6.2.4. Стабильность и отказоустойчивость
Корпоративная ОС должна быть стабильной и устойчивой, для этого она, как минимум, должна работать в защищенном режиме и поддерживать вытесняющую многозадачность. Эти два условия не позволят некорректно работающим приложениям нарушить работу операционной системы и других приложений.
Стабильность ОС обуславливается также использованием прогрессивных технологий и архитектурных решений, таких как микроядерный подход к структурной организации ОС или использование объектов на уровне операционной системы.
Стабильности ОС способствует реализация вытесняющей многозадачности.Вытесняющая многозадачность - это такой способ разделения процессорного времени, который позволяет пользователю-программисту при разработке приложений не заботиться о том, чтобы приложение отдавало управление через определенный промежуток времени, что обязательно при использовании алгоритма невытесняющей многозадачности, реализованного, например, в NetWare. В системах с вытесняющей многозадачностью планирование процессов или нитейвыполняется централизованно, средствами ОС. Универсальность и независимость алгоритма планирования от конкретного набора прикладных программ делает систему более надежной и защищенной от неправильно работающих приложений, так как ни одно из них не сможет слишком долго занимать процессор и, следовательно, не сможет привести к сбою системы по этой причине.
На стабильность системы в целом влияет насколько хорошо ОС поддерживает аппаратные средства обеспечения надежности и отказоустойчивости. И прежде всего, необходимо поинтересоваться, обеспечивает ли ОС резервирование процессоров, то есть возможность продолжения работы при отказе одного из процессоров. Статистика показывает, что наиболее частой причиной отказа компьютера являются проблемы с источниками питания и отказы дисковых подсистем. Поэтому так важны для корпоративной ОС возможности по поддержке источников бесперебойного питания UPS, а также дисковых массивов типа RAID.
6.2.5. Насколько важна сертифицированность ОС по критериям безопасности
Каждая сетевая ОС имеет набор средств для обеспечения безопасности данных, их целостности, доступности и конфиденциальности. Для этого в ней предусмотрены средства проведения процедур аутентификации и авторизации пользователей, а также аудита (отслеживания) всех событий, потенциально опасных для системы. Для характеристики степени безопасности ОС используются различные стандарты.
Основы стандартов на безопасность были заложены изданными в 1983 году "Критериями оценки надежных компьютерных систем". Этот документ, изданный в США национальным центром компьютерной безопасности (NCSC - NationalComputerSecurityCenter), часто называют Оранжевой Книгой. Утвержденная в 1985 году в качестве правительственного стандарта, Оранжевая Книга определяет основные требования и специфицирует классы для оценки уровня безопасности готовых и коммерчески поддерживаемых компьютерных систем.
В соответствии с требованиями Оранжевой книги, безопасной считается такая система, которая "посредством специальных механизмов защиты контролирует доступ к информации таким образом, что только имеющие соответствующие полномочия лица или процессы, выполняющиеся от их имени, могут получить доступ на чтение, запись, создание или удаление информации".
Иерархия надежных систем, приведенная в Оранжевой Книге, помечает низший уровень безопасности как С, высший как А, промежуточный как B. В класс D попадают системы, оценка которых выявила их несоответствие требованиям всех других классов.
Основные свойствами, характерными для С-систем, являются: наличие подсистемы учета событий, связанных с безопасностью, избирательный контроль доступа. Избирательный контроль заключается в том, что каждый пользователь в отдельности наделяется или лишается привилегий доступа к ресурсам. Уровень С делится на 2 подуровня: С1 и С2. Уровень С2 предусматривает более строгую защиту, чем С1. В соответствии с этим уровнем требуется отслеживание событий, связанных с нарушениями защиты, детальное определение прав и видов доступа к данным, предотвращение случайной доступности данных (очистка освобожденной памяти). На уровне С2 должны присутствовать средства секретного входа, которые позволяют пользователям идентифицировать себя путем ввода уникального идентификатора (ID) входа и пароля перед тем, как им будет разрешен доступ к системе. Избирательный контроль доступа, требуемый на этом уровне, позволяет владельцу ресурса определить, кто имеет доступ к ресурсу и что он может с ним делать. Владелец делает это путем предоставляемых прав доступа пользователю или группе пользователей. Средства учета и наблюдения (auditing) - обеспечивают возможность обнаружить и зафиксировать важные события, связанные с безопасностью, или любые попытки создать, получить доступ или удалить системные ресурсы. Эти средства используют идентификаторы, чтобы зафиксировать того пользователя, который выполняет эти действия. Защита памяти - предохраняет от чтения информации, записанной кем-нибудь в память, после того, как структуры данных будут возвращены ОС. Память инициализируется перед тем, как повторно используется.
