Milí študenti!
Tento projekt vznikol čistou náhodou, pretože sme dostali zadania od pána profesora, ktoré máme vypracovať a odovzdať. Ale
ako sa vraví všetko zlé je na niečo dobré síce nič nie je na tom zlé, ale študenti ktorí nikdy nerobili takúto prácu, považujú to za nepríjemný a zbytočne strávený čas. Tento môj projekt ma priblížiť hlavne riadiace počítače čo sú vlastne servery ich operačné systémy, prácu s nimi, vysvetliť základné pojmy a rozdelenie. Pri čítaní tohto dokumentu sa dozviete nové poznatky, ale zároveň aj informácie, ktoré už vieme, aby sme si utužili vedomosti, ktoré sme už nadobudli. Prajem prijemné a zaujímavé nadobudnutie vedomosti a informácií z tohto dokumentu.
- Požadované vlastnosti serverov po technickej stránke
Rýchly procesor – dvojjadrový 64bitovy alebo 32bitový. Alebo viac procesorov zapojených súčasne s veľkou cache pamäťou.
Disky – Sata, Sata II alebo ešte aj stále používane IDE disky s veľkou kapacitou. Pre dobré pracovanie servera by mali byť zapojené do raid-u, aby pri poškodení alebo výpadku disku nedošlo k výpadku serveru.
Pamäť RAM – V dnešnej dobe 1GB RAM nie je nič takže pri výkonnom servery treba veľkú pamäť, aby nebol server veľmi pomalý.
UPS – Záložný zdroj energie je veľmi potrebný pri výpadku elektrickej energie, aby užívatelia pripojení k serveru ukončili a uložili svoju prácu na disk a korektne sa odhlásili a server sa mohol vypnúť. Ale pri veľkých prevádzkách je nevyhnutné mať oveľa
výkonnejšie UPS alebo dokonca Motor-Generátory.
2.1 Operačné systémy a ich požiadavky na server
Operačný systém je teda programové vybavenie, ktoré sprostredkúva všetkým ostatným programom základné operácie počítača. Operačný systém je prostredníkom medzi programami a Hardware-om počítača, je schopný plniť aj organizačnú funkciu
– rozhoduje, koľko pamäte dostane program pre svoj beh, ktorú časť pamäte obsadí, kedy môže program pracovať s periférnymi zariadeniami, kde môže program niečo zapísať alebo čítať z disku.Operačný systém (angl. operating system) je teda Software, ktorý ostatným programom umožnuje využitie systémových prostriedkov počítača, ale ktorý zároveň všetky tieto prístupy striktne riadi. Operačný systém má niekoľko „vrstiev“. Najnižšiu – fyzickú tvorí hardware počítača. S ním komunikujú programy označované ako „firmware“ – BIOS (Basic Input Output System), EFI (Extensible Firmware Interface), ktoré sprostredkúvajú komunikáciu medzi hardware-om a Operačným systémom. Nad nimi je postavený samotný operačný systém. Na operačnom systéme sú postavené vyššie „logické vrstvy“ operačného systému – tzv. APLIKÁCIE. Tie majú vytvorené pracovné prostredie – nazývané užívateľské rozhranie (User Interface).
Multiprocessing – súbežné spracovanie viacerých úloh alebo pod úloh. Systému s viacerými procesormi schopnému spracovávať viacero úloh súčasne hovoríme viacprocesorový systém. Vo viacprocesorovom (multiprocessoring) systéme sú bežiace procesy pridelené na spracovanie jednotlivým procesorom, pričom tie zvyčajne vykonávajú rôzne časti kódu a vymieňajú si s ostatnými procesormi napr. údaje a výsledky svojej činnosti.
