Лекции по "Администрированию сетей"

Программа   пользователя	Программа   пользователя	Программа   пользователя
MS-DOS	Linux	Windows
Виртуальное Hardware	Виртуальное Hardware	Виртуальное Hardware
Реальная ОС
Реальное hardware

Недостаток: снижение эффективности  по сравнению с реальной, громоздкость. Преимущество: использование на одной  вычислительной системе программ, написанных для разных ОС.

Смешанные (гибридные) системы

Реализации монолитной на микроядерном. 

Тема  3. Файловые системы.

Файловая  система – часть ОС, назначение которой в том, чтобы организовывать эффективную работу с данными, хранящимися  во внешней памяти и обеспечить пользователю удобный интерфейс при работе с этими данными.

Включает:

• Совокупность всех файлов на диске.
• Наборы структур данных, используемых для управления файлами.
• Комплекс системных программных средств, реализующих управление файлами.

Основные функции файловой системы:

1. Идентификация файлов. Связывание имени файла с выделенным ему пространством внешней памяти.
2. Распределение внешней памяти между файлами.
3. Обеспечение надежности и отказоустойчивости.
4. Обеспечение защиты от НСД.
5. Обеспечение совместного доступа к файлам, не требуя от пользователя специальных усилий по обеспечению синхронизации доступа.
6. Обеспечение высокой производительности.

Имена файлов.

Имя + расширение

FAT 8.3 NTFS и другие 255

Типы и атрибуты файлов.

Обычные (регулярные) файлы  содержат пользовательскую информацию.

Директории (справочники, каталоги) – системные файлы, поддерживающие структуру файловой системы.

Атрибуты – характеристики файлов.

Обычные бывают бинарными  и по системе ASCII.

Операции над файлами.

Директории. Логическая структура  файлового архива.

В современных ОС файлы  образуют иерархическую древовидную  структуру.

Абсолютное  имя файла включает в себя полное месторасположение, начиная с корневой директории.

Защита файлов.

Контроль доступа. Read, write, execute…

Список прав доступа.

Типы файловых систем.

Журналируемая файловая система ведет учет всех операций на диске.

Примеры:

Ext2/3, XFS, FAT12/16/32, NTFS. С DOS’a по XP не интегрируется.

Файловая  структура NTFS.

Кластер –  блок данных, используемых единовременно (512 байт – 64кб).

MFT (master file table 12% диска) – место где хранится вся информация о содержимом диска.

Метафайлы.

Начинаются  с $.

MFT MFTmirr LogFile Volume AttrDef . Bitmap Boot Quota Upcase

Каталоги.

Транзакция  – действие совершаемая целиком  и корректно или не совершаемая  вообще.

Безопасность.

Шифрование  и права файловой системы.

Права.

Полный доступ, изменение, чтение и выполнение, чтение и запись.

Прямые и  наследуемые права.

Разрешающие и запрещающие права.

 

Раздел 2. Вычислительные сети.

Тема 4 Сети. Протоколы  и основы работы в сети. Сетевые  операционные системы.

Сетевая топология – способ описания конфигурации сети, схема расположения и соединения сетевых устройств.

Существует несколько  основных типов:

• Общая шина (Bus);
• Звезда (Star) наиболее популярна;
• Кольцо (Ring);
• Древовидная (Tree) используется в сочетании со звездой;
• Топология, когда все элементы напрямую  соединены друг с другом (решетка)

Задачи и цели сетевого администрирования

Современные корпоративные информационные системы  по своей природе являются распределенными. Главная задача сетевого администратора – обеспечить надежную, бесперебойную, производительную и безопасную работу всей распределенной вычислительной системы.

Будем рассматривать  сеть как совокупность программных, аппаратных и коммуникационных средств, обеспечивающих эффективное распределение  вычислительных ресурсов. Все сети можно условно разделить на три  группы:

1. Локальные сети (LAN, Local Area Network). Не требуют предварительной установки соединения. Каждый компьютер имеет свой сетевой адаптер.
2. Глобальные сети (WAN, Wide Area Network). Ориентированы на соединение – до начала передачи данных между абонентами устанавливается соединение. Содержат активные сетевые устройства.
3. Городские сети (MAN, Metropolitan Area Network)

Уровни сетевой инфраструктуры:

1. Кабельные системы и средства коммуникации;
2. Активное сетевое оборудование;
3. Сетевые протоколы;
4. Сетевые службы;
5. Сетевые приложения;

Каждый уровень  может состоять из подуровней. Например, кабельные системы могут быть построены на основе коаксиального  кабеля, витой пары, оптоволокна. Активное сетевое оборудование может состоять из мостов, концентраторов и т.д.