Требования уровней В и А гораздо строже и редко предъявляются к массово используемым продуктам.
Различные коммерческие структуры (например, банки) особо выделяют необходимость аудита, службы, соответствующей рекомендации С2. Любая деятельность, связанная с безопасностью, может быть отслежена и тем самым учтена. Это как раз то, что требует С2, и то, что обычно нужно банкам. Однако, коммерческие пользователи, как правило, не хотят расплачиваться производительностью за повышенный уровень безопасности. Уровень безопасности А занимает своими управляющими механизмами до 90% времени компьютера. Более безопасные системы не только снижают эффективность, но и существенно ограничивают число доступных прикладных пакетов, которые соответствующим образом могут выполняться в подобной системе. Например, для ОС Solaris (версия UNIX) есть несколько тысяч приложений, а для его аналога В-уровня - только сотня.
Операционные системы, которые сертифицировались в соответствии с требованиями Оранжевой книги, тестировались как локальные операционные системы, с отключенными сетевыми функциями. Для сетевых ОС предусмотрена сертификация по так называемой Красной книге, в которой критерии С2 конкретизируются по отношению к системам, работающим в сети. Таким образом, нет никаких формальных гарантий, что ОС, сертифицированные по Оранжевой книге, надежно защищают информацию и при работе в сети. Однако это не означает, что такие ОС не могут быть использованы для построения безопасных сетей.
К настоящему времени WindowsNT 3.51 прошла сертификацию по уровню С2 Оранжевой книги. Тестирование выполнялось с отключенными сетевыми функциями. Серверная ОС NetWare прошла сертификацию с учетом требований Красной книги (понятно, что как автономная операционная система она в принципе не может функционировать).
Отдавая должное наличию сертификата у того или иного продукта, не стоит все же преувеличивать важность этого факта, особенно в области безопасности. Сертификация вовсе не означает, что данный продукт никогда не сможет быть взломан; она просто говорит о том, что при использовании продукта, сертифицированного авторитетной организацией, риск может быть значительно уменьшен.
Сертификация в области безопасности всегда связана с тестированием продукта для вполне определенного и наиболее часто встречающегося набора угроз и атак. А так как человечество постоянно изобретает все новые и новые способы взлома информационных систем, то даже те ограниченные гарантии, которые были даны системе в момент сертификации, постепенно теряют свое значение.
Кроме того, необходимо учитывать, что процедура сертификации продолжается примерно 2 года, и каждая новая версия должна заново проходить эту процедуру.
6.2.6. Способность работать в гетерогенной среде
Это свойство операционной системы, называемое иногда совместимостью, имеет много аспектов, и одним из них является способность операционной системы поддерживать разнообразные аппаратные платформы: серверы и суперсерверы на основе процессоров Intel, RISC-серверы, миникомпьютеры и мэйнфреймы. Многоплатформенность позволяет уменьшить гетерогенность сети за счет использования на компьютерах разного типа одной и той же ОС.
Другим аспектом совместимости является интеграция сервисов различных операционных систем в рамках одной ОС. В корпоративной сети разные клиенты привыкли пользоваться разными вариантами реализации файлового сервиса. Клиенты, работающие с серверами NetWare, пользуются файловым сервисом NCP, клиенты Unix работают с файловым сервисом NFS. С другой стороны, в корпоративной сети у клиентов может возникнуть необходимость обращения к "чужим" файлам, то есть файлам, хранящимся на сервере, который предоставляет недоступный для них файловый сервис. Например, когда клиент Unix хочет получить доступ к файлам NetWare, он не может этого сделать, так как у него нет в распоряжении клиентской части этого сервиса. Поэтому очень важно, чтобы ОС могла в разной форме предоставлять доступ к хранящимся в ней файлам - и в стиле Unix, и в стиле NetWare.
