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1、网络操作系统,第9章,本章要点：,网络操作系统概念、功能与工作模式 Windows和Linux网络操作系统,网络操作系统是向网络计算机提供服务的系统软件，网络操作系统增加了网络操作所需要的能力。网络操作系统实质上就是具有网络功能的操作系统。,9.1 网络操作系统概述,网络操作系统（Network Operating System，NOS）是使网络上各个计算机能方便而有效地共享网络资源，为网络用户提供所需的各种服务的软件和有关规程的集合。,9.1.1 网络操作系统的功能和特性,在20世纪90年代初期以前，NOS的功能还十分简单，只提供了基本的数据通信和资源共享服务。随着NOS的迅速发展，到20世
2、纪90年代初期NOS的功能已相当丰富，性能也有大幅度提高，因而对环境的要求也有所提高。,1网络操作系统的功能,网络操作系统的基本任务是使用统一的方法管理各主机之间的通信和共享资源的利用。网络操作系统作为操作系统应提供单机操作系统的各项功能，分别是进程管理、存储管理、文件系统、设备管理和作业管理。除此之外，网络操作系统还应具备以下主要功能。 网络通信。网络通信的主要任务是提供通信双方之间无差错的、透明的数据传输服务。主要功能包括建立和拆除通信链路，对传输中的分组进行路由选择和流量控制，传输数据的差错检测和纠正等。这些功能通常由链路层、网络层和传输层硬件，以及相应的网络软件共同完成。 共享资源管理
3、。采用有效的方法统一管理网络中的共享资源（硬件和软件），协调各用户对共享资源的使用，使用户在访问远程共享资源时能像访问本地资源一样方便。,网络管理。最基本的是安全管理，主要反映在通过“存取控制”来确保数据的安全性，通过“容错技术”来保证系统发生故障时数据的安全性。此外，还包括对网络设备故障进行检测，对使用情况进行统计，以及为提高网络性能和记账而提供必要的信息。 网络服务。直接面向用户提供多种服务，如电子邮件服务、文件传输、存取和管理服务，共享硬件以及共享打印服务。 互操作。互操作就是把若干相似或不同的设备和网络互连。用户可以透明地访问各个服务点和主机，以实现更大范围的用户通信和资源共享。 提供
4、网络接口。向用户提供一组方便有效的、统一的取得网络服务的接口，以改善用户界面。如命令接口、菜单、窗口等。,2网络操作系统的特征,NOS除具备单机操作系统的并发、资源共享、虚拟和异步性四大特征之外，还引入了开放性、一致性和透明性。,3网络操作系统的安全性,用户账号安全性 时间限制 站点限制 磁盘空间限制 加密 审计,9.1.2 网络操作系统的逻辑构成,目前所存在的NOS大都是网络环境下的OS，它们全部采用了层次结构。其分层方式与ISO/OSI-RM大体相对应。NOS大多数采用客户/服务器模式，在网络服务器上配置NOS的核心部分，对客户配置工作站网络软件。这样就NOS的配置而言，NOS可分为四部分
5、，分别是网络环境软件、网络管理软件、工作站网络软件和网络服务软件。,1网络环境软件,网络环境软件配置在服务器上，它使高速并发执行的多任务具有良好的网络环境。它管理工作站与服务器之间的传输，提供高速的多用户文件系统。因此网络环境软件包括多任务软件、传输协议软件和多用户文件系统形成软件。多任务软件用于支持服务器中多个进程（网络通信进程、多个服务器进程、磁盘进程、假脱机打印进程）的并发执行；传输协议软件配合网络硬件，支持工作站与服务器之间的交互，传输协议软件分布于多个网络层上，目前用得最多的是TCP/IP协议软件；多用户文件系统形成软件将DOS环境下的单用户文件系统形成多用户文件系统，以支持多用户对
