منظومة التشغيل الشبكي

منظومه تشغيل شبكي

Network operating system - Système d'exploitation de réseau

منظومات التشغيل الشبكي

تتألف شبكة الحواسيب من عددٍ كبيرٍ من الحواسيب التي يعمل كلٌ منها على نظام تشغيل خاص، وتربط الشبكة عادةً بينها بحيث تقدم مجموعةً من الخدمات التي تتيح للمستخدمين الاستفادة من موارد مشتركة (طابعات، قواعد بيانات، ملفات موزعة).

يعمل كل جهازٍ على الشبكة بنظام تشغيلٍ أساسي يمتلك امتدادات وخدمات مُعَدّة لتؤلف مع نظم التشغيل الأساسية الأخرى ما يُدعى: نظام تشغيل شبكي. ويمكن تشبيه الشبكة بحاسوب عملاق مرتبط بآلاف الطرفيات، ويمتلك عتاداً مؤلفاً من مكونات الشبكة إضافة إلى حواسيبها، بما في ذلك وحدات المعالجة المركزية CPUs والطرفيات الأخرى.

أنماط نظم التشغيل الشبكية

تعمل نظم التشغيل الشبكية وفق نمطي عمل يحددان طبيعة الشبكة التي تُشغِّلها هذه الأنظمة: نمط العمل «نظير/ نظير» Peer-to-Peer، ونمط العمل «زبون/مُخدِّم» Client/Server.

يؤثّر نمط نظام التشغيل الشبكي في طريقة التعامل بين أنظمة التشغيل المثبتة على الحواسيب المرتبطة بالشبكة. ومثالاً على ذلك فإن عملية التحقق من هوية مستخدِم عند ولوجه إلى نظام التشغيل المحلي الخاص بحاسبه تجرى مرة واحدة في نظام تشغيل من نمط زبون/مخدم. وتتلخص في الرجوع إلى مخدم مركزي مرجعي يمتلك حسابات تعريف المستخدمين، ويمتلك سلطة السماح بولوج المُستخدِم. أما في الأنظمة الشبكية من نمط نظير/نظير، فيجري الأمر على نحوٍ فردي مستقل. إذ ينفّذ الجهاز الذي يريد المُستخدِم الولوج إليه عملية التحقق من الهوية اعتماداً على معلوماته الخاصة.

هناك كثير من نظم التشغيل الشبكية، ومن أكثرها استخداماً النظم الآتية:

- آبل (Apple) Apple Macintosh.

- لينوكس (Linux) RedHat, Mandrak, SuSe, Debian.

- مخدمات مايكروسوفت ويندوز Microsoft Windows Servers (NT4) Server, 2000 Server, 2003 Server.

- نوڤِل نيتوير Novell Netware.

ويجب أن تمتلك نظم التشغيل الشبكية مجموعةً من الخصائص والميزات؛ من أهمها ما يأتي:

- بساطة التثبيت، والصيانة، والتحديث، والإدارة، والاستعمال.

- استمرار توفير الخدمات؛ فمن وجهة نظر المستخدم يمكن أن تكون خدمات نظام التشغيل الشبكي بطيئة، لكن من غير المقبول أن تكون غير متوافرة.

- قابلية التحديث والتطوير.

- إمكانية إضافة خدمات جديدة إضافية لها.

مكونات نظم التشغيل الشبكية

تمتلك نظم التشغيل الشبكية مكوّنات وعناصر أساسية يتلخص أهمها بما يأتي:

- المُعرِّفات identifiers: لكل عنصر من عناصر نظام التشغيل رقم يُدعى المُعرِّف. فلكل مستخدم مُعرِّف، ولكل إجراء يعمل في الذاكرة مُعرِّف، ولكل ملف مُعرِّف. يجري توليد مُعرِّف كل عنصر وحذفه وتنميطه من قبل نظام التشغيل الذي يعتمد على مُعرِّف العنصر في التعامل مع العنصر نفسه. فعلى سبيل المثال، يتعامل نظام التشغيل مع المستخدمين عبر مُعرِّفاتهم، وليس عبر أسمائهم. فالاسم ليس إلا واجهة تعامل مع المُستخدِم فقط لاغير.

