Prof. Carlos Messani

Baseado em “Ely Edison Matos (ago2003)”

Os serviços em uma rede são agregados em um Sistema Operativo de Rede (SOR)

O Sistema Operativo (SO) é um software ◦ composto de um conjunto de rotinas

◦ que fornecem serviços básicos de uso geral ◦ que simplificam a utilização dos recursos de hardware

As rotinas do SO fornecem serviços como ◦ gerenciamento do uso do processador

◦ alocação dos processos (programas em execução) na memória principal

◦ controle do acesso a dispositivos de entrada/saída

◦ alocação de informações nos meios de armazenamento ◦ gerenciamento do sistema de arquivos ,etc.

Aplicação

Interação direta entre o aplicativo e o hardware - linguagem de máquina, assembler

Sistema Operativo

Aplicação

Interação indireta entre o aplicativo e o hardware (linguagens baseadas em compiladores - Pascal, Clipper, Fortran, Cobol)

Do ponto de vista de hardware, a modificação necessária para viabilizar a ligação do computador à rede local foi a introdução de um dispositivo de E/S adicional responsável pela interface entre a cpu e o meio de comunicação

A esta modificação de hardware devemos ter a contrapartida do software

Novos recursos devem ser adicionados para que as funções da rede estejam disponíveis para as aplicações;

Como o Sistema Operativo Local (SOL) já estava em funcionamento, as novas modificações vieram apenas acrescentar recursos sem alterar em nada o que já existia;

SOL

Aplicação

SOR

Adição das funções do Sistema Operativo de Rede às funções do SO Local

Os Sistemas Operativos de Rede (SOR) aparecem como uma extensão do SO Local

A transparência do funcionamento do SOR é imprescindível ◦ O usuário deve poder usar os recursos de outras estações

da rede como se estivesse operando localmente

A solução encontrada foi a introdução de um módulo Redirecionador ◦ Intercepta as chamadas feitas pelas aplicações ao sistema

operativo local, desviando aquelas que dizem respeito a recursos remotos para o módulo do sistema operativo de rede, responsável pelos serviços de comunicação, que providencia o acesso ao dispositivo remoto

Para as aplicações do usuário, a instalação do sistema operativo de rede só é percebida apenas pela adição de novos recursos (recursos virtuais) aos que elas já possuíam anteriormente

A interface utilizada pelas aplicações para ter acesso aos recursos tanto locais quando remotos permanece inalterada

Driver de Rede

Programa de Rede

Software Servidor

Sistema Operativo

Aplicativos

SERVIDOR

Discos Porta paralela

Cliente

Aplicativos

Redirecionador

BIOS Programa de Rede

Discos Porta paralela Placa de Video Placa de Som

Driver de Rede

O Redirecionador intercepta chamadas do aplicativo DOS e envia somente as chamadas de rede para o programa de comunicação de rede (NETBIOS, IPX, NETBEUI, IP)

O programa de rede empacota a solicitação e envia ao driver de rede

A placa de rede NIC-Cliente envia o pacote para o barramento para que o NIC-Servidor o receba

O NIC-Servidor desempacota os dados e envia ao driver que o envia ao programa de rede que tomará a decisão de acesso aos recursos da maquina-servidor

O resultado devidamente checado é devolvido pelas mesmas vias

NIC (Network Interface Card )

A interface entre as aplicações e o sistema operativo baseia-se em interações solicitação/resposta ◦ A aplicação solicita um serviço (abertura de um

arquivo, impressão de um bloco de dados, alocação de uma área de memória, etc.) através de uma chamada ao sistema operativo

◦ O sistema operativo em resposta à chamada, executa o serviço solicitado e responde informando o status da operação (se foi executada com sucesso ou não) e transferindo os dados resultantes da execução para a aplicação quando for o caso

No modo de interação Cliente-Servidor, a entidade que solicita um serviço é chamada cliente e a que presta o serviço é chamada servidor

As estações que disponibilizam seus recursos a outras estações devem possuir a entidade (ou módulo) servidor