Multithreading – paralelné spracovanie viacerých vetví toho istého programu. Operačný systém rozdelí proces na niekoľko taskov – vlákien (threads). Thread je najmenšia jednotka, ktorá sa v systéme realizuje určitú dobu, po uplynutí ktorej prejde systém na ďalší thread. Pritom môžu byť spracovávané thread-y rôznych procesov. Prostredie pre výkon programov, ktoré je
schopné postupne striedať inštrukcie z viacerých zdrojov (tzv. threads, vlákna). Vlastnosť dnes všeobecne cenená v moderných operačných systémoch či procesoroch ako multitasking, poskytuje veľkú univerzálnosť, odľahčenosť a flexibilitu.Multithreading na najjemnejšej úrovni je nutný v prípadoch, keď má bežať viacero procesov, ktoré si všetky vyžadujú prísun inštrukcií či údajov v reálnom čase príkladom môže byť napr. chod počítanej animácie v niekoľkých viditeľných oknách či dokonca
programoch súčasne.Multitasking – súčasné vykonávanie viacerých aplikácií naraz. V režime multitasking je výpočtový čas procesoru rozdelený medzi súčasne spustené aplikácie, takže k vzhľadom k rýchlosti procesoru vzniká dojem súčasného spracovania viacej úloh.
2.2 Najpoužívanejšie operačné systémy pre servery
Unix / Linux
Je to operačný systém, ktorý vznikol v r.1969. Základný operačný systém súborov bol napísaný v assembleri, neskôr bol
prepísaný do jazyka C. V roku 1978 sa začína celosvetový úspech UNIX -u vďaka jeho prenositeľnosti (prepísaný do vyššieho jazyka C) na rôzne platformy. V roku 1975 bol systém bezplatne predaný univerzitám a vznikla „free“ vetva – BSD Unix (Berkeley Software Distribution). Asi v roku 1991 sa z neho vyvinula verzia LINUX (tiež voľne šíriteľná). Mnohé firmy systém ďalej prispôsobovali, čím vzniklo viacero distribúcií, napr. Xenix, SUN-Solaris, IRIX, HP-unix, UnixWare atď.
Práve vďaka unixovým serverom sa tak mohutne rozšíril internet (ešte dnes je väčšina riadiacich počítačov v internete s OS Unix).
Windows
16-bitové operačné prostredia – systémy Windows už majú svoj vlastný vykonávateľný formát súborov a poskytujú vlastné ovládače zariadení (grafika, tlačiareň, myš, klávesnica a zvuk). Čo je však podstatnejšie, už od samotného počiatku dovoľovali používateľovi spúšťať viacero aplikácií naraz, niečo, čo jeho konkurenti ako GEM neponúkali.
Hybridné 16/32-bitové operačné prostredia –Windows/386 prišiel s 32-bitovým jadrom bežiacim v chránenom režime a monitorom virtuálneho stroja. Počas behu systému Windows poskytoval virtualizáciu zariadení pre diskový radič, zobrazovaciu
(grafickú) kartu, klávesnicu, myš, časovač a radič prerušení. Toto prinieslo z pohľadu používateľa možnosť preemptívneho behu viacerých prostredí MS-DOS v separátnych oknách (grafické aplikácie pre systém MS-DOS vyžadovali prepnutie do režimu plnej obrazovky). Natívne aplikácie pre Windows však boli stále plánované kooperatívne v rámci jedného takého prostredia v reálnom móde.
Windows 3.0 (1990) a Windows 3.1 (1992) zdokonalili návrh, hlavne vďaka virtuálnej pamäti a ovládačom virtuálnych zariadení (VxD), ktoré im dovolili zdieľať ľubovoľné zariadenia medzi DOS oknami. Čo je však dôležitejšie, aplikácie pre Windows mohli
teraz bežať v 16-bitovom chránenom režime (keď Windows bežal v štandardnom alebo rozšírenom móde 386), ktorý im dával
prístup k niekoľkým megabajtom pamäti a odstránil nutnosť použitia softvérovej schémy virtuálnej pamäti. Stále však bežali v
tom istom adresovom priestore, kde segmentovaná pamäť poskytovala istý stupeň ochrany a boli plánované kooperatívne (nepreemptívne). Spoločnosť Microsoft pre Windows 3.0 takisto prepísala kritické operácie z jazyka C do jazyka symbolických
inštrukcií (asemblera), čo túto verziu v porovnaní s jeho predchodcami zrýchlilo a zmenšilo jej pamäťové nároky.