- التحقق من الهوية authentication: يترافق العمل في نظم التشغيل الشبكية مع عمليات تحقق من الهوية. فأي عملية استثمار لموارد نظام التشغيل الشبكي: كالولوج إلى حاسب مرتبط بالشبكة، أو الولوج إلى مجلد مشترك، أو التعامل مع طابعة شبكية، وغيرها من العمليات؛ تحتاج إلى التحقق من هوية المُستخدِم التي ينفذها؛ وإلى حصوله على موافقة مُسبقة تتمثل في وجود حساب وكلمة مرور يتوجب على المُستخدِم إشهارها قبل السماح له باستثمار الموارد التي يطلبها.

- السماحيات authorizations: تحدد خدمة إدارة السماحيات إمكانات التعامل مع الأغراض المختلفة في نظام التشغيل الشبكي، إذ يمتلك كل غرضٍ من أغراض النظام لائحةً تحدد شروط الولوج إليه وطريقة التعامل معه.

قبل أن يسمح نظام التشغيل الشبكي لعنصرٍ بالتعامل مع غرضٍ ما؛ يعود النظام إلى لائحة سماحيات الغرض للتأكد من أن الغرض يسمح للعنصر الذي يحاول التعامل معه بالوصول إليه. 

فعلى سبيل المثال، عندما يحاول مستخدم X، فتح ملف أو مجلد Y، يتحقق نظام التشغيل الشبكي بوساطة خدمة إدارة السماحيات من أن جدول سماحيات الغرضY  يسمح للمستخدم X بالتعامل معه.

- الإجراءات processes: تستخدم نظم التشغيل غرضاً مجرداً، لتمثيل برنامج في طور التنفيذ يُدعى الإجراء.

يعبّر الإجراء عن طريقة استخدام البرنامج لكلٍ من الذاكرة، ووحدة المعالجة المركزية، وموارد الدخل والخرج. إذ يمكن لنظام التشغيل إدارة عملية استخدام برنامج في طور التنفيذ لهذه العناصر ومراقبتها بدءاً من الإجراء الممثل للبرنامج.

يتكون الإجراء على نحو أساسي من فضاء عنونة ومن مجموعة من بُنى المعطيات، ويحتوي فضاء العنونة على رِماز الإجراء (الرِماز الذي يجري تنفيذه)؛ وعلى معطياته.

تسمح أنظمة التشغيل الحديثة لعدة إجراءات باقتسام فضاء العنونة نفسه؛ مما ساعد على تطوير الإجراءات وتقسيم كل منها إلى ما ندعوه إجراء فرعياً يكون مسؤولاً عن جزء من مهام الإجراء، وتدعى مجموعة الإجراءات الفرعية التي تُتبع لإجراء ما، وتقتسم فيما بينها فضاء عنونته باسم المسالك التنفيذية threads.

 - نظم الملفات الموزعة distributed file systems: تسمح نظم الملفات الموزعة بمشاركة نظم الملفات الخاصة بالأجهزة المختلفة وبناء منظومة واحدة متكاملة انطلاقاً من هذه الأجهزة، ويكون نظام الملفات الناتج شفافاً تماماً بالنسبة إلى المستثمر. ولا يحتفظ نظام الملفات الموزع بأيّ معلومات يمكن أن تضيع في حال توقف نظام الملفات عن العمل؛ إذ ينتظر المستخدمون عودة مخدم نظام الملف الموزع لمتابعة عملهم، وكأن شيئاً لم يكن. فنظام الملفات الموزع ليس إلا مجموعة من الإجراءات التي تدير مجموعة من الوصلات والروابط بين نظم الملفات المحلية.

أُنجز مثل هذا النوع من أنظمة الملفات كأنظمة ملفات خاص بأجهزة لا تملك أقراصاً صلبةً hard disks، بهدف بناء نظام ملفاتها الخاص. إلا أن البروتوكولات المطورة أثبتت كفاءتها، لتصبح بعد ذلك حلولاً متكاملة وعامة لمشاركة الملفات. فعلى سبيل المثال، تمتلك أنظمة لينوكس الشبكية نظام الملفات الموزع (NFS) Network File System، وتمتلك أنظمة مخدمات ويندوز الشبكية نظام الملفات الموزع (DFS) Distributed File System.