As estações que fazem solicitações de serviços ao servidor devem possuir a entidade (ou módulo) cliente

SOL

Hardware

SORC

SORS

Na estação que tenha o módulo cliente, o SOR, ao receber um pedido de acesso a um recurso localizado em outra estação da rede monta uma mensagem contendo o pedido e a envia ao módulo servidor da estação onde será executado o serviço

Na estação remota o SOR recebe a mensagem, providencia a execução do serviço solicitado, monta uma mensagem com o resultado da execução (nos casos onde pedido envolve a devolução de dados podem ser necessárias mais de uma mensagem), e a envia de volta para o SOR na estação requerente

Quando o SOR na estação que requisitou o serviço recebe a mensagem transportando a resposta, ele faz sua entrega à aplicação local

Notamos que as funções necessárias ao SOR no módulo cliente são diferentes das funções no módulo Servidor

No primeiro (SOR Cliente) elas estão restritas a fornecer serviços de comunicações de pedidos ao servidor

No módulo servidor alem das funções de comunicação, vários outros serviços são realizados (como compartilhamento de acesso, restrição de acesso, etc.).

Assim podemos classificar os módulos de um SOR em 2 tipos ◦ SORC: módulo cliente do sistema operativo de rede ◦ SORS: módulo servidor do sistema operativo de rede

As estações dividem-se em estações-cliente e estações-servidoras

As estações servidoras possuem necessariamente as funções do módulo servidor e podem, opcionalmente possuir as funções do módulo cliente ◦ Isto possibilita que um servidor seja cliente de

outro servidor (caso típico da relação entre servidores de impressão e servidores de arquivo)

Nesta arquitetura, todas as estações contem os 2 módulos interagindo entre si e entre os módulos das outras estações

Aplicação

SOL

Hardware

SORC SORS

Aplicação

SOL

Hardware

SORC SORS

Na arquitetura Cliente-Servidor temos duas variações definidas pela forma como são usados os servidores ◦ Servidor dedicado ou não-dedicado

Servidor Dedicado ◦ As estações servidoras incluem o módulo SORS e

opcionalmente o módulo SORC que somente poderá ser usado pelo SORS local (por exemplo se ele for cliente de outro servidor)

◦ Normalmente não são permitidos usuários locais sendo integralmente dedicadas ao atendimento de pedidos enviados pelas estações clientes através da rede

SOL

Hardware

SORC SORS

Aplicação

SOL

Hardware

SORC

Aplicação

SOL

Hardware

SORC

Servidor não-dedicado ◦ As estações servidoras possuem um sistema

operativo local que é estendido por um módulo SORS e um módulo SORC

◦ O módulo SORC pode ser usado tanto pelo SORS quanto pelas aplicações dos usuários locais da estação servidora

◦ Assim os recursos locais das estações servidoras são compartilhados tanto pelos usuários atendidos pelo sistema operativo local quanto pelos usuários remotos que fazem seus pedidos através do SOR pela rede local

SOL

Hardware

SORC SORS

Aplicação

SOL

Hardware

SORC

Aplicação

SOL

Hardware

SORC

Aplicação

Arquivo

Impressão

Mensagem

Aplicação

Oferece aos clientes os serviços de armazenamento, acesso e compartilhamento de arquivos e discos (mídia de gravação magnética ou ótica)

Possui uma estrutura hierárquica de diretórios, proteção de arquivos individuais ou de diretórios, chaves para atualização simultânea e segura de arquivos, etc.

