1. Introducción.
Ya hemos comentado que una red es un conjunto de equipos informáticos interconectados entre sí. Supongamos que tenemos los equipos, el cableado, las tarjetas de red y sus controladores y un planteamiento general del tipo de red que vamos a utilizar. Pero algo no se nos debe escapar, antes de comenzar a instalar la red debemos pensar en el tipo de sistema operativo de red que más nos conviene utilizar en función de las tareas que queremos que desempeñe nuestra y los recursos de los que dispongamos.
Nota:
Sin un sistema operativo de red, ya sea servidor o estación de trabajo, un equipo no puede conectarse a una red, pues una de las funciones que realiza un sistema operativo es la gestión de esta conexión. Actualmente, la mayoría de los sistemas operativos existentes en el mercado, por no decir la totalidad, soportan en mayor o menor medida el trabajo en red.
En este tema comentaremos de manera breve los distintos sistemas operativos de red que podemos utilizar, así como sus características fundamentales. Para pensar: ¿Recuerdas la versión 3.11 de Windows, podrías decir si esta versión permitía el trabajo en grupo?
1.1. ¿Qué es un sistema operativo?
Como sabemos, una computadora está formada de dos componentes fundamentales: hardware y software. El sistema operativo es la parte esencial de este último. Si nos imaginamos la estructura de nuestra máquina como una pirámide, en la base tendríamos el hardware: las unidades de disco, la memoria disponible, el procesador, los dispositivos periféricos como son las impresoras o faxes..., y superpuesto parcialmente con el hardware tenemos nuestro Sistema Operativo, con programas especializados llamados controladores de dispositivo que permiten que el sistema operativo imparta órdenes al hardware.
El Sistema Operativo se trata pues, de un software básico que actúa como intermediario entre el usuario y el hardware de un ordenador, controlando y administrando los recursos de
la computadora de manera más sencilla, cómoda y eficiente. Estos recursos son:
• Memoria.
• Tiempo de CPU.
• Espacio de disco.
• Periféricos.
Actualmente, los sistemas operativos presentan estructuras que permiten realizar estas
operaciones con mayor flexibilidad e independencia del hardware sobre el que se montan.
1.2. Tipos de Sistemas Operativos.
Los sistemas operativos se han clasificado tradicionalmente siguiendo estos criterios:
• Por su estructura.
• Por los servicios que ofrecen.
a) Sistemas Operativos por su Estructura.
Según esta clasificación, los sistemas operativos pueden poseer las siguientes
estructuras.
• Estructura monolítica o modular
• Estructura jerárquica o por capas
En la estructura monolítica o modular el sistema se dispone como un conjunto de procedimientos entrelazados de tal forma que cada uno puede llamar a cualquier otro. Un ejemplo de Sistema Operativo monolítico típico es Unix. Son sistemas en las que lainterdependencia entre sus elementos es total, no pueden trabajar unos sin los otros.
La estructura jerárquica consiste en organizar el sistema como una jerarquía de
capas que podemos ver de varias formas:
• Como un sistema operativo en niveles, cada uno sobre el inmediatamente
inferior. El primer sistema construido de esta manera fue el sistema THE
(Technische Hogeschool Eindhoven).
• Como un sistema organizado en anillos, presentado en el sistema MULTICS.
En este sistema, las zonas más internas o núcleo están más protegidas de posibles accesos indeseados desde las capas más externas y tienen un contacto más próximo con el hardware.
Los sistemas operativos modernos tratan de mover el código a capas superiores y así conseguir un sistema operativo con núcleo mínimo, más seguro y ágil.
Nota:
Un usuario solicita un servicio, como la lectura de un archivo de texto. Entonces un proceso del usuario (proceso cliente) envía la solicitud a un proceso servidor, que se encarga de realizar el trabajo, ejecutando el procesador de texto. El núcleo simplemente controla la comunicación entre cliente y servidor.
Podríamos decir que el sistema esta dividido en pequeñas partes que controlan
distintas funciones, como el servicio a archivos o servicio a la memoria. De esta manera
si hay un error en cualquiera de los procesos servidores, éstos pueden fallar, pero sin
afectar a todo el sistema. De esta forma trabajan los sistemas operativos “Microkernel” o
de procesos “cliente / servidor”.
b) Sistemas Operativos por los servicios que ofrecen.