- الجدولة scheduling: يمكن أن تجري جدولة معالجة الإجراءات على نظام التشغيل المحلي، ويمكن أيضاً  لنظام التشغيل الشبكي أن يقوم بنقل معالجة إجراء من جهاز إلى آخر على الشبكة بهدف موازنة العبء على الشبكة.

- إدارة الذاكرة memory management: تجري إدارة الذاكرة على عدة مستويات: إدارة الذواكر المثبتة على كل جهاز من الأجهزة، وإدارة الذاكرة الافتراضية الخاصة بكل جهاز، والتي تتألف من ذاكرة الجهاز مُضافاً إليها أجزاء القرص الصلب التي تُستخدم كامتدادات للذاكرة بهدف توسيع إمكاناتها، إضافة إلى إدارة سلسلة الذواكر الافتراضية الموزعة على مختلف الأجهزة؛ وذلك بهدف إقامة الاتصال بين صفحات من الذاكرة موزعة على عدة أجهزة عند إقامة اتصالات بين مختلف الإجراءات الشبكية.

- الطرفيات terminals: لكل طرفية هوية وحيدة ومحددة. تمتلك أنظمة التشغيل الشبكية خدمات تساعد على إدارة الطرفيات والتعامل معها، وتتعامل كل طرفية مع بقية عناصر النظام بوساطة واجهة تسمح بتلقي الأوامر الآتية من نظام التشغيل المحلي أو من نظام التشغيل الشبكي. إذ يمكن مُشاركة الطرفيات على نحو يسمح بالوصول إليها بدءاً من أي جهاز على الشبكة كما هي الحال عند مشاركة ناسخة الأقراص المدمجة. تتضمن الطرفيات الطابعات، وسواقات الأقراص المدمجة، وناسخات الأقراص، وغيرها. وتتضمن العمليات على الطرفيات عمليات تحميل السواقات التي توفر عمل الطرفية، وتنفيذ أعمال محددة كالقراءة والنسخ والطباعة وغيرها.

سيناريوهات التعامل الاعتيادية مع نظام تشغيل شبكي

تشمل سيناريوهات التعامل اليومية مع نظام تشغيل شبكي العمليات الآتية:

- العمل الروتيني اليومي: يتضمن التحقق من هويات المستخدمين المُعرَفين عند ولوجهم إلى النظام، والتعامل مع نظام الملفات الموزعة لضمان توافر كل عمليات التعامل مع الملفات التي ينفذها المُستخدِم؛ إضافة إلى إدارة السماحيات المرتبطة بالأغراض لفلترة عملية الوصول إلى أي غرض،  وإدارة الإجراءات المحلية والشبكية.

- التنصيب installation: تتلخص هذه العملية بربط جهاز يعمل بنظام تشغيل محلي بمنظومة العمل الشبكية؛ حيث يجب أن يمتلك نظام التشغيل المحلي الخدمات اللازمة للتكامل مع نظام التشغيل الشبكي (أي أن يكون بحدّ ذاته نظام تشغيل شبكي). ومثالاً على ذلك، فإن عملية ربط نظام التشغيل Windows 2000 Professional بشبكة؛ يديرها نظام التشغيل الشبكي Windows 2000 Server.

- إدارة المستخدمين user administration: والتي تتضمن عمليات إضافة حساب لمُستخدم، وتعريف كلمة مرور له، وإعطاء صلاحيات محددة، وتحديد سماحيات وصوله للأغراض المختلفة.

- إدارة الخدمات services administration: وتتضمن إضافة خدمات تسهل عمل المستخدمين، مثل خدمة البريد الإلكتروني، وخدمة نقل الملفات، وخدمات الإنترنت المختلفة.

- التحديث والصيانة update and maintenance: كرفع مستوى الأمان عبر إضافة خدمات فلترة وتشغيلها أو مراقبة إضافية، أو سدّ الثغرات التي تظهر مع الاستخدام؛ وذلك بتثبيت برامج التحديث التي يقدمها موزعو الأنظمة ومطوروها.

