas kā arī vairākas progresīvu ideju realizācijas. Tīkli, kuros izmanto NetWare OS, var tikt pilnveidoti uz jaunām versijām. Taču pāreja no Windows vai UNIX uz NetWare nevar uzskatīt par pareizo izvēli.
NetWare versijas
Firma Novell sāka ražot tīkla produktus jau kopš 80-to gadu sākuma tikko parādījās IBM PC. Šo OS sērija ir visu šo laiku pilnveidojusies un par tās kulmināciju uzskata NetWare 5. Ekspluatācijā joprojām atrodas arī vecākās versijas sākot no P NetWare 3.x. Pēdējās no NetWare versijām ir NetWare 3.0, NetWare 4.0 un NetWare 5.0. Sākot no 2000. gada firma Novell pārtrauc uzturēt versijas NetWare 3.x, kas izlaistas pirms NetWare 3.2 un NetWare 4.x, , kas izlaistas pirms NetWare 4.2. Tabulā redzams šo versiju salīdzinājums.
NetWare 3.x
NetWare 4.x
NetWare 5
Minimālās prasības serverim
Procesors Intel 80386, 6 MB RAM; 30 MB HD
Procesors Intel 80386, 16 MB RAM; 105 MB HD
Procesors Intel Pentium, 64 MB RAM; 550 MB HD
Katalogu serviss
Bindery
NDS
NDS
Failu sistēma
NetWare file system
NetWare file system
NetWare file system
Max savienojumu skaits, ko uztur serveris
250
tūkstoši
tūkstoši
Max loģisko disku skaits
64
64
Nav ierobežots
Max diska ietilpība
32 TB
32 TB
Nav ierobežots
Max faila garums
4 GB
4 GB
8TB
Max loģiskā diska telpa
32 GB
32 GB
8 TB 32-kārt.sistēmā
8 Eb 64-kārt.sistēmā
Max servera procesoru skaits
1
8
32
Max vienlaikus atvērto servera failu skaits 105 105
108
Bāzes protokolu uzturēšana IPX; IP (tikai ar inkapsulāciju NetWare/IP) IPX; IP (tikai ar inkapsulāciju NetWare/IP)
IPX un/vai IP
Versija NetWare 3.x – to 1989.g. un tā bija orientēta uz Intel 80386. Versija NetWare 3.12 izlaida 1993.g., bet vēlāk tika izlaista vēl NetWare 3.2 versija. Lai gan NetWare 3.x vairs neizlaiž, tomēr tās vēl tiek ekspluatētas nelielos tīklos.
Atšķirībā no NetWare 4.x un no NetWare 5, NetWare 3.x nebija orientēta uz plašu komerc- izplatīšanu. Katram serverim šeit ir sava datu bāze – bindery – un tā nav saistīta ar citiem severiem. Tas ir viens no iemesliem, kādēļ NetWare 3.x neder tīkliem ar centralizētu vadību.
Versija NetWare 4.x tika izlaista 1993. g. aprīlī. Tās galvenais jauninājums – katalogu serviss Novell Directory Service – NDS, kas, atšķirībā no bindery, ir hierarhiska un orientēta uz neierobežota lieluma komerctīkliem. Tās pamatā ir kokveida struktūra, kurā var tikt attēlota jebkura veida informācija par tīkliem, kas var tikt sadalīta un dublēta starp vairākiem serveriem. To var lietot arī lai administrētu Windows platformas serverus.
Versija NetWare 5 ir jaunākā un tai ir daudz jaunievedumu, salīdzinot ar iepriekšējām versijām. Tā var lietot TCP/IP kā bāzes protokolus kā arī pilnībā atteikties no IPX protokoliem, kas daudzreiz arī tiek darīts. Tajā palielināts NDS lietošanas nozīmīgums OS sadarbības aspektā, ietverot tajā DNS un DHCP serverus. Tiek piedāvāts lietotāju grafiskais interfeiss uz Java’s bāzes.
UNIX tīkla operētājsistēmas
UNIX ir vairāklietotāju un vairākuzdevumu operētājsistēmas (OS), kuru izstrāde bija uzsākta jau 60-tos gados un to veica Bell Labs un AT&T speciālisti. Pirmoreiz ar nosaukumu UNIX system V Release 1 (1. laidiena versija) to oficiāli izlaida 1983. gadā.
