系統(tǒng)集成項目管理工程師課件PPT.doc

本文由520147727貢獻(xiàn) ppt文檔可能在WAP端瀏覽體驗不佳。建議您優(yōu)先選擇TXT，或下載源文件到本機(jī)查看。 第4章 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器技術(shù) 章 網(wǎng)絡(luò)資源設(shè)備的集成是網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集成項目 中至關(guān)重要的內(nèi)容。 中至關(guān)重要的內(nèi)容。本章重點介紹網(wǎng)絡(luò)資 源設(shè)備中的服務(wù)器系統(tǒng)， 源設(shè)備中的服務(wù)器系統(tǒng)，包括網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器 和網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)。 和網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)。 本章主要內(nèi)容 1 2 3 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng) 網(wǎng)絡(luò)打印技術(shù) 4.1 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器是最重要的網(wǎng)絡(luò)資源設(shè)備，對整個 網(wǎng)絡(luò)上的用戶提供諸如文件共享、打印共享、 數(shù)據(jù)庫、WWW、E-mail等一系列服務(wù)是網(wǎng)絡(luò) 服務(wù)器的重要功能。 服務(wù)器定義：在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下提供網(wǎng)上客戶機(jī)共 享資源（包括查詢、存儲、計算等）的設(shè)備。 廣義而言，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中凡能為某類應(yīng)用提供服 務(wù)的設(shè)備或部件（軟/硬件）都可以被視為服 務(wù)器。不論是巨型計算機(jī)、大型計算機(jī)和中小 型計算機(jī)，還是工作站、臺式機(jī)或微處理器， 都可以扮演服務(wù)器的角色。 4.1.1 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的分類（1） 按用途劃分 文件打印服務(wù)器：通常文件打印服務(wù)器運行的操作系統(tǒng)有NetWare 和NT，也有少數(shù)用戶使用UNIX系統(tǒng)提供文件打印服務(wù)。 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器：網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器是一臺為網(wǎng)絡(luò)提供多種服務(wù)的計算機(jī)系統(tǒng)， 包括因特網(wǎng)服務(wù)器、Web服務(wù)器和電子郵件服務(wù)器等，提供磁盤陣 列、打印機(jī)、繪圖儀等硬件和各種大型軟件、數(shù)據(jù)庫等各種網(wǎng)絡(luò)資 源，并負(fù)責(zé)管理和協(xié)調(diào)網(wǎng)絡(luò)用戶對資源的訪問。它是計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系 統(tǒng)的核心。 數(shù)據(jù)庫服務(wù)器：數(shù)據(jù)庫服務(wù)器通常運行UNIX或NT操作系統(tǒng)，需要 配合數(shù)據(jù)庫來使用。 文件服務(wù)器：文件服務(wù)器的處理速度必須能夠滿足多個用戶的需要。 文件服務(wù)器的性能由其部件決定，如網(wǎng)絡(luò)適配器、內(nèi)存、CPU及總 線。一般來說，用速度較快的服務(wù)器作為文件服務(wù)器，會使網(wǎng)絡(luò)訪 問速度有明顯的改觀。 4.1.1 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的分類（2） 按處理器類型劃分 CISC服務(wù)器：CISC（復(fù)雜指令集計算）CPU結(jié)構(gòu)從1964年IBM360系統(tǒng)開始， 基于CISC處理器的服務(wù)器大都是Intel架構(gòu)（IA）的PC服務(wù)器，包括Intel X86 列處理器和IA-32架構(gòu)的Pentium（Pro）、Pentium、Pentium （Xeon） 等?；贑ISC處理器的Intel架構(gòu)（IA）PC服務(wù)器根據(jù)安裝結(jié)構(gòu)可以分為機(jī)座 式服務(wù)器和機(jī)架式服務(wù)器。 RISC服務(wù)器：RISC（精簡指令集計算）概念是IBM在70年代提出的。