Базовый набор сетевых  служб корпоративной сети:

1. Службы сетевой инфраструктуры DNS, DHCP;
2. Службы файлов и печати;
3. Службы каталогов (Novell NDS, MS Active Directory);
4. Службы обмена сообщениями;
5. Службы доступа к базам данных.

Самый верхний  уровень функционирования сети –  сетевые приложения. Общепринятые функциональные модели – OSI, TCP/IP.

Корпорация  – объединение предприятий, работающих под централизованным управлением  и решающих общие задачи. Основная задача корпоративной сети – в  обеспечении передачи информации между  различными приложениями, используемыми  в организации. Под приложением  понимается программное обеспечение, которое непосредственно необходимо пользователю. Обязательным компонентом корпоративной сети являются локальные сети, связанные между собой.

Задачи сетевого администрирования  в сложной распределенной корпоративной  сети:

1. Планирование  сети. Несмотря на то, что этим занимаются специализированные компании-интеграторы, сетевому администратору  часто  приходится планировать определенные изменения в структуре сети –  добавление новых рабочих мест, сетевых  протоколов и т.д. Данные работы должны быть тщательно спланированы, чтобы  новые устройства, узлы или протоколы  включались или исключались без  нарушения целостности сети и  снижения производительности.
2. Установка и настройка сетевых узлов. Это может быть замена сетевого адаптера в ПК с соответствующими настройками и т.д.
3. Установка и настройка сетевых протоколов. Это настройка и планирование сетевых протоколов, их тестирование.
4. Установка и настройка сетевых служб. Это включает в себя:
1. Установка и настройка служб сетевой инфраструктуры;
2. Установка и настройка служб фалов и печати;
3. Администрирование служб каталогов;
4. Администрирование служб обмена сообщениями;
5. Администрирование служб доступа к базам данных.
5. Поиск неисправностей
6. Поиск узких мест сети и повышение эффективности работы сети. Это постоянный анализ работы сети
7. Мониторинг сетевых узлов. Это наблюдение за функционированием сетевых узлов.
8. Мониторинг сетевого трафика
9. Обеспечение защиты данных

Модели межсетевого  взаимодействия (OSI, TCP/IP)

Предназначены для формального и в то же время  наглядного описания взаимодействия сетевых  узлов между собой. Обе модели разбивают процесс взаимодействия сетевых узлов на несколько уровней, каждый конкретный уровень одного узла обменивается информацией с соответствующим  уровнем другого узла.

Модель OSI

Предложена  в 1983 году Международной организацией по стандартизации. Сводит задачу передачи информации к семи более простым  подзадачам. Основная идея – одни и  те же уровни на разных системах работают одинаково. Каждый уровень предоставляет  услуги для более высокого. Седьмой  обслуживает непосредственно пользователей.

Семь уровней:

1. Физический (Physical). Выполняется передачи битов по физическим каналам (коаксиальный, оптоволокно, витая пара)
2. Канальный (Data link). Определяет методы доступа к среде передачи данных и обеспечивает передачу кадра данных между любыми узлами в сетях с типовой топологией по физическому адресу сетевого устройства. Адреса на канальном уровне – MAC-адреса
3. Сетевой (Network). Обеспечивает доставку данных между любыми двумя узлами в сети с произвольной топологией. При этом не гарантируется надежная доставка данных. Выполняются функции маршрутизации логических адресов сетевых узлов, создание таблиц маршрутизации, фрагментация и сборка данных.
4. Транспортный (Transport). Обеспечивает передач данных между любыми узлами сети с требуемым уровнем надежности. Для выполнения этой задачи  имеются механизмы установления соединения между сетевыми узлами, нумерации, буферизации и упорядочивания пакетов.
5. Сеансовый (Session). Реализует средства управления сессией, диалогом, предоставляет средства синхронизации в рамках процедуры обмена сообщения, контроля над ошибками, обработки транзакций, поддержки вызова удаленных процедур RPC
6. Представления (Presentation). Выполняются различные виды преобразования данных (компрессия и декомпрессия, шифровка и т.д.)
7. Прикладной (Application). Набор сетевых сервисов, предоставляемых пользователям и приложениям. Пример-обмен сообщениями, передача файлов и т.д.