Sākot no šī brīža līdz pat mūsu dienām daudzas organizācijas ir izlaidušas savas OS uz UNIX bāzes. Tas ir bijis iespējams tādēļ, ka jau no saviem pirmsākumiem UNIX OS ir bijusi kā izpētes projekts nevis kā komercprodukts un tika laista klajā atvērtā jeb brīv-koda veidā un izplatīta kā bezmaksas produkts. Šādu brīv-kodu katrs var pilnveidot atbilstoši savām vajadzībām un izplatīt tālāk.
Atšķirībā no Windows NT, UNIX OS nevar uzskatīt par lietotājiem ērtu OS, jo tai līdz nesenam laikam ir bijis tikai teksta rindas interfeiss (saskarne) neviss grafiskais interfeiss kā Windows NT. Tieši tādēļ, lai gan daudzas tīklu OS darbojas uz UNIX bāzes, tā tomēr netiek uzskatīta par ļoti populāru sava teksta komandrindas saskarnes dēļ. Taču, lai sekmīgi pildītu daudzas svarīgas OS funkcijas, pilnīgi pilnīgi ar to pietiek. Arī UNIX OS vidē pēdējā laikā arvien biežāk tiek lietots grafiskais interfeiss, taču tas nav integrēts OS vidē, kā Windows NT gadījumā, bet gan kā palīgprogramma. OS uz UNIX platformas kā tīkla serveri ir iekarojušas labu reputāciju ar savu stabilitāti un ar iespējamību lietot dažādās aparatūras vidēs. Kā viens no pamata protokolu kompleksiem tajā tiek izmantots protokolu steks TCP/IP, tādēļ tās lieto Internetā un sadarbībai ar citu platformu OS. Jāuzsver, ka tieši UNIX-sistēmas kalpoja kā galvenā eksperimentālā vide Interneta attīstībai, kas ļāva tam kļūt par vispasaules decentralizētu pakešu komutācijas tīklu.
UNIX darbības principi
UNIX OS pamatā, salīdzinoši vairāk kā citās OS, ir tā saucamais maksimālās vienkāršošanas princips , kas dod iespējas to adaptēt visdažādākajām ekspluatācijas vajadzībām. Taču tas nebūt nenozīmē, ka šī OS ir ļoti vienkārša ekspluatācijā. Vienkāršošanas princips nozīmē to, ka OS būvēta uz tādiem noteikumiem, lai būtu iespējama visvienkāršākā sazināšanās starp OS un dažādām perifērijas iekārtām. Piemēram, tādas iekārtas kā displejs, klaviatūra, printeri u. c. UNIX OS uztver tāpat kā failus vai cietā diska katalogus. Var nokopēt failu uz displeja vai uz printera tāpat kā katalogā.
Otrs būtisks UNIX uzbūves princips ir tā saucamais lokalizācijas princips. Tas nozīmē mazu specializētu rīku jeb utilītprogrammu iesaisti vienkāršu sistēmas izsaukumu izpildē (salīdz. klienta/servera tehnoloģija). Tos var arī savstarpēji kombinēt, lai veiktu sarežģītākas darbības. Pretēji tendencei iebūvēt daudz iespēju atsevišķā lietotnē (kā tas ir, piem., Windows), uz UNIX bāzes būvēta OS biežāk izmanto nelielas programmas, kas spēj nodrošināt pamata servisu lielai daļai citu programmu. Piemēram, komanda sort ļauj grupēt teksta failu saturu atbilstoši uzdotajiem parametriem un nosūtīt rezultātus uz displeju vai printeri. Blakus tam komanda sort var arī grupēt citu komandu rezultātus.
Tādu mehānismu, kas apvieno nelielas programmas sarežģītāku uzdevumu veikšanai, sauc par konveijerapstrādi (pipeline processing) [Pēc pirmā apstrādes posma beigšanas rezultāti tiek nodoti tālākai apstrādei citai iekārtai, bet pirmo posmu veikusī iekārta ir gatava jaunu datu apstrādei]. Tā dod iespēju ar vienu programmrīku veikt darbības, lai apstrādātu otra rīka rezultātus vai lai nodrošinātu izejas datus trešajam rīkam. Arī DOS izmanto šādas iespējas, taču UNIX ietvaros tās ir daudz plašākas.