Siempre hemos escuchado los términos monotarea o monousuario. Es evidente que los sistemas operativos monousuarios soportan un solo usuario a la vez, caso típico de los primeros ordenadores personales o PCs. Los Sistemas operativos monotarea son primitivos y sólo manejaban una tarea a la vez por usuario, es decir, ejecutaban las tareas de una en una. Claro ejemplo de estos dos casos es MS-DOS, siglas de Microsoft Disk Operating System (sistema operativo de disco de Microsoft), sistema operativo monotarea y monousuario que trabajaba con una interfaz de línea de comandos.
Los sistemas operativos actuales suelen ser multiproceso, multitarea y multiusuario. Procesan varias labores al mismo tiempo y son capaces de dar servicio a más de un usuario a la vez. Normalmente ejecutará tantas tareas como procesadores tenga, y si el número de tareas es superior al número de procesadores, el equipo distribuye la carga de trabajo entre ellos, dedicando ciertas cantidades de tiempo a cada tarea en función de unos criterios de prioridad.
1.3. Sistemas operativos de red.
Las clasificaciones que hemos analizado hasta ahora, nos han posibilitado conocer las características básicas de cualquier sistema operativo. Ahora bien, con relación al tema que estamos trabajando, deberemos realizar una nueva clasificación:
• Sistemas operativos para equipos autónomos. Se trata de los sistemas operativos que se instalaban en las primeras máquinas y cuya función era la del control y gestión eficiente del software y el hardware de cada equipo, no se contemplaba su interconexión.
• Sistemas operativos para equipos conectados a una red. Sistemas que se han
desarrollado a partir de las posibilidades de comunicación entre máquinas y que
se pueden subdividir en:
o Sistemas operativos para equipos servidores.
o Sistemas operativos para equipos clientes.
Así, un sistema operativo para equipos conectados a una red debe realizar las funciones
descritas hasta ahora y, además:
• Permitir, gestionar y coordinar la conexión y funciones de todos los elementos
que integren la red (equipos y periféricos).
• Facilitar la seguridad de todos los recursos que estén integrados en la red.
Si quisiéramos que un equipo autónomo se incorporara a una red informática deberíamos
modificar su sistema operativo integrando las funciones necesarias o instalándole otro que
permitiera su conexión y funcionamiento en red.
Nota:
Cuando disponemos de un ordenador con un sistema operativo que no ha estado conectado a una red, al instalarle el adaptador de red observamos que no llega a ver al resto de los equipos o que no puede acceder a la red, esto es debido a que no se le han instalado los servicios del sistema operativo que van a permitir su incorporación a la red.
En cualquier caso, esta clasificación también puede ser matizada en la forma en que deseemos que se ofrezcan los servicios y desde el tipo de red que deseemos implementar.
a) Sistemas operativos por la forma de ofrecer servicios.
Si miramos desde el punto de vista del usuario, apreciamos varias formas de acceder a los servicios. Así, nos encontramos con dos tipos principales: sistemas operativos de red y sistemas operativos distribuidos.
Sistemas operativos de red.
También conocido como NOS (Networh operative system). Realmente se trata de un software que es necesario para integrar los componentes de la red, como archivos, periféricos y recursos, en un todo al cual el usuario final tiene un cómodo acceso. El sistema operativo de red controla y administra todos estos recursos, así el usuario se libra de posibles conflictos en el momento de usar la red.
Un equipo no puede trabajar sin sistema operativo, pero a su vez, una red de equipos es inútil sin un sistema operativo de red. De esta manera el usuario puede ver otros equipos conectados en red con sus sistemas operativos y usuarios o grupos de usuarios locales. Puede comunicarse con ellos e intercambiar información, ejecutar tareas, transferir archivos, etc. Es esto último la principal función de un sistema operativo de red, pero para ello el usuario debe copiar explícitamente el archivo de una instalación a otra, o sea, debe conocer el nombre del archivo y saber qué se ubica en éste o aquel equipo.
Sistemas operativos distribuidos.
El usuario percibe al sistema como un ente simple formado por un único procesador, aunque sean varios procesadores los que formen el sistema. El usuario trabaja sobre una máquina virtual sin saber en que equipo está este o aquel fichero. Para él, todo está en local y forma un sistema operativo único.
Aunque se han realizado grandes esfuerzos no se ha conseguido crear un sistema distribuido completo del todo, por la complejidad que suponen. El simple hecho de distribuir los procesos en las varias unidades de procesamiento, o de aglutinar los resultados, así como resolver fallos o consolidar la seguridad entre los diferentes componentes del sistema, es una tarea enorme. Entre los diferentes sistemas operativos distribuidos que existen tenemos: Solaris, Mach, Chorus, NIS, Taos, etc.
b) Cliente/ Servidor y redes de igual a igual.