Пересылаемая  информация проходит через все уровни системы и преобразуется в  вид, удобный для передачи по каналам  связи. Функционирование первых трех уровней  обеспечивается активным сетевым оборудованием.

Модель TCP/IP (DARPA, Defense Advanced Research Projects Agency, DoD)

1973-Робер Кан.

1978-сформировани стандарт

Стек – иерархически организованная совокупность коммуникационных протоколов.

Уровни:

Уровень	Используемые протоколы
Прикладной (Application)	WWW, FTP, TFTP, SNMP, Telnet, SMTP, DNS, DHCP, WINS
Транспортный (Transport)	TCP, UDP
Уровень межсетевого воздействия (Internet)	ARP, IP, ICMP, RIP, OSPF
Уровень сетевого интерфейса (Network Interface)	Не регламентируется спецификациями стека TCP/IP (Ethernet, Token Ring, FDDI, ATM, X.25, Frame Relay, SLIP, PPP)

 

Приближенное соответствие между уровнями OSI и TCP/IP

Уровни OSI	Уровни  TCP/IP
7. Прикладной (Application)	1. Прикладной (Application)
6. Представления (Presentation)	1. Прикладной (Application)
5. Сеансовый (Session)	1. Прикладной (Application)
4. Транспортный (Transport)	2. Транспортный (Transport)
3. Сетевой (Network)	3. Уровень межсетевого воздействия  (Internet)
2. Канальный (Data link)	4. Уровень сетевого интерфейса (Network Interface)
1. Физический (Physical)	4. Уровень сетевого интерфейса (Network Interface)

 

Преимущества:

1. Обеспечивает надежную связь между сетевым оборудованием различных производителей
2. Независимость от сетевых технологий
3. Всеобщая связанность
4. Подтверждения о правильности прохождения информации при обмене
5. Стандартные прикладные протоколы.

Уровни 

1. Сетевого интерфейса. Не регламентируется. Соответствует физическому и канальному уровням OSI
2. Межсетевого взаимодействия. Задача - доставка пакетов от отправителя к получателю. Эти задачи выполняют:
1. IP, Internet Protocol. Базовый протокол стека и основной протокол сетевого уровня. Отвечает за доставку информации по сети. Основа – датаграммный метод
2. ARP, Address Resolution Protocol. Связующее звено между уровнем межсетевого взаимодействия и уровнем сетевого интерфейса. Преобразует IP-адрес в MAC-адрес. Запись в ARP-таблице имеет время жизни 10 минут.
3. ICMP (Internet control message protocol). Служит для обмена информацией об ошибках. Сообщает сетевым узлам  информацию о невозможности  доставки пакета
4. RIP, Routing Internet Protocol и OSPF, Open Shortest Path First. Для построения таблиц маршрутизации.
3. Транспортный уровень
1. TCP, Transmission Control Protocol. Обеспечивает надежную передачу сообщений с помощью образования сеансов. Протоколы HTTP и FTP передают TCP свои данные для транспортировки. Поэтому скоростные характеристики TCP оказывают непосредственное влияние на производительность приложений. Он также используется для обработки запросов на вход в сеть, разделения ресурсов и т.д. Отвечает за согласование скорости
2. UDP, User Datagram Protocol. это транспортный протокол для передачи данных в сетях IP без установления соединения. Он является одним из самых простых протоколов транспортного уровня модели OSI.В отличие от TCP, UDP не гарантирует доставку пакета, поэтому аббревиатуру иногда расшифровывают как Unreliable Datagram Protocol (протокол ненадёжных датаграмм). Это позволяет ему гораздо быстрее и эффективнее доставлять данные для приложений, которым требуется большая пропускная способность линий связи, либо требуется малое время доставки данных.
4. Прикладной.
1. Протоколы для формирования сетевой инфраструктуры DNS, DHCP, WINS
2. Приложения WWW – основа для работы сегодняшней сети Интернет. FTP реализует удаленную передачу файлов между узлами
3. TFTP – для более простой передачи файлов, не требует аутентификации, использует UDP
4. SNMP Simple Network Management Protocol – для организации взаимодействия между узлами