Redes de Computadores
Serviços
Ely Edison Matos
[email protected]
ago2003
Sistema Operacional
 Os serviços em uma rede são agregados em um
Sistema Operacional de Rede (SOR)
 O Sistema Operacional (SO) é um software
 composto de um conjunto de rotinas
 que fornecem serviços básicos de uso geral
 que simplificam a utilização dos recursos de hardware
 As rotinas do SO fornecem serviços como
 gerenciamento do uso do processador
 alocação dos processos (programas em execução) na
memória principal
 controle do acesso a dispositivos de entrada/saída
 alocação de informações nos meios de armazenamento
 gerenciamento do sistema de arquivos ,etc.
Evolução do SO
Aplicação
Interação direta entre o aplicativo e o hardware
- linguagem de máquina, assembler
Evolução do SO
Aplicação
Sistema Operacional
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
necessária para viabilizar a ligação do computador à
rede local foi a introdução de um dispositivo de E/S
adicional responsável pela interface entre a cpu e o
meio de comunicação
 A esta modificação de hardware devemos ter a
contrapartida do software
 Novos recursos devem ser adicionados para que as
funções da rede estejam disponíveis para as
aplicações
 Como o Sistema Operacional Local (SOL) já estava
em funcionamento, as novas modificações vieram
apenas acrescentar recursos sem alterar em nada o
que já existia
Evolução para SOR
Aplicação
SOL
SOR
Adição das funções do Sistema Operacional de
Rede às funções do SO Local
SOR - Redirecionador
 Os Sistemas Operacionais de Rede (SOR) aparecem
como uma extensão do SO Local
 A transparência do funcionamento do SOR é
imprescindível
 O usuário deve poder usar os recursos de outras estações
da rede como se estivesse operando localmente
 A solução encontrada foi a introdução de um módulo
Redirecionador
 Intercepta as chamadas feitas pelas aplicações ao sistema
operacional local, desviando aquelas que dizem respeito a
recursos remotos para o módulo do sistema operacional de
rede, responsável pelos serviços de comunicação, que
providencia o acesso ao dispositivo remoto
SOR - Redirecionador
Para as aplicações do usuário, a instalação
do sistema operacional de rede só é
percebida apenas pela adição de novos
recursos (recursos virtuais) aos que elas já
possuíam anteriormente
A interface utilizada pelas aplicações para ter
acesso aos recursos tanto locais quando
remotos permanece inalterada
SOR - Redirecionador
Cliente
SERVIDOR
Aplicativos
Aplicativos
Redirecionador
BIOS
Discos
Porta paralela
Placa de Video
Placa de Som
Programa
de Rede
Driver
de Rede
Discos
Sistema Operacional Porta paralela
Software Servidor
Programa de Rede
Driver de Rede
SOR - Redirecionador
 O Redirecionador intercepta chamadas do aplicativo
DOS e envia somente as chamadas de rede para o
programa de comunicação de rede (NETBIOS, IPX,
NETBEUI, IP)
 O programa de rede empacota a solicitação e envia
ao driver de rede
 A placa de rede NIC-Cliente envia o pacote para o
barramento para que o NIC-Servidor o receba
 O NIC-Servidor desempacota os dados e envia ao
driver que o envia ao programa de rede que tomará
a decisão de acesso aos recursos da maquinaservidor
 O resultado devidamente checado é devolvido pelas
mesmas vias
Arquitetura Cliente/Servidor
A interface entre as aplicações e o sistema
operacional baseia-se em interações
solicitação/resposta
A aplicação solicita um serviço (abertura de um
arquivo, impressão de um bloco de dados,
alocação de uma área de memória, etc.) através
de uma chamada ao sistema operacional
O sistema operacional em resposta à chamada,
executa o serviço solicitado e responde
informando o status da operação (se foi
executada com sucesso ou não) e transferindo os
dados resultantes da execução para a aplicação
quando for o caso
Arquitetura Cliente/Servidor