De todos es conocido el concepto Cliente/ Servidor, donde es necesario que una computadora trabaje como servidor, proporcionando servicios que son demandados por los equipos clientes. El sistema operativo Novell Netware es un ejemplo de este caso.
En oposición, una red “entre iguales” posee equipos que pueden funcionar tanto en forma de cliente como en servidor. Windows 2000 tiene las dos versiones: Professional y Server, pero se trata de un sistema operativo de red entre iguales, puesto que cualquier equipo con Windows 2000 puede compartir sus recursos con otro 2000, sin importar si es un Server o Professional. Los equipos cliente en una red Novell Netware no pueden actuar como servidores para otros equipos clientes, esta tarea sólo puede ser ejecutada por un ordenador cuyo sistema operativo sea de servidor.
Nota:
Es importante no confundir los conceptos de red cliente-servidor, con los de
servidor y cliente de una petición y con el de software de sistema operativo de
servidor y de cliente. Una red Novell cliente-servidor no permite las peticiones entre
equipos, una red Windows con un Windows 2000 Server permite este tipo de
peticiones pero, a la vez, existe un ordenador servidor que puede gestionar y
controlar el acceso a la red atendiendo peticiones de servicios o incluso solicitando
él mismo dichos servicios.
Dependiendo del fabricante del sistema operativo, el software de red está incluido en el propio sistema o es necesario añadirlo. En el segundo caso tenemos los sistemas Novell Netware. El equipo necesita ambos sistemas operativos: para procesar el trabajo en red y para gestionar sus propias funciones.
El software del sistema operativo de red se integra en casos como Windows NT Server/ Windows NT Workstation, Windows 2000 Server, Windows 2000 Professional, Windows Me y XP entre otros. En estos casos, y aunque existan los roles de cliente y servidor, se tratan de sistemas operativos entre iguales.
Analogía:
Un sistema cliente/servidor puro sólo permite la comunicación con el servidor como intermediario. El servidor es como un jefe que todo lo controla y no permite el intercambio de ideas entre empleado. Sin embargo, un servidor en una red entre iguales se encarga de coordinar, permite el trabajo entre iguales y lo que hace es garantizar que esta comunicación sea de la mejor calidad.
Nota:
Debemos desligar el concepto de servidor del de PC, puesto que un servidor puede ser un router que asigne direcciones IP de forma dinámica.Un servidor es cualquier dispositivo que presta un servicio en una red de ordenadores.
1.4. Sistemas operativos para equipos servidores.
Los entornos de sistemas operativos de red más comunes son tres:
• Novell Netware.
• Microsoft Windows.
• UNIX/ Linux.
La mayor diferencia entre estos sistemas es que, desde sus comienzos, Novell Netware ha sido un sistema cliente/servidor puro, mientras que Unix y Windows han desarrollado redes en las que cualquier estación de trabajo podía actuar como cliente o servidor de ciertas aplicaciones, con independencia de la existencia de un equipo con un sistema operativo servidor instalado.
Nota:
Existen varias distribuciones distintas de software basado en UNIX y Linux,
desarrolladas por distintas empresas.
Un software servidor debe permitir:
• Compartir recursos: El sistema operativo debe encargarse de poner los recursos a disposición del resto de los equipos, especificar determinar el control y acceso que pueden realizar los distintos usuarios de dichos recursos y, por último, coordinar el acceso a los mismos.
• Gestionar los usuarios de manera que se determine qué usuarios pueden
acceder a la red y en qué situación.
• Administrar y co
ntrolar el estado de la red.
Un equipo servidor, tal como ya hemos indicado, es aquel que presta una serie de servicios a otros equipos. Si tenemos en cuenta la posibilidad que un entorno de red (Novell, Windows o Unix/Linux) ofrece para la presencia de equipos que actúen como servidores, podríamos crear una gradación de situaciones en cuanto a la flexibilidad que proporciona cada uno de los sistemas operativos.
Nota:
Debemos desligar el concepto de servidor del de PC, puesto que un servidor puede ser un router que asigne direcciones IP de forma dinámica.Un servidor es cualquier dispositivo que presta un servicio en una red de ordenadores.
En las redes Novell es únicamente, el equipo servidor, con la aplicación de servidor
instalada, el que puede realizar estas funciones. Los equipos con aplicaciones clientes no
pueden encargarse de ninguna de estas tareas.