Hybridné 16/32-bitové operačné systémy – S príchodom 32-bitového súborového systému vo Windows 3.11 sa systém Windows mohol konečne zbaviť závislosti na systéme DOS pre správu súborov. Toto bola príležitosť pre uvedenie dlhých názvov súborov
vo Windows 95, redukujúc tak úlohu systému DOS na zavádzač (boot loader). MS-DOS sa teraz balil ako súčasť systému Windows, čo čiastočne umožnilo, aby jeho aplikácie pracovali s dlhými názvami súborov. Najdôležitejšou novinkou však bola
možnosť preemptívne spúšťať 32-bitové viacvláknové grafické aplikácie. Boli uvoľnené tri finálne vydania systému Windows 95 (prvé v roku 1995, potom následné vydania s opravami chýb v roku 1996 a 1997, ktoré boli však uvoľnené len ako OEM a
pridali niektoré vlastnosti navyše, ako napr. podporu FAT32).
Ďalšia verzia tohto operačného systému spoločnosti Microsoft bol Windows 98, ktorý mal dve vydania (prvé v roku 1998 a druhé v roku 1999). Táto verzia bola vývojovým vylepšením verzie Windows 95 podobne ako Windows 3.1 bol vylepšením Windows 3.0. V roku 2000 spoločnosť Microsoft uvoľnila Windows ME, ktoré používalo tie isté základné časti ako Windows 98 SE, ale s vizuálnym vzhľadom verzie Windows 2000. V porovnaní s predchádzajúcimi verziami len veľmi málo ľudí prešlo na túto verziu. V tomto čase už totiž väčšina pokročilých používateľov prešla na rodinu Windows NT.
32-bitové operačné systémy – pôvodne navrhované a cielené ako výkonné a robustné biznis operačné systémy so žiadnym dedičstvom z čias systému DOS. Prvá verzia bol systém Windows NT 3.1 (1993, očíslovaný 3.1 v súlade s verziou Windows 3.1), ktorá bola nasledovaná NT 3.51 a NT 4.0 (ktoré prinieslo grafické rozhranie z Windows 95). Spoločnosť Microsoft sa potom rozhodla skombinovať svoje spotrebiteľské a biznis operačné systémy. Prvý pokus bol Windows 2000, avšak tento zámer sa nenaplnil a Windows 2000 bol uvoľnený znova ako biznis systém, pokiaľ systém Windows ME bol uvoľnený, aby zaplnil medzeru v spotrebiteľskom sektore. Tesnejšie spojenie priniesol Windows XP, ktorý konečne úplne zavrhol DOS do minulosti. Biznis požiadavky boli následne adresovné systémom Windows 2003. Nasledujúca verzia Windows Vista už definitívne zavŕši túto integráciu. Operačný systém Windows CE určený pre mobilné a vstavané zariadenia je tiež pravý 32-bitový operačný systém.
64-bitové operačné systémy -najnovšia kategória pre architektúru Intel 64-bit a AMD64. Do 64-bitovej rodiny systémov Windows patrí: Windows XP 64, Windows Server 2003, 64-bitové edície Windows Vista
3. Windows Server 2003
Je navrhnutý k použitiu v malých organizáciách a oddeleniach. Zaisťuje inteligentné zdieľanie súborov a tlačiarní, zabezpečené pripojenie k Internetu, centralizované zavádzanie osobných aplikácii a webové riešenia, ktoré spojujú zamestnancov, partnerov a
zákazníkov. Systém Windows Server 2003, Standard Edition poskytuje vyššiu spoľahlivosť, bezpečnosť.
Jedinečné funkcie
Systém Windows Server 2003, Standard Edition využíva tie najlepšie technológie zo systému Windows 2000 Server a uľahčuje zavedenie, správu a použitie. Výsledkom je vysoko produktívni operační systém, ktorý je zabezpečený, spoľahlivý a pripravený k použitiu ihneď po inštalácii a ponúka funkcie zaisťujúce robustnú dostupnosť.