No modo de interação Cliente-Servidor, a
entidade que solicita um serviço é chamada
cliente e a que presta o serviço é chamada
servidor
As estações que disponibilizam seus recursos
a outras estações devem possuir a entidade
(ou módulo) servidor
As estações que fazem solicitações de
serviços ao servidor devem possuir a
entidade (ou módulo) cliente
Arquitetura Cliente/Servidor
SOL
SORS
SORC
Hardware
Arquitetura Cliente/Servidor
 Na estação que tenha o módulo cliente, o SOR, ao
receber um pedido de acesso a um recurso
localizado em outra estação da rede monta uma
mensagem contendo o pedido e a envia ao módulo
servidor da estação onde será executado o serviço
 Na estação remota o SOR recebe a mensagem,
providencia a execução do serviço solicitado, monta
uma mensagem com o resultado da execução (nos
casos onde pedido envolve a devolução de dados
podem ser necessárias mais de uma mensagem), e
a envia de volta para o SOR na estação requerente
 Quando o SOR na estação que requisitou o serviço
recebe a mensagem transportando a resposta, ele
faz sua entrega à aplicação local
Arquitetura Cliente/Servidor
 Notamos que as funções necessárias ao SOR no
módulo cliente são diferentes das funções no
módulo Servidor
 No primeiro (SOR Cliente) elas estão restritas a
fornecer serviços de comunicações de pedidos ao
servidor
 No módulo servidor alem das funções de
comunicação, vários outros serviços são realizados
(como compartilhamento de acesso, restrição de
acesso, etc.).
 Assim podemos classificar os módulos de um SOR
em 2 tipos
 SORC: módulo cliente do sistema operacional de rede
 SORS: módulo servidor do sistema operacional de rede
Arquitetura Cliente/Servidor
As estações dividem-se em estações-cliente
e estações-servidoras
As estações servidoras possuem
necessariamente as funções do módulo
servidor e podem, opcionalmente possuir as
funções do módulo cliente
Isto possibilita que um servidor seja cliente de
outro servidor (caso típico da relação entre
servidores de impressão e servidores de arquivo)
Arquitetura Peer-to-Peer
Nesta arquitetura, todas as estações contem
os 2 módulos interagindo entre si e entre os
módulos das outras estações
Aplicação
SOL
Aplicação
SOL
SORS SORC
Hardware
SORS SORC
Hardware
Servidor Dedicado
Na arquitetura Cliente-Servidor temos duas
variações definidas pela forma como são
usados os servidores
Servidor dedicado ou não-dedicado
Servidor Dedicado
As estações servidoras incluem o módulo SORS e
opcionalmente o módulo SORC que somente
poderá ser usado pelo SORS local (por exemplo
se ele for cliente de outro servidor)
Normalmente não são permitidos usuários locais
sendo integralmente dedicadas ao atendimento
de pedidos enviados pelas estações clientes
através da rede
Servidor Dedicado
Aplicação
SOL
SOL
SORS SORC
Hardware
Hardware
SORC
Aplicação
SOL
Hardware
SORC
Servidor não-dedicado
Servidor não-dedicado
As estações servidoras possuem um sistema
operacional local que é estendido por um módulo
SORS e um módulo SORC
O módulo SORC pode ser usado tanto pelo SORS
quanto pelas aplicações dos usuários locais da
estação servidora
Assim os recursos locais das estações servidoras
são compartilhados tanto pelos usuários
atendidos pelo sistema operacional local quanto
pelos usuários remotos que fazem seus pedidos
através do SOR pela rede local
Servidor não-dedicado
Aplicação
SOL
Aplicação
SOL
SORS SORC
Hardware
Hardware
SORC
Aplicação
SOL
Hardware
SORC
Principais serviços
Arquivo
Impressão
Mensagem
Aplicação
Servidor de Arquivos
 Oferece aos clientes os serviços de armazenamento,
acesso e compartilhamento de arquivos e discos
(mídia de gravação magnética ou ótica)
 Possui uma estrutura hierárquica de diretórios,
proteção de arquivos individuais ou de diretórios,
chaves para atualização simultânea e segura de
arquivos, etc.