- النسخ الاحتياطي backup: تعد حماية المعلومات الموجودة على الحواسيب واحدة من أهم وظائف مديري الأنظمة ومن أكثرها صعوبة. فهناك كثير من الأسباب التي تؤدي إلى ضياع المعلومات، منها عيوب البرامج وأخطاؤها التي تؤذي ملفات المعطيات، إضافة إلى الأخطاء التي قد تنتج من إلغاء المعلومات على نحو لا إرادي من قبل المستخدم، والقراصنة الذين يحاولون الدخول إلى أنظمة المعطيات وتخريبها، ناهيك عن مشكلات البنية الصلبة، أو الكوارث الطبيعية التي تسبب تلف الأجهزة والملفات المخزنة عليها.

يتمكن مدير النظام - عند تنفيذ عملية النسخ الاحتياطي على نحو صحيح- من إعادة (أو إصلاح) نظام الملفات (أو جزء منه) إلى الحالة التي كان عليها عند آخر عملية نسخ احتياطي. لذلك يجب القيام بعملية النسخ الاحتياطي على نحو صحيح ودوري، كما يجب التأكد من فعالية أنظمة النسخ الاحتياطي وأدواته وصلاحيتها ومن عملها على نحو جيد.

من المهم أيضاً تحديد هدف النسخ الاحتياطي واستراتيجيته لتنفيذها على نحو جيد ومتوافق مع الهدف. فقد لا يشكل ضياع ملف يحوي عمل يوم واحد في متجر صغير مشكلة كبيرة. في حين قد يكون هذا الأمر خطيراً في شركة كبيرة.

خليل عجمي

- JON TATE, RAJANI KANTH, ANDRE TELLES, Introduction to Storage Area Network (IBM Redbooks 2002).

- ANDREW TANENBAUM,  Networks (Prentice Hall 2003).

- HUSEYIN SIMITICI, Storage Network Performance Analysis (Wiley 2004).

التصنيف : التقنيات (التكنولوجية)

النوع : تقانة

المجلد: المجلد التاسع عشر

رقم الصفحة ضمن المجلد : 695

آخر أخبار الهيئة :

معجم المصطلحات

الأطلس الجغرافي

البحوث الأكثر قراءة

اصدارات الموسوعة العربية

أسماء الباحثين

هل تعلم ؟؟

• - هل تعلم أن الأبلق نوع من الفنون الهندسية التي ارتبطت بالعمارة الإسلامية في بلاد الشام ومصر خاصة، حيث يحرص المعمار على بناء مداميكه وخاصة في الواجهات

• - هل تعلم أن الإبل تستطيع البقاء على قيد الحياة حتى لو فقدت 40% من ماء جسمها ويعود ذلك لقدرتها على تغيير درجة حرارة جسمها تبعاً لتغير درجة حرارة الجو،

• - هل تعلم أن أبقراط كتب في الطب أربعة مؤلفات هي: الحكم، الأدلة، تنظيم التغذية، ورسالته في جروح الرأس. ويعود له الفضل بأنه حرر الطب من الدين والفلسفة.

• - هل تعلم أن المرجان إفراز حيواني يتكون في البحر ويتركب من مادة كربونات الكلسيوم، وهو أحمر أو شديد الحمرة وهو أجود أنواعه، ويمتاز بكبر الحجم ويسمى الش

• هل تعلم أن الأبسيد كلمة فرنسية اللفظ تم اعتمادها مصطلحاً أثرياً يستخدم في العمارة عموماً وفي العمارة الدينية الخاصة بالكنائس خصوصاً، وفي الإنكليزية أب

• - هل تعلم أن أبجر Abgar اسم معروف جيداً يعود إلى عدد من الملوك الذين حكموا مدينة إديسا (الرها) من أبجر الأول وحتى التاسع، وهم ينتسبون إلى أسرة أوسروين

• - هل تعلم أن الأبجدية الكنعانية تتألف من /22/ علامة كتابية sign تكتب منفصلة غير متصلة، وتعتمد المبدأ الأكوروفوني، حيث تقتصر القيمة الصوتية للعلامة الك

شراء النسخة الورقية