Отчет по преддипломной практике в ФГБОУ ВПО Челябинском государственном педагогическом университете

 

Linux

Linux (произносится “лИнукс”) – свободно распространяемая версия UNIX, разработана аспирантом Линусом Торвальдсом (Linus Torvalds) в Университете Хельсинки (Финляндия) и впервые появилась в октябре 1991 года. Затем, во время сетевой конференции в 1992 году, он объявил, что в качестве “хобби” приступил к разработке UNIX-подобной компактной ОС для процессора I80386. В рамках UNIX–систем была разработана ОС для ПЭВМ под названием Linux.

 

Основное  внимание в этой ОС уделялось созданию ядра. Вопросы поддержки работы с  пользователем, документирования, тиражирования  и т.п. обсуждались. Её особенность  – открытый код. ОС поставляется в  виде исходного текста, который можно  модифицировать под конкретный состав и направление использования  ЭВМ. Linux распространяется бесплатно и считается самой быстроразвивающейся ОС в области многопользовательских многозадачных систем. Это гибкая полноценная многозадачная многопользовательская ОС семейства UNIX-подобных ОС, способна работать с X Windows, TCP/IP, Emacs (редактор текста), UUCP, mail и USENET. При этом множество пользователей может одновременно работать на одной машине и выполнять много программ.

 

X Windows (Система X Window или кратко просто Х) – стандартный графический интерфейс для UNIX-машин, благодаря которому пользователь может одновременно видеть на экране компьютера несколько окон, при этом каждое окно имеет независимый login.

 

UUCP (UNIX-to-UNIX Copy) – старейший механизм передачи файлов, электронной почты и электронных новостей между UNIX-машинами. Классически UUCP-машины связываются друг с другом по телефонным линиям через модем, но UUCP может использовать в качестве транспортного средства и связь по TCP/IP.

 

Практически все важнейшие современные программные  пакеты используются под Linux. Это уникальная операционная система. Чтобы эффективно её использовать, важно понимать её философию и особенности проектирования. Это большая и достаточно сложная система для решения сложных задач и организации распределённых вычислений – отличный выбор для персональных вычислений в среде UNIX.

 

Нет определённой организации, отвечающей за развитие данной системы.

 

Linux функционирует и развивается “на общественных началах” (free implementation) группой добровольцев, первоначально в кругу пользователей Интернета, обменивавшихся кодами, информацией об обнаруженных ошибках, выявлявших проблемы, возникавшие при расширении сферы применения. Большинство свободно распространяемых в Интернете программ для UNIX может быть откомпилировано для LINUX практически без особых изменений. Большей частью Linux-сообщество общается через группы по интересам USENET. Любому, желающему включить свой код в “официальное” ядро программы, следует написать об этом письмо Линусу Торвальдсy (создателю Linux), проводящему тестирование. Если предлагаемый код вписывается в систему и не противоречит её принципам, скорее всего он будет включен в ядро. При этом все исходные тексты для этой ОС, включая ядро, драйверы устройств, библиотеки, пользовательские программы и инструментальные средства распространяются свободно. Применительно к Linux можно не учитывать UNIX концепцию организации разработки большой программной системы, отладки, контроля качества, статистического анализа и т.п.

 

Linux проста в инсталляции и использовании. Она обеспечивает полный набор протоколов TCP/IP для сетевой работы и услуг TCP/IP (FTP, telnet, NNTP и SMTP). Ядро Linux поддерживает загрузку только нужных страниц, то есть с диска в память загружаются те сегменты программы, которые действительно используются. При этом возможно использование одной страницы, физически один раз загруженной в память, несколькими выполняемыми программами. Для увеличения объёма доступной памяти Linux осуществляет разбиение диска на страницы: то есть на диске может быть выделено до 256 Мбайт “пространства для свопинга” (swap space – место обмена). Когда системе необходимо использовать больше физической памяти, она с помощью свопинга выводит неактивные страницы на диск, что позволяет выполнять более объёмные программы и обслуживать одновременно больше число пользователей. Свопинг не исключает наращивания физической памяти, поскольку он снижает быстродействие и увеличивает время доступа.

 

Выполняемые программы используют динамически  связываемые библиотеки, т.е. они  могут совместно использовать библиотечную программу, представленную одним физическим файлом на диске. Это позволяет выполняемым  файлам занимать меньше места на диске, особенно тем, которые многократно  используют библиотечные функции. Есть также статические связываемые  библиотеки для тех, кто желает пользоваться отладкой на уровне объектных кодов  или иметь “полные” выполняемые  программы, которые не нуждаются  в разделяемых библиотеках. В  Linux разделяемые библиотеки динамически связываются во время выполнения, позволяя программисту заменять библиотечные модули своими собственными.

