Что такое сетевая служба
Что такое сетевая служба
Вычислительные сети
Сетевые ресурсы
Самым характерным устройством – звеном сети – является компьютер. Его аппаратные компоненты (процессор, оперативная память, накопители на жестких дисках, принтеры, модемы и т. д.) являются ресурсами, управляет которыми программный комплекс – операционная система.
Сетевая служба
Сетевой сервис
Сетевой сервис
Сетевые сервисы включают :
Классификация сетевых сервисов
Наиболее известными среди сетевых сервисов являются (сервисы 1 поколения):
• сервис FTP – система файловых архивов, обеспечивающая хранение и пересылку файлов различных типов;
• World Wide Web (WWW) – гипертекстовая (гипермедиа) система, предназначенная для интеграции различных сетевых ресурсов в единое информационное пространство;
Наиболее подходящим для классификации сервисов Интернет является деление на сервисы
Эти группы объединяют сервисы по большому числу признаков.
Сервисы, относящиеся к классу отложенного чтения : запрос и получение информации разделены по времени (наиболее распространенные, универсальные и наименее требовательные к ресурсам компьютеров и линиям связи).Например, электронная почта. Сервисы прямого обращения характерны тем, что информация по запросу возвращается немедленно. Однако от получателя информации не требуется немедленной реакции.
Сервисы, где требуется немедленная реакция на полученную информацию, относятся к интерактивным сервисам. Для пояснения вышесказанного можно заметить, что в обычной связи аналогами сервисов интерактивных, прямых и отложенного чтения являются, например, телефон, факс и письменная корреспонденция.
Сервисы Интернет можно классифицировать также по выполняемым ими функциям как:
Сервисы для хранения мультимедийных ресурсов – средства, которые позволяют бесплатно хранить, классифицировать, обмениваться цифровыми фотографиями, аудио- и видеозаписями, текстовыми файлами, презентациями и т.д.
Социальные геосервисы – сервисы сети Интернет, которые позволяют находить, отмечать, комментировать, снабжать фотографиями различные объекты в любом месте на изображении Земного шара с достаточно высокой точностью. Используются реальные данные, полученные с помощью околоземных спутников.
Социальные сети – это сервис для взаимодействия людей или группы людей.
Карты знаний (англ. Mind map) — способ изображения процесса общего системного мышления с помощью схем. В русских переводах термин может звучать по-разному — карты ума, карты разума, карты памяти, интеллект-карты, майнд-мэпы.
Количество сервисов в сети растет с каждым днем, появляются все новые и новые сервисы, облегчающие жизнь человека, так вот современная концепция развития всемирной паутины получила название Веб 2.0.
В зависимости от вида, сервисам Интернет соответствует разная концепция информационной сети (архитектура сети), в большинстве случаев в основу взаимодействия компонентов информационных сервисов Сети положена модель «клиент-сервер».
Сетевые службы и сервисы
Потребность в доступе к удаленному принтеру может возникать у пользователей самых разных приложений: текстового редактора, графического редактора, системы управления базой данных (СУБД). Очевидно, что дублирование в каждом из приложений общих для всех них функций по организации удаленной печати является избыточным.
Более эффективным представляется подход, при котором эти функции исключаются из приложений и оформляются в виде пары специализированных программных модулей клиента и сервера печати (рис.), функции которых ранее выполнялись соответственно приложениями А и В. Теперь эта пара клиент—сервер может быть использована любым приложением, выполняемым на компьютере А.
Обобщая такой подход применительно к другим типам разделяемых ресурсов, дадим следующие определения:
Клиент — это модуль, предназначенный для формирования и передачи сообщений-запросов к ресурсам удаленного компьютера от разных приложений с последующим приемом результатов из сети и передачей их соответствующим приложениям.
Сервер — это модуль, который постоянно ожидает прихода из сети запросов от клиентов, и приняв запрос, пытается его обслужить, как правило, с участием локальной ОС; один сервер может обслуживать запросы сразу нескольких клиентов (поочередно или одновременно).
Пара клиент—сервер, предоставляющая доступ к конкретному типу ресурса компьютера через сеть, образует сетевую службу.
Каждая служба связана с определенным типом сетевых ресурсов. Так, на рис. Модули клиента и сервера, реализующие удаленный доступ к принтеру, образуют сетевую службу печати.
Файловая служба позволяет получать доступ к файлам, хранящимся на диске других компьютеров. Серверный компонент файловой службы называют файл-сервером.