Tātad, lai gan UNIX OS izmanto ļoti vienkāršas komponentes (sastāvdaļas), tomēr tās iespējas saistīt sīkos elementus visdažādākajās kombinācijās var padarīt šo sistēmu par ļoti sarežģītu. Tā rezultātā mēs varam iegūt OS, kurai ir milzīgas paplašināšanās un elastības (piemērošanās konkrētajām vajadzībām) iespējas. Taču, lai realizētu visas šīs iespējas, operatoram ir vajadzīgas tādas zināšanas, kas ir augstākas par parastā datorlietotāja vidējo līmeni. Tādēļ bieži uzskata, ka UNIX ir ‘’OS priekš programmētājiem’’, jo ja sākotnējā OS komplektā iztrūkst kāda vajadzīga programma, tad lietotājam ir iespēja pašam to izveidot. Tas nebūt nenozīmē, ka lai lietotu UNIX, ir jābūt programmētājam, taču daudas programmētāja iemaņas ir noderīgas strādājot ar UNIX komandrindu.
Jāuzsver, ka uz UNIX bāzes ir izstrādāti dažādi OS varianti, kuros izmanto vienus un tos pašus pamatelementus. Šie varianti var būt gan bezmaksas, gan komerciālie. Pēdējie parasti ir pilnīgāki. Izejot no tā, ka UNIX jau daudzus gadus ir pieejams atvērtajā kodā, pašlaik ir pieejamas arī bezmaksas visdažādākās UNIX versijas un to izstrāde daudziem ir kļuvusi par hobiju. Viens no raksturīgākajiem piemēriem tam ir OS Linux, kas sākotnēji tika izstrādāta kā bezmaksas produkts un tagad ir kļuvusi par pašu populārāko UNIX variantu.
UNIX arhitektūra
Ņemot vērā to, ka UNIX OS ir pieejama ļoti lielā versiju klāstā, nav jābrīnas par to, ka tā spēj darboties uz visdažādākiem datoriem sākot no PC ar procesoru Intel80386 līdz specializētām darba stacijām, kas maksā tūkstošiem dolāru.
Daudz UNIX variantu ir izstrādāts speciāli priekš konkrētu aparātsistēmu nodrošinājuma. Tādi piemēri ir:
• Solaris priekš Sun Microsystems
• HP-UX priekš Hewlett-Packard
• AIX priekš IBM
• IRIX priekš Silicon Graphics.
Vairums UNIX versijas ir paredzētas priekš datoriem uz Intel procesora bāzes.
Prasības aparatūrai ir atkarīgas no tā, kādu uzdevumu veikšanai paredzēts dators. Piemēram, Linux var veiksmīgi darboties uz 386 procesora datora, kamēr no tā netiks prasīts grafiskais interfeiss vai daudzlietotāju servera funkcijas.
Neatkarīgi no tā, kādu aparātnodrošinājumu (HW) izmanto UNIX OS, tās pamata programmkomponetas paliek nemainīgas.
Kodols (kernel) ir pamatmodulis, kas atdala (vai, precīzāk, savieno) uz datora izpildāmās programmas no aparatūras. Tas ietver sevī draiverus, kas sadarbojas ar atbilstošajām HW komponentēm, lai nodrošinātu tādas pamatfunkcijas kā atmiņas pārvaldība, ievade/izvade, pārtraukumu apstrāde un piekļuves vadība.
Apvalks (čaula – shell) atrodas tieši virs (apkārt) kodola. Tas ir komandu procesors, kas nodrošina interfeisu, ko lietotājs izmanto ievadot un izpildot komandas. To var uzskatīt par analogu comand.com DOS’ā vai Cmd.exe Windows NT/2000 un tas uztur simbolisko komandrindu, ko lietotājs lieto sadarbojoties ar operāciju vidi.
Apvalks darbojas arī kā programmēšanas valoda, ko var lietot veidojot scenārijus. Tie ir mazliet līdzīgi DOS komandu failiem, bet daudz plašāki un universālāki.
Atšķirībā no DOS, kur ir tikai viens komandu interpretators, UNIX sistēma piedāvā izvēlēties no vairākiem apvalkiem ar dažādām iespējām. To izvēle ir atkarīga no lietotāju prioritātēm un no pieredzes.