 Um Servidor de Arquivos é capaz de aceitar
transações independente do sistema operacional do
cliente, ou seja, independente da estrutura de
arquivos do cliente
 Nesse caso existe uma estrutura de rede padrão usado no
servidor de arquivos nos quais os vários arquivos dos
clientes devem ser convertidos
Servidor de Arquivos
Um Servidor de Arquivos trabalha com 3
subsistemas funcionais
Subsistema Gerenciador de Arquivos
controla o acesso físico aos meios de armazenamento
Subsistema de Cache de disco
aumenta a eficiência do servidor permitindo que a leitura
do disco seja sempre feita em blocos maiores,
mantendo-os na RAM
Subsistema de Acesso Compartilhado e
Segurança
controla o acesso simultâneo aos arquivos permitindo o
seu compartilhamento
2 modelos básicos de acesso
Share level
User lever
Servidor de Banco de Dados
 As aplicações baseadas no acesso a banco de dados
compartilhado podem usar um servidor de arquivos
para armazenar os arquivos dos banco de dados,
enquanto a aplicação no cliente executa as
operações sobre a base
 Esta solução além de tornar muito difícil a manutenção da
integridade da base de dados (o travamento de registros
será feito no cliente e repassado ao servidor e este tempo
de repasse pode ser muito longo) degrada a performance
de toda a rede pelo aumento do tráfego
 Um Servidor de Banco de Dados executa a parte das
tarefas de acesso
 assume além das funções de armazenamento, algumas
funções de processamento de consultas
 Um aspecto importante da utilização destes servidores é o
aumento do desempenho das aplicações e da rede
BD com Servidor de Arquivo
Base de dados
Aplicação
resposta
pedido
BD
Acesso
Físico
Servidor de Arquivos
Servidor de Arq
Pedido de Arquivos
Resposta
BD com SGBD - SQL
Base de dados
Aplicação
pedido
resposta
Cliente SGBD
Acesso
Físico
Servidor SGBD
Consulta SQL
Resposta SQL
Servidor de
Base de Dados
Servidor de Impressão
 O cliente envia um pedido ao servidor especificando
qual impressora será usada e os dados a serem
impressos
 Se ela estiver disponível será alocada ao cliente até
que este a libere (ou até que se esgote o tempo
máximo e utilização, conforme negociação na
alocação)
 Caso a impressora não esteja disponível o cliente é avisado
 Uma outra forma de implementação é o spolling
 O cliente, ao invés de pedir a alocação, envia diretamente
ao servidor o documento a ser impresso
 O documento é colocado em uma fila de impressão (um
arquivo que poderá estar no servidor de arquivos ou, se
existir, no disco do próprio servidor de impressão)
Servidor de Impressão
Vantagens do uso de impressoras em rede
Redução do número de impressoras necessárias
às atividades da empresa
Possibilidade de escolha de um local mais
conveniente para as impressoras
Uso de spoolers de impressão, reduzindo o tempo
gasto pelo computador com serviço de impressão
Possibilidade de uso simultâneo dos recursos de
impressão/fax, através do uso de filas
Uso de impressoras para tarefas/formulários
específicos
Servidor de Mensagens
 Os serviços de mensagem incluem o
armazenamento, acesso e envio de dados, sejam
arquivos de texto, binários, gráficos, de vídeo ou de
áudio
 Correio Eletrônico (e-mail)
Transferência eletrônica de dados entre dois ou mais
computadores/usuários em rede
Originalmente apenas mensagens em texto eram transferidas
Atualmente as mensagens incluem uma grande quantidade de
formatos, tais como gráficos, vídeo e áudio
 Muitos softwares permitem a criação de quadros de avisos
eletrônicos (Noticeboards)
 Uso de fórums e listas de discussão
Servidor de Aplicação
Os servidores de aplicação executam
softwares que podem ser acessados pelos
clientes da rede
Permitem o compartilhamento não só de
dados, mas também de processamento
Podem compartilhar componentes de
software
Exemplos
Servidores gráficos
Servidores Internet
ORBs (Object Request Broker)