Гетерогенность сети выражается и в многообразии операционных систем конечных пользователей. Корпоративная ОС должна иметь набор сетевых клиентских оболочек для широкого перечня операционных систем, устанавливаемых на клиентские станции, среди которых, конечно должны быть DOS, Windows, Windows 95, UNIX, OS/2, Mac.
В состав операционной системы входят программные средства, используемые при решении задачи транспортировки сообщений. К таким средствам относятся драйверы сетевых адаптеров, реализующие протоколы канального уровня, и разнообразные транспортные протоколы. Современная корпоративная ОС должна поддерживать сетевое оборудование стандартов Ethernet, TokenRing, FDDI, FastEthernet, 100VG-AnyLAN, ATM. На более высоких уровнях должны поддерживаться протоколы стеков TCP/IP, IPX/SPX, NetBIOS, AppleTalk.
6.3.1. NT оттесняет Unix в мир 64-разрядных серверов
В борьбе на рынке сетевых операционных систем можно выделить много фронтов, один из них пролегает между WindowsNT и Unix. В последнее время все чаще и острее проходят дискуссии на тему "Что лучше WindowsNT или Unix?" Не будучи фанатиком той или иной системы, нельзя дать однозначный ответ на этот некорректный вопрос, но вполне возможно очертить нишу, занимаемую каждой из систем, проследить тенденции, отметить достоинства и недостатки. Именно этому посвящен данный раздел.
Unix насчитывает 25 лет своей истории, а WindowsNT еще вполне молодая система. Отсюда во многом проистекают как достоинства, так и недостатки обоих систем. Надежность и стабильность любой технологии повышается с накоплением опыта использования: Unix прошел "шлифовку" в течение 25 лет. За четверть века трудом миллионов талантливых программистов был создан огромный багаж программного обеспечения, работающего в среде Unix. Но за эти годы многое, что изменилось в компьютерном мире, появлялись новые идеи, совершенствовалась технология, возникали новые задачи, появлялась новая аппаратура, которую необходимо было поддерживать, изменялись требования, предъявляемые к операционным системам. "Вызовы" времени отрабатывались, путем внесения изменений в программный код, создавались и согласовывались многочисленные версии. В результате Unix приобрел некоторый налет эклектичности, что в общем-то происходит со всеми развивающимися системами. В некоторых версиях Unix сосуществуют в одной системе сразу два вида программного кэша диска, иногда встречается реализация механизма нитей в виде библиотеки программ пользовательского режима, что не очень эффективно, можно привести примеры реализаций монолитного ядра с невыгружаемыми драйверами. (Утверждать или, не дай Бог, критиковать что-либо, связанное с внутренним устройством Unix - дело неблагодарное, ибо для любого недостатка одной версии, всегда можно найти другую версию из многочисленного семейства Unix, в которой этот недостаток отсутствует. Таким образом, противопоставляя какую-либо систему Unix'у мы противопоставляем ее огромному и разнообразному семейству операционных систем.) Тем не менее сейчас уже трудно говорить об академической стройности и логической ясности семейства Unix в целом.
С другой стороны, Unix привнесла в мир операционных систем множество новых идей, адаптацию которых мы наблюдаем во всех современных ОС, в том числе, конечно, и в WindowsNT. Эта операционная система с самого начала разрабатывалась с учетом переносимости, многопроцессорности и других свойств, которые должны быть присущи современной ОС. Разработчики WindowsNT уже имели в своем распоряжении опыт, наработанный Unix-системами. Но, к сожалению, не только в человеческой жизни невозможно научиться на чужих ошибках. За короткую жизнь WindowsNT ее разработчиками было сделано немало собственных ошибок, и сейчас для нормальной работы системы требуется постоянно следить за сообщениями, регулярно появляющимися на серверах Internet и в прессе о новых обнаруженных "багах" и не забывать вовремя перезапускать ServicePack соответствующей версии.