Programmas –
Lietotnes
(Application)
Apvalks
(Shell)
Kodols
(kernel)
Aparatūra
(HardWare)
OS pamatkomandas priekš failu pārvaldības un priekš citu standartuzdevumu veikšanas ir vienādas visiem apvalkiem. Atšķirības rodas tikai priekš sarežģītākām komandām un priekš scenāriju izveides.
Sākotnējam UNIX komandu procesoram ir nosaukums sh, ko sauc arī pēc tā veidotāja vārda Stīva Buena (Steve Bourne shell).
Visplašāk tiek lietoti sekojošie apvalki:
• Csh. Apvalks priekš C, kas lieto C valodas sintaksi.
• Ksh. Korn shell, kas veidota no Bourne shell ar dažiem csh elementiem.
• Bash. Apvalks, ko pēc noklusēšanas lieto OS Linux un kas līdzīgs ksh un satur csh elementus.
Blakus teksta komandu procesoriem dažās pēdējās versijās sadarbībai ar UNIX OS ir iespējams lietot arī grafisko interfeisu (GUI –Graphical User Interface), kas ir kā atbilde uz Windows popularitāti un pēc kvalitātes daudz neatšķiras no tā iespējām.
Virs apvalka atrodas komandas un lietotnes, ko lietotājs izmanto savu uzdevumu izpildei. Tās ir simtiem mazu programmu, ko sauc arī par komandinstrumentāriju (rīkiem) (tools of comands). Taču tās atšķiras no tām programmām, ko lieto citās OS, piem., Windows, jo tās nav vajadzīgs instalēt. Daudzas no tām ir par brīvu iegūstamas Internetā.
UNIX versijas
Neskatoties uz to, ka UNIX versiju un to modofikāciju skaits faktiski ir neaptverams, gandrīz jebkura no UNIX versijām var tikt izmantota katra lietotāja mērķiem. Tādēļ izvēloties konkrēto versiju ir jāvadās no:
• Ekonomiskiem apsvērumiem
• Aparatūras iespējām
• Personiskajām prioritātēm
Piemēram, ja UNIX OS plāno lietot datorā ar Intel procesoru, tad būtu jāizvēlas tāda versija, kuras grafiskais interfeiss būtu visērtākais lietotājam.
Turpretim, ja nākas minimizēt izmaksas, tad jāizvēlas no versijām, kuras bez maksas ielādējamas no Interneta.
Galvenās UNIX versijas ir sekojošas:
• UNIX System V
• BSD UNIX
• Linux
• Sun Solaris
UNIX System V bija viena no šīs OS sākotnējām izstrādnēm, ko uzsāka AT&T Bell Labs vēl 70-os gados. Līdz pat redakcijai 3.2 to veica AT&T. UNIX izstrādē tika veikti darbi Kalifornijas universitātē Berklijas pilsētā un citur. Redakcija UNIX System V Release 4 (SVR4), kas iznāca 80-to gadu beigās apvienoja vairāku šīs OS versiju priekšrocības un labākās iestrādes: SVR, BSD no Berkli, SunOS no Sun Microsystems un Xenix no Microsoft. Tās bija tīklu komponentes no BCD tādas kā TCP/IP Internet Package kā arī Network File System – NFS no SunOS.
Vēlak UNIX izstrādnes no AT&T nonāca firmas Novell īpašumā, kas izlaida savu versiju UnixWare, bet 1995. gadā šī firma pārdeva to firmai Santa Cruz Operation (SCO), kas 1997. gadā izlaida UNIX System V Release 5 ar nosaukumu OpenServer kā arī UnixWare 7. Šīs versijas ir joprojām pieejamas.
BSD UNIX galvenā izstrādne tika uzsākta Berklijā 1975. gadā, kur lielu ieguldījumu tajā deva Kens Tompsons. Sākotnēji tā bija izstrādne priekš sistēmas PDP-11/70. BSD UNIX ieveda tādus svarīgus jauninājumus kā C shell un teksta redaktors vi. 1979. gadā ASV Aizsardzības ministrijas apakšnodaļa DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) finansēja 4BSD pētījumus, kas tika veikti kopā ar TCP/IP izstrādi. Rezultātā BSD UNIX kļuva par to OS, kuru vairums tās attīstītāji ņem par pamatu. Plaši pazīstamas ir uz 4.4BSD bāzētās šīs OS versijas tādas kā
• FreeBSD
• NetBSD
• OpenBSD
FreeBSD – ir bāzēta uz 4.4BSD-Lite2 un to var bez maksas ielādēt no www.freebsd.org priekš Intel un Alpha procesoriem; tā ir savietojama mašīnkodu līmenī ar Linux, SCO, SVR4 un NetBSD. Šis projekts sadalīts 2 daļās:
• versijas, kas saucas STABLE un ir labi notestētas un izlabotas kļūdas
• versijas, kas saucas CURRENT un satur visus pēdējos labojumus un izmaiņas.
