Сетевые операционные системы
Сервер сетевых сообщений
Все коммуникационные механизмы Mach, которые до сих пор были рассмотрены, относились к случаю отдельной машины. Коммуникациями по сети управляют серверы пользовательского режима, называемые серверами сетевых сообщений, аналогами которых являются внешние менеджеры памяти, которые уже были рассмотрены. Каждая машина в распределенной системе Mach имеет сервер сетевых сообщений. Эти серверы работают вместе, обрабатывая межмашинные сообщения.
Сервер сетевых сообщений (Network Message Server) - это многонитевый процесс, который реализует многие функции. Они включают взаимодействие с локальными нитями, передачу сообщений через сеть, трансляцию типов данных из представления одной машины в представление другой машины, управление права доступа защищенным образом, удаленное уведомление, поддержку простого сервиса поиска сетевых имен, аутентификацию других сетевых серверов. Серверы сетевых сообщений должны поддерживать различные сетевые протоколы, в зависимости от сетей, к которым они присоединены.
Основной метод, с помощью которого сообщения пересылаются через сеть, иллюстрируется рисунком 6.14. На нем изображена машина-клиент А и машина-сервер В. Прежде, чем клиент сможет взаимодействовать с сервером, на машине А должен быть создан порт, чтобы работать как передаточное звено для сервера. Сервер сетевых сообщений имеет право ПОЛУЧИТЬ для этого порта. Нить сервера всегда прослушивает этот порт (и другие удаленные порты, которые вместе образуют набор портов). Этот порт показан как небольшой квадрат внутри ядра машины А.
Передача сообщения от клиента серверу требует пяти шагов, пронумерованных на рисунке 6.14 от 1 до 5. Во-первых, клиент посылает сообщение порту-посреднику сервера сетевых сообщений своей машины. Во-вторых, сервер сетевых сообщений получает это сообщение. Так как это сообщение сугубо локальное, то с помощью него могут быть посланы внешние данные или данные режима копирование-при-записи. В-третьих, сервер сетевых сообщений ищет локальный порт, в нашем примере 4, в таблице, которая отображает порты-посредники на сетевые порты.
Когда сетевой порт становится известен, сервер сетевых сообщений начинает искать его в других таблицах. Затем он конструирует сетевое сообщение, содержащее локальное сообщение плюс любые внешние данные, и посылает его по локальной сети серверу сетевых сообщений на машине-сервере. В некоторых случаях трафик между серверами сетевых сообщений должен быть зашифрован для защиты информации. Ответственность за разбивку сообщения на пакеты и инкапсуляцию их в формат соответствующего протокола несет транспортный модуль.
Рис. 6.14. Межмашинное взаимодействие в Mach выполняется за пять шагов
Когда сервер сообщений удаленной сети получает сообщение, он берет из него номер сетевого порта и отображает его на номер локального порта. На шаге 4 сервер записывает сообщение в этот локальный порт. Наконец, локальный сервер машины В читает сообщение из локального порта и выполняет запрос клиента машины А. Ответ проходит по этому же пути в обратном направлении.
Сложное сообщение требует небольшой дополнительной работы. Для обычных полей данных сервер сетевых сообщений на машине-сервере выполняет преобразование форматов данных, если это необходимо (например, изменяет порядок байт в слове). Обработка прав доступа при пересылке через сети также усложняется. Когда мандат пересылается через сеть, должен быть назначен номер сетевого порта, и оба сервера сетевых сообщений, отправитель и получатель, должны сделать соответствующие записи в своих таблицах отображения. Если эти машины не доверяют друг другу, необходимы тщательно разработанные процедуры аутентификации, чтобы каждая из машин убедилась в идентичности другой.
Хотя механизм передачи сообщений от одной машины к другой через сервер пользовательского режима обладает гибкостью, за это платится высокая цена, выражающаяся в снижении производительности по сравнению с реализацией межмашинного взаимодействия полностью внутри ядра, как это делается в большинстве других распределенных систем.