Systém Windows Server 2003, Standard Edition zaisťuje vysokú úroveň podpory pre nasledujúce charakteristiky: pokročilé sieťové funkcie ako Služba overovania v Internetu (IAS), Sieťový most a zdieľanie pripojenia k Internetu (ICS), symetrické spracovanie dvoma procesormi (SMP), 4 gigabajty pamäti RAM.
4. Unix / Linux
Unix
Je to operačný systém, ktorý vznikol v r.1969. Základný operačný systém súborov bol napísaný v assembleri, neskôr bol prepísaný do jazyka C.
Vlastnosti UNIX-u:
1) je to viac užívateľský OS. Na jednom počítači môže pracovať viac užívateľov súčasné. (t.j. efektívne sa využíva procesor počítača).
2) Viac úlohový OS Jeden užívateľ môže spustiť viac úloh naraz a na rôznych počítačoch.
3) Zdieľanie periférii Tlačiarne, disky,…všetci užívatelia majú k nim rovnaký prístup.
4) Priama komunikácia užívateľov pracujúcich s daným systémom.
5) Prístup k obrovskému množstvu informácii ( veľa počítačov s OS UNIX sú poprepájané medzi sebou, čo umožňuje ich užívateľom komunikáciu, výmenu informácii, a aj čerpanie informácii s rôznych vzdialených počítačov).
6) UNIX je prenositeľný, čo znamená že je ho možné nainštalovať na akúkoľvek hardwarovú štruktúru (IBM, MACINTOSH, XT, AT, PENTIUM).
7) jeho prostredie je user unfriedly (užívateľsky nepriateľské).Napr. vymazané súbory sa nedajú obnoviť, zvyčajná hláška DOSu alebo Windowsu, že súbory boli úspešne skopírované, vymazané resp. premenované.
8) UNIX je veľmi stabilný systém.
UNIX má nasledujúce časti:
1.Jadro (kernel) ovláda hardware počítača a sprístupňuje užívateľským procesom systémové prostriedky, vytvára a udržuje súbory, adresáre, užívateľ s ním nekomunikuje priamo, ale prostredníctvom príkazového interpreta (shellu).
2. Príkazový interpret (shell) Užívateľ komunikuje s počítačom , na ktorom je nainštalovaný UNIX prostredníctvom programu, ktorý nazývame príkazový interpretátor, alebo Shell. Ten umožňuje vykonávať príkazy, ktoré zadal užívateľ. Shell ma vlastný
programovací jazyk. Je výborným nástrojom pre tvorbu vlastných príkazov = programov pre pracú napr. s textom. Má oveľa širšie a „silnejšie“ použitie ako príkazový interpret COMMAND.COM fungujúci pod MS DOS. Existuje viacero druhov Shell-ov. Základný shell sa nazýva Bourne shell. Jeho ohláškou je $. Novší shell je C-shell , alebo Tcshell.
3. TOOLS (nástroje) sú to systémové príkazy a aplikácie.
Príkazy -neinteraktívne programy, umožňujúce užívateľovi organizovať pracovné prostredie a manipulovať s údajmi.
Aplikácie -interaktívne programy, komunikujúce s užívateľom a prevádzajúce väčší počet úloh (Lynx, Joe, ELM).
Najčastejšie užívatelia pracujú s UNIX-om prostredníctvom tzv. terminálu, ktorým môže byť osobný počítač pripojený na UNIX. Programy, ktoré umožnia užívateľovi sa pripojiť zo svojho vlastného počítača na UNIX, je ich viacero, napr. Telnet, SSH alebo tcp. Tieto programy spôsobia, že náš lokálny počítač sa bude „správať“ ako terminál vzdialeného počítača. t.j. vstupné príkazy sa budú realizovať cez klávesnicu lokálneho počítača a výstup na monitor lokal. počítača. Samotný príkaz však bude vykonávať a spracovávať procesor vzdialeného počítača.
