Redes de Computadores

ServiçosEly Edison MatosEly Edison Matos

elyely.matos@ufjf..matos@ufjf.eduedu..brbr

ago2003ago2003

Sistema Operacional Os serviços em uma rede são agregados em um Os serviços em uma rede são agregados em um

Sistema Operacional de RedeSistema Operacional de Rede (SOR) (SOR) O Sistema Operacional (SO) é um softwareO Sistema Operacional (SO) é um software

composto de um conjunto de rotinas composto de um conjunto de rotinas que fornecem serviços básicos de uso geralque fornecem serviços básicos de uso geral que simplificam a utilização dos recursos de hardwareque simplificam a utilização dos recursos de hardware

As rotinas do SO fornecem serviços comoAs rotinas do SO fornecem serviços como gerenciamento do uso do processadorgerenciamento do uso do processador alocação dos processos (programas em execução) na alocação dos processos (programas em execução) na

memória principalmemória principal controle do acesso a dispositivos de entrada/saídacontrole do acesso a dispositivos de entrada/saída alocação de informações nos meios de armazenamentoalocação de informações nos meios de armazenamento gerenciamento do sistema de arquivos ,etc.gerenciamento do sistema de arquivos ,etc.

Evolução do SO

Aplicação

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

Sistema Operacional

Aplicação

Evolução do SO

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

Evolução para SOR Do ponto de vista de hardware, a modificação Do ponto de vista de hardware, a modificação

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

A esta modificação de hardware devemos ter a A esta modificação de hardware devemos ter a contrapartida do softwarecontrapartida do software

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

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

SOLSOL

Aplicação

SOR

Evolução para SOR

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

SOR - Redirecionador Os Sistemas Operacionais de Rede (SOR) aparecem Os Sistemas Operacionais de Rede (SOR) aparecem

como uma extensão do SO Localcomo uma extensão do SO Local A transparência do funcionamento do SOR é A transparência do funcionamento do SOR é

imprescindívelimprescindível O usuário deve poder usar os recursos de outras estações O usuário deve poder usar os recursos de outras estações

da rede como se estivesse operando localmenteda rede como se estivesse operando localmente

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

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

SOR - Redirecionador

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

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

SOR - Redirecionador

Driver de Rede

Programa de Rede

Software Servidor

Sistema Operacional

Aplicativos

SERVIDOR

DiscosPorta paralela

Cliente

Aplicativos

Redirecionador

BIOSProgramade Rede

DiscosPorta paralelaPlaca de VideoPlaca de Som

Driver de Rede

SOR - Redirecionador O Redirecionador intercepta chamadas do aplicativo O Redirecionador intercepta chamadas do aplicativo

DOS e envia somente as chamadas de rede para o DOS e envia somente as chamadas de rede para o programa de comunicação de rede (NETBIOS, IPX, programa de comunicação de rede (NETBIOS, IPX, NETBEUI, IP)NETBEUI, IP)

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

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

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

O resultado devidamente checado é devolvido pelas O resultado devidamente checado é devolvido pelas mesmas viasmesmas vias

Arquitetura Cliente/Servidor A interface entre as aplicações e o sistema A interface entre as aplicações e o sistema

operacional baseia-se em interações operacional baseia-se em interações solicitação/respostasolicitação/resposta A aplicação solicita um serviço (abertura de um A aplicação solicita um serviço (abertura de um

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

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

Arquitetura Cliente/Servidor No modo de interação Cliente-Servidor, a No modo de interação Cliente-Servidor, a

entidade que solicita um serviço é chamada entidade que solicita um serviço é chamada clientecliente e a que presta o serviço é chamada e a que presta o serviço é chamada servidorservidor

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

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

Arquitetura Cliente/Servidor

SOL

Hardware

SORC

SORS

Arquitetura Cliente/Servidor Na estação que tenha o módulo cliente, o SOR, ao Na estação que tenha o módulo cliente, o SOR, ao

receber um pedido de acesso a um recurso receber um pedido de acesso a um recurso localizado em outra estação da rede monta uma localizado em outra estação da rede monta uma mensagem contendo o pedido e a envia ao módulo mensagem contendo o pedido e a envia ao módulo servidor da estação onde será executado o serviçoservidor da estação onde será executado o serviço

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

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

Arquitetura Cliente/Servidor Notamos que as funções necessárias ao SOR no Notamos que as funções necessárias ao SOR no

módulo cliente são diferentes das funções no módulo cliente são diferentes das funções no módulo Servidormódulo Servidor

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

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

Assim podemos classificar os módulos de um SOR Assim podemos classificar os módulos de um SOR em 2 tiposem 2 tipos SORC: módulo cliente do sistema operacional de redeSORC: módulo cliente do sistema operacional de rede SORS: módulo servidor do sistema operacional de redeSORS: módulo servidor do sistema operacional de rede

Arquitetura Cliente/Servidor As estações dividem-se em estações-cliente As estações dividem-se em estações-cliente

e estações-servidorase estações-servidoras As estações servidoras possuem As estações servidoras possuem

necessariamente as funções do módulo necessariamente as funções do módulo servidor e podem, opcionalmente possuir as servidor e podem, opcionalmente possuir as funções do módulo clientefunções do módulo cliente Isto possibilita que um servidor seja cliente de Isto possibilita que um servidor seja cliente de

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

Arquitetura Peer-to-Peer

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

Aplicação

SOL

Hardware

SORCSORS

Aplicação

SOL

Hardware

SORCSORS

Servidor Dedicado Na arquitetura Cliente-Servidor temos duas Na arquitetura Cliente-Servidor temos duas

variações definidas pela forma como são variações definidas pela forma como são usados os servidoresusados os servidores Servidor dedicado ou não-dedicadoServidor dedicado ou não-dedicado