6、文件的同时访问和共享。总之，网络环境软件是强化网络环境所需的操作软件。,2网络管理软件,顾名思义，网络管理软件是用于网络管理的操作软件，分为安全性管理软件、容错管理软件、备份软件和性能监测软件。安全性管理软件是通过对用户赋予不同的访问权限，对文件和目录规定不同的访问权限来实现对数据的保护，这种为管理所配置的软件就是安全性管理软件；容错管理软件是当采用容错技术保证数据不因系统故障而丢失或出错时采用的软件；备份软件是实现数据保护而备份时采用的软件；性能监测软件是对网络运行情况及网络性能进行监测而采用的软件。性能监测的范围是网络中分组的流量、服务器性能、硬盘性能、网络接口的操作情况等。,3工作站网络
7、软件,工作站网络软件配置于工作站上，它能实现客户与服务器的交互，使工作站上的用户能访问文件服务器的文件系统和共享资源。工作站网络软件主要有重定向程序和网络基本输入输出系统。,4网络服务软件,网络服务是面向用户的，它是否受到用户的欢迎，主要取决于NOS所提供的网络服务软件是否完善。网络服务软件配置在系统（或专用）服务器或工作站上。NOS提供的网络服务软件主要有以下几种。 （1）多用户文件服务软件 （2）名字服务软件 （3）打印服务软件 （4）电子邮件服务软件,9.1.3 网络操作系统与OSI/RM,应用层应用程序接口软件 网 表示层络 会话层协 传输层议 网络层网络驱动程序软 件 链路层网络主要
8、硬件物理层 图9-1 NOS在OSI/RM中的分布 对于计算机网络（如LAN），人们往往从三个侧面（功能特性、系统构成、体系结构）进行讨论。对网络操作系统的讨论也是如此，前面已从功能特性、系统构成方面对NOS进行了简略介绍，这里就NOS和OSI/RM的对应关系进行论述。目前操作系统的发展，使NOS在OSI/RM中的分布大致如图9-1所示。这种分布并未标准化。,从分层的角度讲，NOS主要由网络驱动程序、网络协议软件和应用程序接口软件三大部分组成。 NOS几乎占据了OSI/RM的所有层，其中网络驱动程序与网络主要硬件（分布于物理层和链路层）进行通信，驱动网络运行。如在局域网中网络驱动程序介于网络接
9、口卡（NIC），即网卡，与网络协议软件之间，起着中间联系作用。网络协议软件是在整个网络范围内传输数据单元所必需的通信协议软件。主要分布于OSI/RM的第二层至第七层。应用程序接口操作软件用于应用软件与网络协议软件的通信，支持NOS实现高层服务。下面就局域网的NOS分层结构予以说明。,1网络驱动程序,就局域网标准（IEEE 802标准）而言，网络接口卡生产厂商必须提供每种网络接口卡对应的驱动程序，以确保各种接口卡都采用国际标准协议。通常厂商随同网络接口卡提供一张软盘，其中包括适用于不同操作系统的各种驱动程序。网络驱动程序屏蔽了网络接口卡接收和发送数据单元的复杂处理过程，它直接对网络接口卡的各种控
10、制/状态寄存器、DMA（直接存储器存取）、I/O（输入/输出）端口进行硬件级操作。,2网络协议软件,由于网络协议软件几乎分布在网络的所有层，因此它直接关系到网络操作系统的性能。如高速网络协议的软件会实现NOS的高速处理。,3应用程序接口（API）软件,应用层提供多种应用协议和服务，其中应用服务与应用程序之间的接口软件完成本地系统与网络环境的联系。这种软件也属于NOS。,9.1.4 网络操作系统的工作模式,常见的网络操作系统主要有集中模式、客户/服务器（Client/Server）模式和对等模式三种工作模式。 集中模式又称文件服务器模式，这种局域网中的计算机分为两类，一类为终端计算机，用户可以通
11、过它访问网络中的共享资源，但本机的资源不提供网络共享使用；另一类为文件服务器，专为网络提供共享资源和信息服务。 客户/服务器（Client/Server）模式是基于局域网的一种分布处理体系结构。运行在服务器上的操作系统有一个很小的内核，提供系统共同的操作。操作系统的其他部分分成若干相对独立的进程，每个进程实现一组服务。,对等模式是指局域网上的每一台入网计算机处于同等地位，彼此之间没有从属关系，系统也不设服务器。网络上任何一台计算机既可以使用别人提供的共享资源，也可以将自己的资源共享给网络。 B/S（Browser/Server）模式即浏览器/服务器模式。它是随着Internet技术的兴起，对C