Um Servidor de Arquivos é capaz de aceitar transações independente do sistema operativo do cliente, ou seja, independente da estrutura de arquivos do cliente ◦ Nesse caso existe uma estrutura de rede padrão usado no

servidor de arquivos nos quais os vários arquivos dos clientes devem ser convertidos

Um Servidor de Arquivos trabalha com 3 subsistemas funcionais ◦ Subsistema Gerenciador de Arquivos controla o acesso físico aos meios de armazenamento

◦ Subsistema de Cache de disco aumenta a eficiência do servidor permitindo que a

leitura do disco seja sempre feita em blocos maiores, mantendo-os na RAM

◦ Subsistema de Acesso Compartilhado e Segurança controla o acesso simultâneo aos arquivos permitindo

o seu compartilhamento 2 modelos básicos de acesso Share level User lever

As aplicações baseadas no acesso a banco de dados compartilhado podem usar um servidor de arquivos para armazenar os arquivos dos banco de dados, enquanto a aplicação no cliente executa as operações sobre a base ◦ Esta solução além de tornar muito difícil a manutenção da

integridade da base de dados (o travamento de registros será feito no cliente e repassado ao servidor e este tempo de repasse pode ser muito longo) degrada a performance de toda a rede pelo aumento do tráfego

Um Servidor de Banco de Dados executa a parte das tarefas de acesso ◦ assume além das funções de armazenamento, algumas

funções de processamento de consultas ◦ Um aspecto importante da utilização destes servidores é o

aumento do desempenho das aplicações e da rede

BD

Aplicação

Servidor de Arq

Resposta

Servidor de Arquivos resposta

pedido Acesso Físico

Base de dados

Pedido de Arquivos

Cliente SGBD

Aplicação

Servidor SGBD

Consulta SQL

Servidor de Base de Dados

Resposta SQL

resposta pedido

Acesso Físico

Base de dados

O cliente envia um pedido ao servidor especificando qual impressora será usada e os dados a serem impressos

Se ela estiver disponível será alocada ao cliente até que este a libere (ou até que se esgote o tempo máximo e utilização, conforme negociação na alocação) ◦ Caso a impressora não esteja disponível o cliente é avisado

Uma outra forma de implementação é o spolling ◦ O cliente, ao invés de pedir a alocação, envia diretamente ao

servidor o documento a ser impresso

◦ O documento é colocado em uma fila de impressão (um arquivo que poderá estar no servidor de arquivos ou, se existir, no disco do próprio servidor de impressão)

Vantagens do uso de impressoras em rede ◦ Redução do número de impressoras necessárias às

atividades da empresa

◦ Possibilidade de escolha de um local mais conveniente para as impressoras

◦ Uso de spoolers de impressão, reduzindo o tempo gasto pelo computador com serviço de impressão

◦ Possibilidade de uso simultâneo dos recursos de impressão/fax, através do uso de filas

◦ Uso de impressoras para tarefas/formulários específicos

Os serviços de mensagem incluem o armazenamento, acesso e envio de dados, sejam arquivos de texto, binários, gráficos, de vídeo ou de áudio ◦ Correio Eletrônico (e-mail)

Transferência eletrônica de dados entre dois ou mais computadores/usuários em rede

Originalmente apenas mensagens em texto eram transferidas

Atualmente as mensagens incluem uma grande quantidade de formatos, tais como gráficos, vídeo e áudio

◦ Muitos softwares permitem a criação de quadros de avisos eletrônicos (Noticeboards)

◦ Uso de fórums e listas de discussão

Os servidores de aplicação executam softwares que podem ser acessados pelos clientes da rede

Permitem o compartilhamento não só de dados, mas também de processamento

Podem compartilhar componentes de software

Exemplos ◦ Servidores gráficos ◦ Servidores Internet ◦ ORBs (Object Request Broker)

Exemplo 1: Servidor de Jogos ◦ Permite que vários jogadores joguem juntos, sem que o

sistema rode na máquina de nenhum

Exemplo 2: Servidores de Backup ◦ Todos os dados de um servidor são replicados

simultaneamente em outro Servidor ◦ As posições geográficas devem ser suficientes para

evitar desastres naturais ou atentados

Exemplo 3: Servidor DHCP ◦ Distribui os IPs na Rede de forma automática

Exemplo 4: Servidor de Sistema Operacional ◦ Exclui a necessidade da máquina ter um SO instalado

localmente ◦ Não exige nem que a máquina possua HD

Ely Edison Matos (ago2003)

Mauro Tapajós