Servidor DedicadoServidor Dedicado As estações servidoras incluem o módulo SORS e As estações servidoras incluem o módulo SORS e

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

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

Servidor Dedicado

SOL

Hardware

SORCSORS

Aplicação

SOL

Hardware

SORC

Aplicação

SOL

Hardware

SORC

Servidor não-dedicado

Servidor não-dedicadoServidor não-dedicado As estações servidoras possuem um sistema As estações servidoras possuem um sistema

operacional local que é estendido por um módulo operacional local que é estendido por um módulo SORS e um módulo SORCSORS e um módulo SORC

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

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

Servidor não-dedicado

SOL

Hardware

SORCSORS

Aplicação

SOL

Hardware

SORC

Aplicação

SOL

Hardware

SORC

Aplicação

Principais serviços

ArquivoArquivo ImpressãoImpressão MensagemMensagem AplicaçãoAplicação

Servidor de Arquivos Oferece aos clientes os serviços de armazenamento, Oferece aos clientes os serviços de armazenamento,

acesso e compartilhamento de arquivos e discos acesso e compartilhamento de arquivos e discos (mídia de gravação magnética ou ótica)(mídia de gravação magnética ou ótica)

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

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

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

Servidor de Arquivos Um Servidor de Arquivos trabalha com 3 Um Servidor de Arquivos trabalha com 3

subsistemas funcionaissubsistemas funcionais Subsistema Gerenciador de ArquivosSubsistema Gerenciador de Arquivos

controla o acesso físico aos meios de armazenamentocontrola o acesso físico aos meios de armazenamento Subsistema de Cache de discoSubsistema de Cache de disco

aumenta a eficiência do servidor permitindo que a leitura aumenta a eficiência do servidor permitindo que a leitura do disco seja sempre feita em blocos maiores, do disco seja sempre feita em blocos maiores, mantendo-os na RAMmantendo-os na RAM

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

seu compartilhamentoseu compartilhamento 2 modelos básicos de acesso2 modelos básicos de acesso

Share levelShare level User leverUser lever

Servidor de Banco de Dados As aplicações baseadas no acesso a banco de dados As aplicações baseadas no acesso a banco de dados

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

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

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

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

aumento do desempenho das aplicações e da redeaumento do desempenho das aplicações e da rede

BD com Servidor de Arquivo

BD

Aplicação

Servidor de Arq

Resposta

Servidor de Arquivosrespostapedido

AcessoFísico

Base de dados

Pedido de Arquivos

BD com SGBD - SQL

Cliente SGBD

Aplicação

Servidor SGBD

Consulta SQL

Servidor deBase de Dados

Resposta SQL

respostapedidoAcessoFísico

Base de dados

Servidor de Impressão O cliente envia um pedido ao servidor especificando O cliente envia um pedido ao servidor especificando

qual impressora será usada e os dados a serem qual impressora será usada e os dados a serem impressosimpressos

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

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

ao servidor o documento a ser impressoao servidor o documento a ser impresso O documento é colocado em uma fila de impressão (um O documento é colocado em uma fila de impressão (um

arquivo que poderá estar no servidor de arquivos ou, se arquivo que poderá estar no servidor de arquivos ou, se existir, no disco do próprio servidor de impressão)existir, no disco do próprio servidor de impressão)

Servidor de Impressão

Vantagens do uso de impressoras em redeVantagens do uso de impressoras em rede Redução do número de impressoras necessárias Redução do número de impressoras necessárias

às atividades da empresaàs atividades da empresa Possibilidade de escolha de um local mais Possibilidade de escolha de um local mais

conveniente para as impressorasconveniente para as impressoras Uso de spoolers de impressão, reduzindo o tempo Uso de spoolers de impressão, reduzindo o tempo

gasto pelo computador com serviço de impressãogasto pelo computador com serviço de impressão Possibilidade de uso simultâneo dos recursos de Possibilidade de uso simultâneo dos recursos de

impressão/fax, através do uso de filasimpressão/fax, através do uso de filas Uso de impressoras para tarefas/formulários Uso de impressoras para tarefas/formulários

específicosespecíficos

Servidor de Mensagens Os serviços de mensagem incluem o Os serviços de mensagem incluem o

armazenamento, acesso e envio de dados, sejam armazenamento, acesso e envio de dados, sejam arquivos de texto, binários, gráficos, de vídeo ou de arquivos de texto, binários, gráficos, de vídeo ou de áudioáudio Correio Eletrônico (e-mail)Correio Eletrônico (e-mail)

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

Originalmente apenas mensagens em texto eram transferidasOriginalmente apenas mensagens em texto eram transferidas Atualmente as mensagens incluem uma grande quantidade de Atualmente as mensagens incluem uma grande quantidade de

formatos, tais como gráficos, vídeo e áudioformatos, tais como gráficos, vídeo e áudio Muitos softwares permitem a criação de quadros de avisos Muitos softwares permitem a criação de quadros de avisos

eletrônicos (Noticeboards)eletrônicos (Noticeboards) Uso de fórums e listas de discussãoUso de fórums e listas de discussão

Servidor de Aplicação

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

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

Podem compartilhar componentes de Podem compartilhar componentes de softwaresoftware

ExemplosExemplos Servidores gráficosServidores gráficos Servidores InternetServidores Internet ORBs (Object Request Broker)ORBs (Object Request Broker)