NetBSD – arī ir attīstīta no tā paša izejas koda, kas FreeBSD, un to arī var ielādēt bez maksas no www.netbsd.org . Attīstot šo versiju kopu par prioritāti tika ņemta pārvietojamība. Tādēļ tā lietojama visdažādākajās platformās no Macintosh līdz kabatas iekārtām uz Windows CE. Tai ir paaugstinātas iespējas organizēt tīklus, jo tās kodols ietver NFS, IPv6, NAT un pakešu filtrēšanas iespējas.
OpenBSD arī ir līdzīga iepriekš aplūkotajām versijām. To var ielādēt no www.openbsd.org un par tās galveno prioritāti uzskata datu aizsardzības un šifrēšanas iespējas.
Linux. Tās sākotnējo izstrādi 1991. g. veica Somijā Helsinku universitātes students Linuss Torvaldsons un pašlaik tā ir kļuvusi par pašu populārāko UNIX versiju kopu. Līdzīgi kā iepriekš aplūkotās versijas, tā tiek izplatīta brīvkodā. Tagad eksistē daudz Linux versiju, kas līdzīgas pēc savām pamatfunkcijām, bet atšķiras ar papildus iespējām.
Par vienu no visizplatītākajām Linux versijām uzskata Red Hat Linux, ko izplata tāda paša nosaukuma kompānija. Par nelielu samaksu var saņemt ne tikai CD-ROM ar brīvkodu, bet arī tās tehnisko dokumentāciju.
Sun Solaris ir kļuvusi par pašu populārāko UNIX komercversiju, ko izplata kompānija Sun Microsystems www.sun.com . Līdz ar kodolu SunOS tā ietver arī lietotāja interfeisu uz Windows bāzes. Blakus komercproduktiem tiek piedāvātas arī bezmaksas versijas tikai par piegādes cenu.
UNIX tīkla organizācija
Tīkla OS UNIX parasti ir paredzēta vienādranga tīkliem. Tas nozīmē to, ka katram tīkla datoram ir iespējas piekļūt pie citu datoru resursiem. Šādām tīkla sadarbības iespējām var būt trīs pamatformas:
• Seansa atvēršana ar citu sistēmu un komandu izpilde tās apvalkā
• Piekļuve pie cita datora failu sistēmas, izmantojot servisu NFS
• Speciāla servisa – fona programmas – palaišana, ko sauc par dēmonu (daemon) uz viena datora un piekļuves noorganizēšana tam no cita datora.
Neatņemama visu OS UNIX sastāvdaļa ir TCP/IP protokoli, tādēļ tie arī aktīvi darbojas
UNIX tīklos. Piemēram, UNIX tīklos lieto DNS-serverus IP-adrešu atrisei kā arī izmanto DHCP- un BOOTP-serverus TCP/IP-klientu dinamiskai konfigurēšanai (BOOTP – protokola RARP uzlabots variants). Tādi interneta servisi kā FTP un Telnet arī tiek lietoti kā svarīgi elementi UNIX tīklos.
Attālas vadības komandas
UNIX tīklos biežāk kā citās OS kā tīkla piekļuves līdzeklis tiek lietots attālas vadības seanss (remote console session), kad lietotājs pieslēdzas pie attāla datora un izpilda uz tā savas komandas. Līdzko savienojums nodibināts, serveris izpilda klienta komandas, bet rezultāti tiek nosūtīti klientam.
Ņemot vērā to, ka UNIX bieži lieto komandrindu, seansi parasti notiek kā tekstu apmaiņa.
Berkeley komandas sākotnēji tika lietotas BSD UNIX OS, bet vēlāk tika adaptētas visām UNIX versijām. Tās ir pazīstamas arī ar nosaukumu r* commands un paredzētas lietošanai galvenokārt lokāla tīkla ietvaros nevis globālā tīklā. Tas ir paredzētas ne tikai seansa uzsākšanai, bet arī uzdevumu izpildei interaktīvā režīmā sadarbojoties ar attāla datora apvalku.