Для поиска и просмотра информации в Интернете используется веб-служба, состоящая из веб-сервера и клиентской программы, называемой веб-браузером (web browser). Разделяемым ресурсом в данном случае является веб-сайт определенным образом организованный набор файлов, содержащих связанную в смысловом отношении информацию и хранящихся на внешнем накопителе веб-сервера.
На схеме веб-службы, показанной на рис., два компьютера связаны не непосредственно, как это было во всех предыдущих примерах, а через множество промежуточных компьютеров и других сетевых устройств, входящих в состав Интернета. Для того чтобы отразить этот факт графически, мы поместили между двумя компьютерами так называемое коммуникационное облако, которое позволяет нам абстрагироваться от всех деталей среды передачи сообщений. Обмен сообщениями между клиентской и серверной частями веб-службы выполняется по стандартному протоколу HTTP и никак не зависит от того, перелаются ли эти сообщения «из рук в руки» (от интерфейса одного компьютера к интерфейсу другого) или через большое число посредников — транзитных коммуникационных устройств. Вместе с тем, усложнение среды передачи сообщений приводит к возникновению новых дополнительных задач, на решение которых не был рассчитан упоминавшийся ранее простейший драйвер сетевой интерфейсной карты. Вместо него на взаимодействующих компьютерах должны быть установлены более развитые программные транспортные средства.
Сетевая операционная система
Операционную систему компьютера часто определяют как взаимосвязанный набор системных программ, который обеспечивает эффективное управление ресурсами компьютера (памятью, процессором, внешними устройствами, файлами и др.), а также предоставляет пользователю удобный интерфейс для работы с аппаратурой компьютера и разработки приложений.
Говоря о сетевой ОС, мы, очевидно, должны расширить границы управляемых ресурсов за пределы одного компьютера.
Сетевой операционной системой называют операционную систему компьютера, которая помимо управления локальными ресурсами предоставляет пользователям и приложениям возможность эффективного и удобного доступа к информационным и аппаратным ресурсам других компьютеров сети.
Сегодня практически все операционные системы являются сетевыми.
Из примеров, рассмотренных в предыдущих разделах, мы видим, что удаленный доступ к сетевым ресурсам обеспечивается:
· средствами транспортировки сообщений по сети (в простейшем случае — сетевыми интерфейсными картами и их драйверами).
Следовательно, именно эти функциональные модули должны быть добавлены к ОС, чтобы она могла называться сетевой (рис.).
Среди сетевых служб можно выделить такие, которые ориентированы не на простого пользователя, как, например, файловая служба или служба печати, а на администратора. Такие службы направлены на организацию работы сети. Например, централизованная справочная служба, или служба каталогов, предназначена для ведения базы данных о пользователях сети, обо всех ее программных и аппаратных компонентах*. В качестве других примеров можно назвать службу мониторинга сети, позволяющую захватывать и анализировать сетевой трафик, службу безопасности, в функции которой может входить, в частности, выполнение процедуры логического входа с проверкой пароля, службу резервного копирования и архивирования.
От того, насколько богатый набор сетевых служб и услуг предлагает операционная система конечным пользователям, приложениям и администраторам сети, зависит ее позиция в общем ряду сетевых ОС.
Помимо сетевых служб сетевая ОС должна включать программные коммуникационные (транспортные) средства, обеспечивающие совместно с аппаратными коммуникационными средствами передачу сообщений, которыми обмениваются клиентские и серверные части сетевых служб. Задачу коммуникации между компьютерами сети решают драйверы и протокольные модули. Они выполняют такие функции, как формирование сообщений, разбиение сообщения на части (пакеты, кадры), преобразование имен компьютеров в числовые адреса, дублирование сообщений в случае их потери, определение маршрута в сложной сети и т. д.
И сетевые службы, и транспортные средства могут являться неотъемлемыми (встроенными) компонентами ОС или существовать в виде отдельных программных продуктов. Например, сетевая файловая служба обычно встраивается в ОС, а вот веб-браузер чаще всего приобретается отдельно. Типичная сетевая ОС имеет в своем составе широкий набор драйверов и протокольных модулей, однако у пользователя, как правило, есть возможность дополнить этот стандартный набор необходимыми ему программами. Решение о способе реализации клиентов и серверов сетевой службы, а также драйверов и протокольных модулей принимается разработчиками с учетом самых разных соображений: технических, коммерческих и лаже юридических. Так, например, именно на основании антимонопольного закона США компании Microsoft было запрещено включать ее браузер Internet Explorer в состав ОС этой компании.