En las redes Windows, equipos con sistemas operativos cliente, pueden ser habilitados para ofrecer servicios (actuar como servidor) al resto de los equipos de la red, sin embargo, sólo los sistemas operativos de servidor Windows NT Server o Windows 2000 Professional Server pueden gestionar el acceso a la red. De este modo, en una red sin servidor Windows y con estaciones cliente de este sistema operativo, cada usuario controlaría el acceso a su equipo, sin la posibilidad de crear un control centralizado.
Por último, las redes Linux son completamente flexibles, en cualquier equipo, con independencia de la distribución que posea, puede actuar como servidor e implementar cualquier servicio, no hay ningún tipo de restricciones en este sentido.
Las situaciones que acabamos de plantear parten de la idea de redes con sistemas operativos homogéneos, sin embargo, actualmente, una red informática puede estar constituida por ordenadores que monten sistemas operativos distintos y será el sistema operativo servidor el que condicione el comportamiento de dicha red. Para ello se han habilitado, desde las distintas empresas aplicaciones que se pueden instalar tanto en clientes como en servidores que posibilitan esta interoperatividad de sistemas.
En cualquier caso, con independencia del sistema operativo que utilicen, deben comunicarse entre sí con un lenguaje común, es decir, debemos habilitar en todos ellos el mismo protocolo de comunicaciones ya sea NetBEUI, TCP/IP, IPX/SPX, etc. pues, en caso contrario, los equipos no podrían comunicarse entre sí.
Nota:
Para conectar un equipo con Windows 98, por ejemplo, a una red Novell se
requiere la instalación de la pila de protocolos IPX/SPX y el servicio de cliente para
Netware.
Para pensar:
¿Qué sucedería si en una misma red tuviéramos un servidor de DHCP de
Linux y otro de Windows?, ¿pasaría lo mismo si se trataran de servidores de
FTP?, ¿por qué?
1.5. Sistemas operativos para equipos cliente.
Cuando trabajamos con un ordenador autónomo, todas las peticiones de servicios se
realizan dentro del equipo, sin embargo, en un ordenador conectado a una red se requiere
de un sistema que permita cursar órdenes y peticiones al exterior. El equipo ya no cursa
órdenes a un único procesador, sino que lo puede realizar a todos aquellos que se
encuentren en la red.
El sistema operativo debe emplear una aplicación (“shell”) que se encargue de controlar
las peticiones que realiza el equipo identificado como cliente y redirigirlas al equipo que
dispone de dicho recurso dentro de la red de redirigir las peticiones. Estas aplicaciones son
conocidas como redirectores y son distintas en función del tipo de red en el que nos
encontremos.
Además, estas aplicaciones, puede crear referencias de elementos externos al PC
asignándole objetos internos. Por ejemplo, una carpeta compartida de un PC en la red
puede recibir la asignación de una letra de unidad de red, o la petición de impresión a un
puerto del equipo puede ser dirigida a una impresora compartida por otro equipo.
Analogía:
Un redirector es similar a una persona que se encargara de crear analogías como esta dentro del PC, si realizo una petición de un archivo externo el redirector le dice “bueno, pues lo hacemos a tu unidad G:” cuando en realidad esa unidad física no existe dentro del equipo . Es decir, simplifica todo el trabajo a la hora de realizar las peticiones de servicios creando referencias internas a elementos externos. Engaña al PC para que piense que se encuentra solo cuando en realidad actúa dentro de una red.
Los distintos sistemas operativos condicionan la forma en la que van a actuar los clientes entro de la red. Así, en Windows, necesitamos instalar el servicio de “compartir archivos e impresoras” para que nuestro equipo cliente actúe como servidor y cliente de archivos y periféricos, mientras que en Linux, deberemos instalar un servidor Samba para compartir
archivos en una red con equipos Windows o puntos de montaje NFS con equipos Linux.
Sin embargo, con independencia del S.O. del que se trate, un software cliente debe posibilitar que esa máquina pueda acceder a archivos remotos, elementos de hardware de otros equipos, además de posibilitar la identificación, bien en la máquina local, bien en un servidor remoto, del usuario que accede en ese momento al equipo y, por lo tanto, a la red de ordenadores.
1.6. Elementos característicos de los sistemas operativos.
Además de por su arquitectura, Los distintos sistemas operativos se diferencian por las soluciones que aportan a los requisitos de funcionamiento de un PC y de una red. Tal como hemos indicado, el sistema operativo se encarga de enlazar las aplicaciones con los dispositivos de hardware, por lo que deberá controlar elementos de ambas subestructuras.