Конкуренция между этими двумя операционными системами наблюдается не только в области технических идей, но и прежде всего в коммерческой области. В 1996 году мировой объем продаж Unix-систем, включая ПК, рабочие станции, серверы ЛВС, системы среднего уровня и большие системы, вырос на 12%, достигнув 34,3 млрд. долл. Этот отрадный факт был омрачен для сторонников Unix-систем другим сообщением: по предварительным данным IDC мировые продажи лицензий на WindowsNTServer впервые превысили продажи лицензий на Unix: 725 и 602 тысячи соответственно. И хотя многие связывают рыночный успех WindowsNT не столько с техническими достижениями, сколько с маркетинговыми талантами Билла Гейтса, не возможно игнорировать тот факт, что на сцене сетевых операционных систем появился новый сильный игрок, претендующий на первые роли во всех секторах.
К настоящему моменту в результате борьбы WindowsNT и Unix на рынке сложилась ситуация, которую схематично можно представить в следующем виде:
| сетевые операционные системы персональных компьютеров | преимущественно WindowsNT |
| серверные системы младшего класса | Unix и все активнее внедряется WindowsNT |
| высокопроизводительные серверы | преимущественно Unix |
Именно в области высокопроизводительных серверов для самых крупных и требующих наивысшей надежности бизнес-приложений Unix доказала свою ценность. Эту нишу WindowsNT пока что не в состоянии занять. Unix остается операционной системой крупных серверов, хранилищ больших баз данных, мощных вычислителей, интеграционных машин крупных проектов и т. п. В одних случаях это обусловлено наличием соответствующего ПО, в других - тем простым фактом, что мощные серверы, построенные на базе RISC-процессоров, оснащаются только Unix. Ведь распространение WindowsNT вне мира Intel крайне незначительно и системе Unix здесь просто нет альтернативы.
В последние четыре года была проделана большая работа по расширению масштабируемости Unix. Поскольку Unix все шире применяется на машинах с симметричной мультипроцессорной обработкой (SMP), для массивно параллельных суперкомпьютеров и кластеров из большого числа машин не остается сомнений в возможностях дальнейшего развития Unix по мере роста требований промышленности. Аналитики предсказывают, что в ближайшие два года Unix-серверы останутся более масштабируемыми, чем NT-серверы. Они также будут лучше приспособлены для создания кластеров, применяемых для обеспечения высокого уровня надежности.
Важным этапом развития Unix является его перенос на машины с 64-разрядной архитектурой. Ожидается, что в ближайшее время Hewlett-Packard, IBM и Sun выпустят 64-разрядные версии своих Unix-систем для RISC-платформ. Для успеха 64-разрядных ОС Unix необходимо, чтобы независимые разработчики приложений усилили ее поддержку. Без качественных высокопроизводительных приложений преимущество любой ОС - только теоретическое.
В последнее время корпорация Microsoft ведет активное наступление на рынке средних и младших моделей серверов, затрагивая и традиционно принадлежащий Unix'у рынок рабочих станций. В результате давления серверов на платформе Intel под управлением WindowsNT на рынок младших моделей рабочих станций на базе RISC под Unix, в прошлом году произошел спад продаж в этом сегменте. Но в то же время объем продаж серверных Unix-систем среднего уровня значительно вырос, в основном за счет повышенного спроса на Unix-серверы как платформы для реляционных СУБД.
Хотя сегодня предлагается немало систем для архитектуры Intel - OpenDeskTop компании SCO, Solaris фирмы Sun, BSD/386 фирмы BSDI, бесплатные Linux, FreeBSD, Unix не сумела занять достойного места на рынке персональных компьютеров. Сказались недостаточное внимание к персональным компьютерам со стороны основных компаний-производителей Unix, недостаточно дружественный интерфейс приложений в среде Unix, ориентированный на профессионального пользователя. Система Unix изначально создавалась программистами для программистов. Однако в последнее время поставщики Unix-систем (IBM, в частности) стали серьезно относиться к удобству пользовательского интерфейса, к упрощению процедур администрирования.
Особая тема - историческая и нынешняя роль ОС Unix в Internet, но об этом в следующем разделе. 632
6.3.2. Движение операционных систем в сторону Internet
Рейтинг сетевых операционных систем во многом определяется тем, насколько полно они осуществляют поддержку Internet. Все наиболее популярные ОС в ответ на это требование рынка предложили целый спектр новых возможностей и продуктов. Как минимум, операционная система должна поддерживать стек коммуникационных протоколов TCP/IP (TCP, UDP, IP, OSPF и др.), основные сервисы прикладного уровня стека TCP/IP (FTP, Telnet, DNS, DHCP и др.), протокол HTTP и сервис WWW.