Сетевая служба может быть представлена в ОС либо обеими (клиентской и серверной) частями, либо только одной из них.
В первом случае операционная система, называемая одноранговой, не только позволяет обращаться к ресурсам других компьютеров, но и предоставляет собственные ресурсы в распоряжение пользователей других компьютеров. Например, если на всех компьютерах сети установлены и клиенты, и серверы файловой службы, то все пользователи сети могут совместно применять файлы друг друга. Компьютеры, совмещающие функции клиента и сервера, называют одноранговыми узлами.
Операционная система, которая преимущественно содержит клиентские части сетевых служб, называется клиентской. Клиентские ОС устанавливаются на компьютеры, обращающиеся с запросами к ресурсам других компьютеров сети. За такими компьютерами, также называемыми клиентскими, работают рядовые пользователи. Обычно клиентские компьютеры относятся к классу относительно простых устройств.
К другому типу операционных систем относится серверная ОС — она ориентирована на обработку запросов из сети к ресурсам своею компьютера и включает в себя в основном серверные части сетевых служб. Компьютер с установленной на нем серверной ОС, занимающийся исключительно обслуживанием запросов других компьютеров, называют выделенным сервером сети. За выделенным сервером, как правило, обычные пользователи не работают.
Компьютер, подключенный к сети, может выполнять следующие типы приложений:
· Локальное приложение целиком выполняется на данном компьютере и использует только локальные ресурсы (рис.а). Для такого приложения не требуется никаких сетевых средств, оно может быть выполнено на автономно работающем компьютере.
· Централизованное сетевое приложение целиком выполняется на данном компьютере. но обращается в процессе своего выполнения к ресурсам других компьютеров сети. Б примере на рисунке б приложение, которое выполняется на клиентском компьютере, обрабатывает данные из файла, хранящегося на файл-сервере, а затем распечатывает результаты на принтере, подключенном к серверу печати. Очевидно, что работа такого типа приложений невозможна без участия сетевых служб и средств транспортировки сообщений.
· Распределенное (сетевое) приложение состоит из нескольких взаимодействующих частей, каждая из которых выполняет какую-то определенную законченную работу по решению прикладной задачи, причем каждая часть может выполняться и, как правило, выполняется на отдельном компьютере сети (рис. в). Части распределенного приложения взаимодействуют друг с другом, используя сетевые службы и транспортные средства ОС. Распределенное приложение в общем случае имеет доступ ко всем ресурсам компьютерной сети.
Очевидным преимуществом распределенных приложений является возможность распараллеливания вычислений, а также специализация компьютеров. Так, в приложении, предназначенном, скажем, для анализа климатических изменений, можно выделить три достаточно самостоятельные части (см. рис. 2.6, в), допускающие распараллеливание. Первая часть приложения, выполняющаяся на сравнительно маломощном персональном компьютере, могла бы поддерживать специализированный графический пользовательский интерфейс, вторая — заниматься статистической обработкой данных на высокопроизводительном мэйнфрейме, а третья — генерировать отчеты на сервере с установленной стандартной СУБД. В общем случае каждая из частей распределенного приложения может быть представлена несколькими копиями, работающими на разных компьютерах. Скажем, в данном примере часть 1, ответственную за поддержку специализированного пользовательского интерфейса, можно было бы запустить на нескольких персональных компьютерах, что позволило бы работать с этим приложением нескольким пользователям одновременно.
Однако чтобы добиться всех тех преимуществ, которые сулят распределенные приложения, разработчикам этих приложений приходится решать множество проблем, например: на сколько частей следует разбить приложение, какие функции возложить на каждую часть, как организовать взаимодействие этих частей, чтобы в случае сбоев и отказов оставшиеся части корректно завершали работу и т. д., и т. п.
Заметим, что все сетевые службы, включая файловую службу, службу печати, службу электронной почты, службу удаленного доступа, интернет-телефонию и т. д., по определению относятся к классу распределенных приложений. Действительно, любая сетевая служба включает в себя клиентскую и серверную части, которые могут и обычно выполняются на разных компьютерах.