• Sistemas de archivos. La forma de almacenar y localizar los ficheros en un disco duro es uno de los primeros problemas a resolver. Cada sistema operativo aporta una solución; así, Novell emplea el sistema DET o Windows 2000 NTFS. Además, cada sistema de almacenamiento supone la toma de decisiones sobre cómo se van a particionar las unidades de disco y cuáles van a ser los tamaños de las unidades mínimas de almacenamiento.
• Servicios de directorio. Base de datos centralizada de los recursos de la red. Cuando, en un principio existía un único servidor, y las redes no tenían un gran tamaño, la ubicación de los distintos objetos de la red y su administración era sencilla. Sin embargo, según fueron creciendo las redes y aumentando el número de servidores este problema se agravó. Era necesario crear una base de datos que recogiera y centralizara toda la información. Los servicios de directorio como el NDS de Novell o el Active Directory de Windows son dos soluciones distintas a este mismo problema.
• Seguridad de los servicios. Otra tarea de los sistemas operativos es proporcionar seguridad para, por un lado administrar los servicios de directorio y, por otro para el servicio propiamente dicho. En muchos casos conviene que la base de datos esté repartida por varios servidores (aunque disponga de un único acceso), esta distribución permite que los datos almacenados se encuentren próximos a los elementos a los que hacen referencia, sin embargo, al estar la Base de datos repartida, es necesario establecer estrategias que coordinen las actualizaciones de datos, los accesos y las copias de seguridad.
• Organización de la red. Los distintos objetos que configuran una red se pueden agrupar en dominios o grupos de trabajo. La principal diferencia entre ambos es que el control de acceso sea centralizado o local. Los sistemas operativos pueden implementar una o ambas de estas estructuras posibilitando así la creación de distintos tipos de redes.
• Protocolos de comunicación. Protocolos nativos que emplean los sistemas operativos para la comunicación en la red. Cuando procedamos a analizar cada uno de los sistemas operativos, centraremos nuestro estudio en estos aspectos.
1.6. Elementos característicos de los sistemas operativos.
Además de por su arquitectura, Los distintos sistemas operativos se diferencian por las soluciones que aportan a los requisitos de funcionamiento de un PC y de una red. Tal como hemos indicado, el sistema operativo se encarga de enlazar las aplicaciones con los dispositivos de hardware, por lo que deberá controlar elementos de ambas subestructuras.
• Sistemas de archivos. La forma de almacenar y localizar los ficheros en un disco duro es uno de los primeros problemas a resolver. Cada sistema operativo aporta una solución; así, Novell emplea el sistema DET o Windows 2000 NTFS. Además, cada sistema de almacenamiento supone la toma de decisiones sobre cómo se van a particionar las unidades de disco y cuáles van a ser los tamaños de las unidades mínimas de almacenamiento.
• Servicios de directorio. Base de datos centralizada de los recursos de la red. Cuando, en un principio existía un único servidor, y las redes no tenían un gran tamaño, la ubicación de los distintos objetos de la red y su administración era sencilla. Sin embargo, según fueron creciendo las redes y aumentando el número de servidores este problema se agravó. Era necesario crear una base de datos que recogiera y centralizara toda la información. Los servicios de directorio como el NDS de Novell o el Active Directory de Windows son dos soluciones distintas a este mismo problema.
• Seguridad de los servicios. Otra tarea de los sistemas operativos es proporcionar seguridad para, por un lado administrar los servicios de directorio y, por otro para el servicio propiamente dicho. En muchos casos conviene que la base de datos esté repartida por varios servidores (aunque disponga de un único acceso), esta distribución permite que los datos almacenados se encuentren próximos a los elementos a los que hacen referencia, sin embargo, al estar la Base de datos repartida, es necesario establecer estrategias que coordinen las actualizaciones de datos, los accesos y las copias de seguridad.
• Organización de la red. Los distintos objetos que configuran una red se pueden agrupar en dominios o grupos de trabajo. La principal diferencia entre ambos es que el control de acceso sea centralizado o local. Los sistemas operativos pueden implementar una o ambas de estas estructuras posibilitando así la creación de distintos tipos de redes.
• Protocolos de comunicación. Protocolos nativos que emplean los sistemas operativos para la comunicación en la red. Cuando procedamos a analizar cada uno de los sistemas operativos, centraremos nuestro estudio en estos aspectos.