 

Linux идеален для создания UNIX-приложений. Он обеспечивает полную UNIX-среду программирования, включая все стандартные библиотеки, программный инструментарий, компиляторы, отладчики, которые встречаются и в других UNIX-системах. Профессиональные UNIX-программисты и системные администраторы могут использовать Linux на домашних компьютерах, а с них переносить написанные программы на компьютеры организации (фирмы). Такой метод позволяет экономить время и деньги, обеспечивает комфортабельную работу на домашнем компьютере. Linux прежде всего ориентирован на разработчиков. Однако любой человек, имеющий достаточные знания и навыки, может принять участие в совершенствовании и отладке ядра, переносе в Linux новых программ, написании документации, помощи новичкам.

 

Сама  по себе система проектируется по открытому принципу. Число вносимых радикальных изменений в систему  постепенно уменьшается. Однако общая  тенденция заключается в выдаче новой версии ядра. Новые версии ядра появляются примерно раз в несколько  недель. Постоянно появляются новые  программы. Учитывая такую динамику большинству пользователей лучше  делать частичные усовершенствования, то есть менять те части ОС, которые  действительно нуждаются в обновлении.

 

В Linux много типов оболочек, позволяющих настраивать систему под личные нужды пользователей. Она содержит динамические библиотеки (DLL), позволяющие экономить место, поскольку они вызываются только во время выполнения. Эти библиотеки позволяют прикладному программисту переопределять функции, включая свои коды. Инсталляция и использование личного ПО Linux не требует большой подготовки. Но при решении более сложных задач эксплуатации Linux – инсталляция новых программ, перекомпиляция ядра и т.п. – необходимы базовые знания UNIX. При этом, эксплуатируя Linux, можно освоить все существенные особенности UNIX, необходимые для выполнения этих задач. Студенты, изучающие ВТ и программирование, могут использовать Linux для обучения программированию в UNIX и изучения архитектуры ядра. Через Linux можно получить доступ к полному набору библиотек и утилит, а также к исходным текстам ядра и библиотек.

 

 

 

СРАВНЕНИЕ СЕТЕВЫХ ОС

 

Поскольку UNIX – мощная операционная среда  с хорошим управлением памятью, большой доступной вычислительной мощностью и наиболее распространена в сетях общего пользования, то проведём с ней сравнение рассмотренных  сетевых ОС.

 

NetWare и Unix – это совершенно разные сетевые ОС. Некоторые работающие в NetWare программы обработки документов взаимодействуют либо с модулями на Unix-системах или с базами данных SQL. Эта связь чётко отражает идею выбора Unix в качестве используемого механизма базы данных и применения NetWare как средства представления информации пользователю. При работе с Unix используется стык протоколов TCP/IP, а при работе с NetWare – IPX/SPX. Вообще протоколы IPX/SPX и TCP/IP можно загрузить на любой существующей компьютерной платформе. При необходимости можно смешать эти протоколы. Во многих случаях комбинирования NetWare и Unix сводится к задаче трансляции. Транслятор для Unix и NetWare – это сетевой интерфейс TPC/IP (“шлюз”).

 

OS/2 и  Windows NT, как и Linux, являются полными многозадачными ОС. OS/2 и Windows NT принадлежат частным компаниям. Поэтому интерфейс и проектные решения контролируются конкретными фирмами, и только они могут совершенствовать свои продукты. Такая организация дела имеет и преимущества: обеспечивается жёсткая стандартизация программного и пользовательского интерфейсов.

 

Мощные UNIX имеют более высокую степень масштабируемости, чем Windows NT/2000. В отличие от UNIX и Linux, в Windows NT отсутствует система квотирования дискового пространства, обеспечивающая защиту от переполнения дисков и гарантирующая справедливое распределение пространства между пользователями.

 

При сравнении UNIX и Linux важно понимать различия между Linux и другими реализациями UNIX для персональных компьютеров, а также с другими ОС (Windows NT, OS/2 и др.). Прежде всего, Linux на одной и той же машине может сосуществовать с другими ОС. Почти все коммерческие версии UNIX поддерживают практически одинаковую программную среду и сетевые характеристики. Однако имеются и значительные отличия между Linux и коммерческими ОС UNIX. Прежде всего, Linux поддерживает иной спектр аппаратных средств – обычно это хорошо известные устройства, большую часть которых реально имеют пользователи.