На рис. 2.7, иллюстрирующем распределенный характер веб-службы, мы видим различные виды клиентских устройств — персональные компьютеры, ноутбуки и мобильные телефоны — с установленными на них веб-браузерами, которые взаимодействуют по сети с веб-сервером. Таким образом, с одним и тем же веб-сайтом может одновременно работать множество — сотни и тысячи — сетевых пользователей.
Сетевые службы
Дата добавления: 2014-05-01 ; просмотров: 10522 ; Нарушение авторских прав
Взаимодействие компьютеров между собой, а также с другим активным сетевым оборудованием, в TCP/IP-сетях организовано на основе использования сетевых служб, которые обеспечиваются специальными процессами сетевой операционной системы.
Специальные процессы операционной системы создают «слушающий» сокет и «привязывают» его к определенному порту (пассивное открытие соединения), обеспечивая тем самым возможность другим компьютерам обратиться к данной службе. Клиентская программа или процесс создаёт запрос на открытие сокета с указанием IP-адреса и порта сервера, в результате чего устанавливается соединение, позволяющее взаимодействовать двум компьютерам с использованием соответствующего сетевого протокола прикладного уровня.
Сокет – socket – название программного интерфейса для обеспечения обмена данными между процессами. Процессы при таком обмене могут исполняться как на одной ЭВМ, так и на различных ЭВМ, связанных между собой сетью. Сокет – абстрактный объект, представляющий конечную точку соединения. Сокет однозначно определяется парой значений: IP-адресом и номером порта.
Как правило, сетевые службы привязаны к определенному номеру порта. Номер порта для «привязки» службы выбирается в зависимости от его функционального назначения. За присвоение номеров портов определённым сетевым службам отвечает Администрация адресного пространства Интернет – Internet Assigned Numbers Authority (IANA).
Номера портов находятся в диапазоне 0 – 65535 и разделены на 3 категории:
– 0–1023 – общеизвестные порты;
– 1024–49151 – зарегистрированные порты;
– 49152–65535 – динамически используемые порты или порты, используемые внутри закрытых сетей.
Среди всего множества сетевых служб следует выделить следующие.
1. Службы, обеспечивающие работу в сети TCP/IP. К ним относятся службы DHCP, DNS и WINS.
Служба DHCP по запросу DHCP-клиента выдает ему такие параметры, как уникальный IP-адрес и маска подсети. Кроме них, клиент может получать от DHCP-сервера ряд дополнительных параметров, важных для взаимодействия с другими сетями и удобной работы в сети: адрес основного шлюза, адреса DNS- и WINS-серверов, название домена, в который входит этот компьютер, и некоторые другие.
Служба DNS выполняет преобразование (разрешение) имен узлов в соответствующие им IP-адреса. Служба DNS была реализована в Интернете в 1981 г., а с 2000 г. (с выходом ОС семейства Windows 2000) она стала основной службой преобразования имен в сетях Microsoft
Служба WINS регистрирует в сети NetBIOS-имена компьютеров и их IP-адреса, а затем по запросу WINS-клиентов преобразуют эти имена в IP-адреса. Название WINS (Windows Internet Name Service) правильно переводится как «служба межсетевых имен Windows»; эта служба была разработана, чтобы обеспечить поддержку работы NetBIOS- приложений в маршрутизируемых сетях на базе протокола TCP/IP. Сейчас она по-прежнему используется, чтобы в сети корректно работали такие устаревшие ОС, как Windows 9х или Windows NT.
2. Файловая служба обеспечивает хранение больших объемов данных и предоставляет к ним доступ пользователей. Один файловый сервер может поддерживать одновременную работу сотен и даже тысяч пользователей. Чтобы обеспечить сохранность информации, файл-серверы, как правило, оснащены отказоустойчивыми наборами (массивами) жестких дисков и системами резервного копирования на магнитную ленту или другой носитель.
3. Служба печати (принт-сервер) предназначена для обеспечения доступа пользователей к одному или нескольким общим принтерам. Она обеспечивает прием по сети задания на печать и управляет очередями заданий на печать, обычно обслуживая несколько печатающих устройств. Похожие функции выполняют и факс-серверы, обслуживающие клиентские задания на отправку факсов, но они, кроме того, отвечают за получение факсов и их доставку пользователям. Файл-серверы и серверы печати – это одни из наиболее часто встречающихся типов серверов
4. Служба приложений выполняет задачи обслуживания запросов пользователей на выборку или обработку какой-либо информации. Эта служба позволят одновременную работу с большим числом пользователей, причем выполнение клиентских запросов на специализированном многопроцессорном сервере производится намного быстрее, чем на компьютерах пользователей.