Unix
Всем известно, что Internet представляет собой сеть из сетей, построенных на Unix, поэтому позиции Unix в Internet непоколебимы. Internet сформировалась и завоевала миллионы подписчиков задолго до эпохи ее коммерциализации и во многом благодаря системе Unix и мировому сообществу ее разработчиков. Основные службы Internet приобрели современный вид именно в системе Unix.
С началом коммерческого использования Internet к ней стали подключаться миллионы и миллионы непрофессионалов. Поскольку непрофессиональные пользователи, как правило, использовали ПК на базе процессора Intel с операционной системой Windows, вся клиентская часть Internet совершенно естественно стала стремительно переходить на Windows. Мелкие узлы Internet на базе Intel-систем с операционной системой WindowsNT дешевле как по начальным затратам, так и в ежедневном обслуживании.
Несколько другая картина наблюдается с серверной частью Internet. Здесь использование Unix продолжается и оно оправдано. Во-первых, Internet-провайдеры, на своих серверах используют в основном Unix. Это обусловлено объективными причинами, такими, как большой объем сетевого трафика, для которого архитектура Unix более приспособлена, и субъективными - образованием и профессиональной подготовкой руководителей подобных компаний. Большие по сравнению с Windows затраты времени и средств на администрирование оправдываются значительно большей производительностью.
Во-вторых, крупные узлы Сети, опять-таки по соображениям производительности, реализуются в среде Unix.
WindowsNT
Поддержка стека TCP/IP была заложена в WindowsNT изначально и усиливалась от версии к версии. Существенные изменения в этом плане произошли и в последней версии. В комплект поставки вошли новые Internet-ориентированные компоненты:
Технология индексации и поиска информации для WindowsNTServer 4.0, разработанная Microsoft, осуществляет автоматическую индексацию содержимого HTML-страниц и других документов, хранящихся на корпоративных Intranet-серверах (например, документов созданных в MicrosoftOffice). SearchServer является одним из элементов технологии Microsoft, известной под кодовым названием "Cairo": таким образом, благодаря тесной интеграции с WindowsNTServerDirectory обеспечивается безопасность поиска, а благодаря интеграции с файловой системой WindowsNT - высокая эффективность. Этот продукт позволяет индексировать содержимое нескольких серверов, причем обеспечивается поддержка нескольких языков. SearchServer также поддерживает для каждого языка возможности углубленного лингвистического анализа, то есть пользователи могут находить документы или свойства документов с учетом грамматических форм ключевого слова.
Два средства новой системы, предназначенные для работы в Internet, представляют особый интерес для администраторов. Во-первых, это интегрированная служба имен DNS/WINS. Теперь когда клиенту WINS нужно определить IP-адрес, соответствующий символьному NetBIOS-имени, он обращается сначала к базе данных WINS, а затем - собственно к DNS. Таким образом, в системе на равных можно применять и динамически распознаваемые имена WINS, и статические имена DNS.
Кроме того, в состав WindowsNT 4.0 вошла Web-ориентированная утилита администрирования, открывающая доступ к средствам администрирования WindowsNT из любого Web-браузера. Из соображений безопасности для удаленного администрирования следует использовать Web-браузеры, способные регистрировать пользователя непосредственно на сервере WindowsNT (т. е. такие, как InternetExplorer) или поддерживать протокол защищенного канала SSL.
Одно из усовершенствований связано с тем, что повышающаяся роль Internet'а и клиент-серверных систем ведет к росту числа мобильных пользователей. Microsoft в связи с этим улучшила RAS ( улучшила поддержку ISDN) и предоставила средства безопасной работы с RAS через Internet. В RAS реализованы протоколы PPTP (создает зашифрованный трафик через Internet) и MultilinkPPP (позволяет объединять несколько каналов в один). Клиентами могут быть WindowsNT 4.0 Workstation или Windows 95.
Использовать TCP/IP с NTServer или Workstation можно в сочетании с Point-to-PointTunnelingProtocol. PPTP позволяет туннелировать IPX, TCP/IP и/или NetBEUI через стандартные соединения InternetPoint-to-PointProtocol. Содержимое пакетов (например сетевые данные) шифруется в этих соединениях по умолчанию. В целом, PPTP дает пользователям шифрованный туннель сквозь Internet для удаленного доступа на NTServer. В настоящее время PPTP работает только между машинами Windows 95 и NT.