 

Коммерческие  реализации UNIX обычно обеспечены полным набором документации, а также  обязательствами разработчика по сопровождению. Документация на Linux ограничивается материалами, присутствующими в Интернете и отдельными книжками. Linux не менее надежён, чем коммерческие версии UNIX. Она распространяется свободно через Интернет и её можно купить на дисках (CD или DVD-ROM), скопировать у кого-нибудь или разделить с ним стоимость покупки ОС. Для инсталляции Linux на большом количестве машин достаточно купить одну копию, а на тиражирование нет лицензионных ограничений. Linux требует мало памяти в сравнении с другими развитыми ОС, хотя, чем больше памяти, тем быстрее работает система. Большинство пользователей Linux выделяют часть жёсткого диска для области своппинга, используемой как виртуальная RAM. Хотя область своппинга не заменяет действительной физической памяти, она позволяет выполнять более объёмные приложения, удаляя неактивную часть программы на диск. При этом в Linux недостаточно хорошо реализована поддержка многопроцессорных конфигураций.

 

Технически, OS/2, Windows NT и Linux очень похожи: они имеют похожие интерфейсы с пользователем, систему защиты и т.п. Главное отличие состоит в том, что Linux есть разновидность UNIX, а отсюда все преимущества принадлежности к UNIX-сообществу.

 

UNIX не  только самая популярная ОС  для многопользовательских машин,  но и база для большей части  свободно распространяемых в  мире программ. Почти все программы,  свободно доступные в Интернете,  написаны для UNIX, даже глобальная  сеть в большой степени построена  с использованием UNIX. Интерфейс UNIX постоянно совершенствуется и  меняется. Несколько организаций  пытаются выработать стандарт  программной модели, но эта очень  сложная задача. UNIX дорогое ПО. При этом наряду со стоимостью собственно программ UNIX, в стоимость входят стоимость документации, сопровождения и гарантия качества. Это очень важные составляющие для больших организаций, но не столь существенные для индивидуальных пользователей.

 

Сложно  однозначно говорить о том, какая  из рассмотренных систем лучше. Для  одних задач и в определённых случаях лучше подходят UNIX и Linux, в других ситуациях – Windows NT и др. При этом разнообразные сети различным образом взаимодействуют между собой и всё более очевидна необходимость их конвергенции (Fixed Mobile Convergence, FMC).

 

Конвергенция (Convergence) информационных технологий – процесс сближения разнородных электронных технологий в результате их быстрого развития и взаимодействия. Сетевая конвергенция на основе FMC означает формирование единой инфраструктуры, предназначенной для предоставления клиентам фиксированных, мобильных и конвергентных сервисов. Разработчики считают, что будущее не за технологиями, а за услугами связи – абоненту важны не способ и средства доставки, а единообразный и качественный сервис, предоставляемый ему в не зависимости от места нахождения, типа используемой сети и клиентского терминала.

 

 

 

АДМИНИСТРИРОВАНИЕ В СЕТЯХ С ОПЕРАЦИОННЫМИ 

СИСТЕМАМИ ТИПА WINDOWS

 

Для работы в локальной сети на сервер обычно устанавливают ОС Windows NT Server, а на рабочие узлы сети – версию Windows NT – WorkStation. Как правило, большинство системных инструментов требует наличия у запускающего их пользователя административных привилегий. Чтобы иметь возможность выполнения операций по управлению системой, администратор должен зарегистрироваться в системе под учётной записью, обладающей соответствующими правами. Однако правила безопасности требуют от администратора постоянно не пользоваться в системе подобными учётными записями.

 

Команда RunAs позволяет администратору выполнять всю работу по управлению системой, зарегистрировавшись в ней с использованием учётной записи рядового пользователя с весьма ограниченными правами. С её помощью администратор запускает любые утилиты от имени “уполномоченного” пользователя. При этом можно задействовать учётную запись администратора, или учётную запись пользователя, обладающего необходимыми правами. Команду RunAs можно использовать для установки и проверки пользовательских разрешений на доступ к файлам или объектам Active Directory. Для задания пользователю разрешений необходимо запустить соответствующую утилиту с административными привилегиями. Одновременно можно запустить требуемое приложение в контексте полномочий рассматриваемого пользователя и проверить результирующие разрешения. Таким образом, задача будет решена и проверена без необходимости повторной регистрации в системе под разными учётными записями.

 

Создание  учётных записей и групп занимает важное место в обеспечении безопасности Windows Server 2003. Назначая им права доступа и привилегии, администратор получает возможность ограничить пользователей в доступе к конфиденциальной информации в сети, разрешить или запретить им выполнение в сети определённого действия, например архивацию данных или завершение работы компьютера. В системах Windows XP и Windows Server 2003 имеется стандартный механизм Remote Desktop for Administration, или просто Remote Desktop, позволяющий удалённо подключаться и выполнять необходимые операции по управлению сервером. Этот механизм использует службы терминалов и поддерживает два одновременных удалённых подключения (в Windows XP – одно). Администратор может с любого рабочего места администрировать все серверы, находящиеся под управлением Windows Server 2003, подключаясь к ним удалённо. Отделение механизма удалённого администрирования от служб терминалов позволило свести к минимуму нагрузку на сервер в ситуации управления сервером с другого компьютера.