5. Служба удаленного доступа и серверы VPN (Virtual Private Network – «виртуальная частная сеть») обеспечивают удаленное подключение к локальной сети по модему или через Интернет. Это дает пользователям возможность работать с ресурсами локальной сети предприятия, офиса или учебного заведения из дома или из любого места, где есть подключение к Интернету, например из Интернет-кафе.
6. Служба терминалов предоставляет возможность работы с другими серверами через специальные программы – терминальные клиенты. С помощью этих программ администраторы, находясь вдалеке от локальной сети, оказываются как будто за консолью сервера и могут полностью управлять им, а пользователи могут удаленно работать с установленными на сервере приложениями.
7. Брандмауэры (межсетевые экраны) используются при подключении к Интернету для защиты внутренней сети от проникновения или атаки злоумышленников на корпоративные серверы. Прокси-серверы (серверы-посредники) выполняют функции контроля доступа пользователей в Интернет и кэширования часто запрашиваемых веб-страниц (что позволяет снизить расходы на пользование Интернетом). Поскольку оба этих сервера предназначены для установки на компьютер, связывающий локальную сеть с Интернетом, их часто объединяют в единую программно-аппаратную систему.
8. Служба электронной почты (почтовые серверы, mail-серверы) обслуживает почтовые ящики пользователей в данной организации, обеспечивая подключения к ним почтовых клиентов, а также обрабатывает все входящие и исходящие сообщения. Ее также можно использовать для ведения адресных книг, общих папок и систем электронного документооборота.
9. Службы Web и FTP предоставляют для внешних (а часто – и для внутренних) пользователей доступ к Web- и FTP-ресурсам, размещенным в данной сети.
Этот список сетевых служб далеко не полон, существуют и другие типы служб. Однако перечисленные выше их разновидности можно найти практически в любой корпоративной сети.
При разработке сетевых служб приходится решать проблемы, которые свойственны любым распределенным приложениям: определение протокола взаимодействия между клиентской и серверной частями, распределение функций между ними, выбор схемы адресации приложений и др.
Одним из главных показателей качества сетевой службы является ее удобство. Для одного и того же ресурса может быть разработано несколько служб, по-разному решающих одну и ту же задачу. Отличия могут заключаться в производительности или в уровне удобства предоставляемых услуг. Качество сетевой службы зависит и от качества пользовательского интерфейса – интуитивной понятности, наглядности, рациональности.
При определении степени удобства разделяемого ресурса часто употребляют термин «прозрачность». Прозрачный доступ – это такой доступ, при котором пользователь не замечает, где расположен нужный ему ресурс – на его компьютере или на удаленном.
Для обеспечения прозрачности важен способ адресации (именования) разделяемых сетевых ресурсов. Имена разделяемых сетевых ресурсов не должны зависеть от их физического расположения на том или ином компьютере. В идеале пользователь не должен ничего менять в своей работе, если администратор сети переместил том или каталог с одного компьютера на другой. Сам администратор и сетевая операционная система имеют информацию о расположении файловых систем, но от пользователя она скрыта. Такая степень прозрачности пока редко встречается в сетях, обычно для получения доступа к ресурсам определенного компьютера сначала приходится устанавливать с ним логическое соединение.
Сетевые сервисы
Взаимодействие компьютеров между собой, а также с другим активным сетевым оборудованием, в TCP/IP-сетях организовано на основе использования сетевых служб, которые обеспечиваются специальными процессами сетевой операционной системы (ОС) — демонами в UNIX-подобных ОС, службами в ОС семейства Windows и т. п.
Содержание
Сокеты, соединения
Специальные процессы операционной системы (демоны, службы) создают «слушающий» сокет и «привязывают» его к определённому порту (пассивное открытие соединения), обеспечивая тем самым возможность другим компьютерам обратиться к данной службе. Клиентская программа или процесс создаёт запрос на открытие сокета с указанием IP-адреса и порта сервера, в результате чего устанавливается соединение, позволяющее взаимодействовать двум компьютерам с использованием соответствующего сетевого протокола прикладного уровня.
Номера портов
Номер порта для «привязки» службы выбирается в зависимости от его функционального назначения. За присвоение номеров портов определённым сетевым службам отвечает IANA. Номера портов находятся в диапазоне 0 — 65535 и разделены на 3 категории [1] :