UNIX-om môžu pracovať len oprávnení užívatelia, teda tí, ktorým správca systému priradil login name (meno účtu) a password. Užívateľovi je pridelený aj pracovný adresár (home directory), prístupové pravá (rights) a interpret príkazov (shell),ktorý si
užívateľ môže meniť. Správca systému ROOT ma právo zasahovať do chodu systému a je to jediný užívateľ , ktorého prístupové pravá systém nepreveruje. Ostatní užívatelia majú rovnaké pravá na prostriedky systému a nemôžu zasahovať do práv
iných užívateľov.
Linux
Je operačný systém aktívne vyvíjaný na celom svete hlavne prostredníctvom počítačovej siete Internet. Linux vyniká svojou stabilitou, množstvom aplikácií a prostriedkov pre prácu s Internetom a v neposlednom rade cenou – je zadarmo. Linux je všestranný operačný systém, môže byť nasadený prakticky do akéhokoľvek prostredia – od komerčných nasadení, cez bežné inštalácie ako internetový server, až po domáce použitie. Linux je klon Unixu. Linux, resp. jadro bolo napísané úplne odznova a
jeho tvorcom je Linus Torvalds z Fínska, ktorému pri práci pomáhal veľký tím dobrovoľníkov. Linux sa zrodil začiatkom 90-tych rokov a prevzal aj niektoré zdrojové kódy BSD.
Čo Linux dokáže? – pracovať ako súborový server tak, že ani Windows nespoznajú, že ich obsluhuje Linux
– spracovávať poštu pre ľubovoľný počet užívateľov a domén
– slúžiť ako faxový server
– obsluhovať niekoľko tlačiarní -samozrejme prístupných pre klientov ľubovoľných operačných systémov
– starať sa o zálohy všetkých Vašich dát ako zálohovací server
– slúžiť ako WWW server—nielen pre internet, ale aj pre firemný intranet
– podporovať bezpečné WWW stránky so 128-bitovým šifrovaním
– pracovať ako databázový server
– hostiť veľký počet užívateľov
Ako samotné Linuxové jadro, tak aj 99% aplikácií je k dispozícii v zdrojovom kóde. To umožňuje nielen kontrolu toho, čo vlastne program robí a ako to robí, ale i veľmi ľahkú lokalizáciu chýb a bezpečnostných dier.
Pokiaľ sa objaví problém, prípadne nejaká bezpečnostná diera, riešenie je k dispozícii väčšinou v priebehu niekoľkých hodín, maximálne dní. Pre posilnenie bezpečnosti je k dispozícii veľké množstvo programov: od bezpečných WWW serverov, cez rôzne
šifrujúce utility PGP, až po širokú ponuku bezpečnostných scanerov, ktoré Vám pomôžu postarať sa aj o iné, menej vybavené počítače.
Systém stojí na jadre. Jadro je kód (o dĺžke niekoľko sto kilobajtov a viac), pomocou ktorého môže systém rozpoznať, aký máte hardware; jadro môže aktivizovať, alebo zabrániť sieťové protokoly a pod.
Na rozdiel od DOS-u, ktorý rozlišuje súbory ako „read only“ (iba na čítanie, nemožno do nich zapisovať), „hidden“ (skryté) a „systém“ (systémové), Linux rozlišuje súbory podľa tzv. prístupových práv (read, execute, write – skupiny užívateľov môžu súbory čítať/nečítať, spúšťať/nespúšťať, do nich zapisovať/nezapisovať
Grafika Linux používa platformu X Window. X Window je komplexné grafické prostredie. XFree86 je ochranná známka projektu XFree86 (XFree86 Project Inc.); ide o neziskovú organizáciu, ktorá vytvorila systém X Window. X Window je k dispozícii aj so
zdrojovými kódmi. Spomeňme napr. program „Gimp“ – bezplatná grafická aplikácia pre X Window na tak vysokej profesionálnej úrovni, že ju niektorí odborníci porovnávajú so známym Adobe Photoshop.