Raksturīgākās komandas ir sekojošas:
• rlogin – pieslēgšanās pie cita datora komandprocesora nodibinot savienojumu un autentificējot lietotāju
• rsh – izvada rezultātu no attālā datora
• rcp – kopē failus no attālā datora
DARRA komandas – sākotnēji tās bija kā protokolu TCP/IP sastāvdaļas un tādēļ tās var lietot jebkuru datoru sadarbībā, kuros darbojas TCP/IP. Galvenās no tām, kas pēc savām funkcijām aptuveni atbilst augstāk minētajām, ir:
• telnet
• ftp
• tftp
Ja pirmās divas izmanto protokolu TCP, tad pēdējā protokolu UDP.
Tīkla failu sistēma NFS
Failu nodošana koplietošanā ir viens no pamatnoteikumiem datoru sadarbībai tīklā. UNIX OS ietvaros ir vairāki failu koplietošanas mehānismi netransportējot failus. Viens no visbiežāk lietotiem mehānismiem ir tā saucamā tīklu failu sistēma (NFS – Network File System), ko izstrādājusi firma Sun Microsystems un kura publicēta kā atvērtais standarts RFC 1813 (3. versija). Katra UNIX versija uztur NFS un arī citas tīkla OS var to lietot izmantojot atbilstošu papildus programmatūru.
NFS ir lietotne, kas darbojas atbilstoši klienta/servera madelim, kur serveris ļauj visu savu failu sistēmu vai tās daļu padarīt pieejamu klientam vai arī izdalīt to koplietošanā (sharing), bet klients gūst pieeju attālai failu sistēmai. NFS tieši nesadarbojas ar lokālā datora kodolu, bet lieto attālu procedūru izsaukšanas servisu (RPC – Remote Procedure Call), ko arī izstrādājusi firma Sun Microsystems. Informācija, ko pārraida NFS, tiek kodēta ar metodi, kas saucas ārējo datu attēlošana (XDR – External Data Representation), ko apraksta RFC 1014. Šis serviss lielākoties izmanto protokolu UDP transprtējot datus caur tīklu un uzklausa portu 2049.
Izstrādājot NFS tika lietots servera daļas maksimālās vienkāršošanas princips. NFS serveris ir vienaldzīgs (stateless) tajā nozīmē, ka tam priekš darbības nav vajadzīga informācija par klientu stāvokli, t. i., serveris nesaņem informāciju par to, kādi faili ir atvērti. Nav nepieciešama atkārtotu savienojumu nodibināšanas procedūra. Arī atsevišķa uzdevuma paaugstināta aktivitāte negatīvi neiespaido visas sistēmas veiktspēju – t. i., NFS darbojas maksimāli idempotenti (idempotent).
Sadarbība starp NFS serveriem un klientiem bāzējas uz standartizētu interaktīvu RPC procedūru lietošanu. Ja dators konfigurēts kā serveris, tad failu sistēmas daļu, kas pieejama klientiem, noteic ar sekojošu komandu palīdzību:
• share – OS Solaris un SVR4
• exportfs – Linux un HP-UX
Lietojot šīs komandas norāda tos failus, pie kuriem klienti var vērsties, kā arī piekļuves kārtību – tiesības tikai lasīt vai arī mainīt failus kā arī diferencēt lietotājus pēc tiesībām.
Klienta sistēma gūst piekļuvi pie koplietojamiem resursiem ar instrukcijas mount palīdzību, kas noteic servera katalogu un arī piekļuves tiesības. Klienta sistēmas komandas var vērsties pie attāliem failiem tā it kā tie atrastos uz lokālā diska.
Klient/servera principa lietošana
Datu apstrāde pēc klient/servera principa ir UNIX tīklu darbības pamatā. Atšķirībā no Windows NT serveriem, kas lielu daļu no sava potenciāla izmanto grafiskā interfeisa uzturēšanai, UNIX tīklos galvenie resursi tiek izmantoti sadarbības pamatfunkciju izpildei, piemēram, lielāku skaita klientu apkalpošanai.
UNIX sistēmu serveru lietotnes parasti darbojas pastāvīgi fona procesu jeb dēmonu režīmā.