12、/S模式的一种变化或者改进的模式。在这种模式下，用户工作界面通过WWW浏览器来实现，极少部分事务逻辑在前端（Browser）实现，但是主要事务逻辑在服务器端（Server）实现，形成三层结构。这样就大大简化了客户端计算机负荷，减轻了系统维护与升级的成本和工作量，降低了用户的总体成本（TCO）。 以目前的技术看，建立B/S模式的网络应用，并通过Internet/Intranet模式下的数据库应用，相对易于把握，成本也是较低的。它是一次到位的开发，能实现不同的人员，从不同的地点，以不同的接入方式（如LAN、WAN、Internet/Intranet等）访问和操作共同的数据库。它能有效地保护数据平台
13、和管理访问权限，服务器数据库也很安全。特别是在JAVA这样的跨平言出现之后，B/S架构管理软件更是方便、快捷和高效。,9.2 主流网络操作系统,目前，主要的网络操作系统有Windows系列、UNIX系列（含Linux）、NetWare系列。它们都具有一般网络操作系统的基本特点，又各有特色。Windows系列操作系统保持了深受广大用户欢迎的图形窗口界面，这一特性正在被越来越多的网络系统所采用。UNIX历史悠久，发展到现在已经相当成熟，它以性能安全可靠而著称。Linux凭借其先进的设计思想和自由软件的扩展模式正跻身优秀网络操作系统的行列，目前支持其应用的软件也越来越多。NetWare系统则以文件服
14、务和网络打印管理而闻名，它的目录服务功能是被业界公认的方便网络资源管理的杰作。,9.2.1 Windows网络操作系统,Windows系列网络操作系统从Windows NT 3.51开始被广大用户认可，现在流行的版本是Windows 2000 Server系列和Windows Server 2003系列，下面以Windows Server 2003为例。,1Windows Server 2003简介,微软在2003年4月发布了Windows Server 2003操作系统，是目前比较新的Windows服务器操作系统。相对于以前版本，Windows Server 2003以高效、稳定、可靠、安全
15、等特点著称。 Windows Server 2003沿用了Windows 2000 Server家族的版本划分方式，包括Windows Server 2003标准版、Windows Server 2003企业版和Windows Server 2003数据中心版。除此以外，为了降低部署成本，Windows Server 2003还专门提供了Web版本，作为部门或小型企业服务器使用。 Windows Server 2003标准版为小企业设计和部门服务器设计，重点加强文件服务、打印服务和协同作业服务等基本功能。支持4路对称式多处理器系统，4GB内存，支持超线程。,Windows Server 200
16、3企业版为中型与大型企业服务器设计，32位版本的Windows Server 2003企业版支持8路对称式多处理器系统和32GB内存。64位版本的Windows Server 2003企业版支持8路对称式多处理器系统和64GB内存。Windows Server 2003企业版还支持8节点群集、超线程、NUMA和Windows操作系统资源管理器等高端服务。 Windows Server 2003数据中心版本面向数据中心应用，可用于超大数据量的运算和数据挖掘等。32位版本支持32路对称式多处理器系统和64GB内存，64位版本支持64路对称式多处理器系统和512GB内存。Windows Server 2003数据中心版还支持8节点群集、超线程、NUMA和Windows操作系统资源管理器等高端服务。 Windows Server 2003 Web版为快速开发、部署Web服务与应用程序而设计，提供Web托管与服务系统平台。Windows Server 2003 Web版支持2路对称式多处理器系统和2GB内存，并支持超线程。Web版包含Internet信息服务6.