PPTP не является пока стандартным протоколом, и, хотя несколько поставщиков вместе с Microsoft обратились с RFC в Группу инженерной поддержки Internet, его принятие в качестве стандарта может занять от нескольких месяцев до нескольких лет.
Распределенная модель объектной компоновки (DistributedComponentObjectModel) - еще одно ключевое дополнение к WindowsNTServer 4.0. Модель объектной компоновки (COM) позволяет разработчикам программ создавать приложения, состоящие из отдельных компонент. Распределенная модель (DCOM) в WindowsNTServer 4.0 расширяет COM таким образом, что позволяет отдельным компонентам взаимодействовать через Internet. DCOM является растущим стандартом Internet, опубликованным в соответствии с форматом, определенным в спецификациях RFC 1543.
NetWare
Novell, по-прежнему являющаяся основным поставщиком серверов файлов и печати, по-прежнему обладающая крупнейшей инсталлированной базой клиентов службы каталогов и по-прежнему занимающая лидирующую позицию в разработке решений по обмену сообщениями и программного обеспечения коллективной работы,осознала важность Internet с опозданием.
Однако надо помнить, что до 1995 года компания имела крупнейшую в мире инсталлированную базу клиентов TCP/IP - продукты LANWorkplace и LANWorkgroup. Уже давно серверы NetWare умели маршрутизировать IP-трафик, поэтому пользователи могли иметь доступ в Internet и выполнять приложения Internet, даже когда они применяли IPX для доступа к файлам и печати, если стек протоколов IPX был установлен вместе со стеком TCP/IP. Продукты Novell поддерживали также и такие протоколы Internet, как NetworkFileSystem (NFS) и SNMP.
Но вот появление WorldWideWeb не было оценено в полной мере. Практически отсутствовали популярные приложения Internet для среды NetWare. Здесь отрицательно сказалась специализированность сервера NetWare.
Несмотря на катаклизмы реорганизации и бурю критики извне, в 1996 году Novell добилась значительных успехов в деле освоения Internet - была представлена IntranetWare, наследница NetWare 4.1.
Пакет IntranetWare состоит из набора средств создания сетей Intranet, а также доступа к Internet и интеграции с Unix-системами. Прежде всего, следует упомянуть NetWareWebServer 2.51, отвечающий большинству требований, предъявляемых к серверу Web. Novell уверяет, что по производительности данный продукт значительно опережает аналогичные серверы компаний Microsoft и Netscape. Обращает на себя внимание только отсутствие в составе сервера Web некоторых важных вспомогательных средств, в частности редактора HTML. Это тем более странно, поскольку Novell выпускает комплект InnerWebPublisher, имеющий такие инструменты. Особенность сервера Web компании Novell в том, что он дает возможность пользователям получать доступ к базе NDS, правда, в режиме просмотра. Другим недостатком NovellWebServer является отсутствие в нем поддержки протокола защищенного канала SecureSocketLayer (SSL), используемого при организации безопасного обмена данными между браузерами и серверами.
IntranetWare поддерживает удаленный и локальный общие шлюзовые интерфейсы (CGI) для создания динамических страниц Web, например посредством выполнения сценария поиска записи в базе данных. Инструментарий IntranetWare для написания сценариев включает интерпретаторы NetBasic (лицензирован у HiTecSoft), Perl и Basic. Набор инструментов для быстрого установления связи IntranetWareWebServer с другой программой пока отстает от возможностей аналогичных средств в средах NT и Unix, но все же Novell продвинулась здесь далеко вперед.
Важное значение имеют и другие добавления к NetWare:
Большие перспективы для новой жизни Novell в Internet открывает ей справочная служба NDS. Действительно, с увеличением числа пользователей в любой сети возрастает потребность в хорошей справочной службе, что же говорить об Internet с ее миллионами пользователей. Весьма возможно, что именно NDS окажется по плечу роль службы каталогов Internet. NDS может оказаться полезной и для нахождения программных компонентов при организации распределенных вычислений в Internet.
Назад | Содержание | Вперед