RISC技 術(shù)大幅度減少指令的數(shù)量，用簡單指令組合代替過去的復(fù)雜指令，通過優(yōu)化 指令系統(tǒng)來提高運行速度。RISC技術(shù)采用了更加簡單和統(tǒng)一的指令格式、固 定的指令長度以及優(yōu)化的尋址方式，使整個計算機(jī)體系更加合理。指令系統(tǒng) 的簡化使得系統(tǒng)指令譯碼器的設(shè)計復(fù)雜程度也大大簡化了，并使完全由硬件 邏輯實現(xiàn)指令譯碼成為可能，而盡量減少使用內(nèi)嵌微代碼來完成譯碼操作， 大大提高了指令的執(zhí)行速度。RISC處理器比同等的CISC處理器性能提高50 75，因此各種大中小型計算機(jī)和超級服務(wù)器都采用RISC架構(gòu)的處理器， RISC處理器已經(jīng)逐漸成為高性能計算機(jī)的代名詞。RISC體系結(jié)構(gòu)的服務(wù)器的 代表有DEC的Alpha Server系列、HP的HP 9000系列、SUN的Sparc Center和 Ultra Enterprise系列、IBM的RS 6000和AS 400系列等。 小型機(jī)服務(wù)器：由于RISC架構(gòu)服務(wù)器技術(shù)和性能的進(jìn)步，現(xiàn)在除了一些特大 型的企業(yè)級服務(wù)器或特別密集的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用（如機(jī)場管理、售火車票、人口 普查等）外，一般難覓小型機(jī)服務(wù)器的蹤影。 4.1.1 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的分類（3） 按網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用規(guī)模劃分 入門級服務(wù)器：通常只有l(wèi)個CPU，適用于在幾個辦公室之間完成文件共享和打 印服務(wù)，也可以完成簡單數(shù)據(jù)庫處理、Internet接入等需求。 工作組級服務(wù)器：一般支持12個CPU（SMP對稱多處理器結(jié)構(gòu)），配置了小 型服務(wù)器所必備的各種特性，如采用SCSI總線的I/O系統(tǒng)、可選裝RAID、熱插 拔硬盤、熱插撥電源和增強服務(wù)器管理功能的SM總線等。功能全面、可管理 性強、易于維護(hù)，具有高可用性特性?？蓾M足中型網(wǎng)絡(luò)用戶的數(shù)據(jù)處理、文件 共享、Internet接入以及中型數(shù)據(jù)庫應(yīng)用的需求。 部門級服務(wù)器：一般支持24個CPU（SMP對稱多處理器結(jié)構(gòu)），具有較高的 可靠性、可用性、可擴(kuò)展性和可管理性。通常標(biāo)準(zhǔn)配置有熱插拔硬盤、熱插撥 電源和RAID。這類服務(wù)器的另一些普遍特點是：具有差錯檢測和改正（ECC） 的存儲器，維護(hù)了存于磁盤和內(nèi)存RAM中數(shù)據(jù)的完整性，具有智能驅(qū)動控制器 和冗余子系統(tǒng)；數(shù)據(jù)處理能力較強、易于維護(hù)管理，是面向大型網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)品。 企業(yè)級服務(wù)器：通常支持416個或更多的CPU、最新CPU技術(shù)及關(guān)鍵部件熱插 拔技術(shù)，使得系統(tǒng)性能、系統(tǒng)連續(xù)運行時間均得到最大的提升。支持無磁盤柜 集群方式，擁有獨立的雙PCI通道和內(nèi)存擴(kuò)展板設(shè)計，具有高內(nèi)存帶寬，大容 量熱插拔硬盤和熱插撥電源，具有超強的數(shù)據(jù)處理能力，同時系統(tǒng)的監(jiān)控管理 也得到很大簡化。這類產(chǎn)品具有高度的容錯能力及優(yōu)良的擴(kuò)展性能，可作為替 代傳統(tǒng)小型機(jī)的大型企業(yè)級網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。適合運行在需要處理大量數(shù) 據(jù)、高處理速度，以及對可靠性要求極高的金融、證券、交通、郵電和通信等 行業(yè)中。 4.1.1 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的分類（4） 按系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)劃分 UMA體系結(jié)構(gòu)：UMA（Uniform Memory Access，通用內(nèi)存訪問）， 即SMP（Symmetry Multi-Processor，對稱多處理器）體系結(jié)構(gòu)采 用共享內(nèi)存，所有CPU訪問內(nèi)存的時間是一致的，處理器與處理器 之間通過總線或高速交叉開關(guān)相連，運行一個操作系統(tǒng)。這種結(jié)構(gòu) 的優(yōu)點是易于管理和資源的有效利用，但缺點是比較昂貴和擴(kuò)展性 差。在SMP中，共享存儲器以及存儲器總線是系統(tǒng)性能的瓶頸。 SMP不具有高可擴(kuò)展能力，因為它使用競爭總線和集中式共享存儲 器。同時，單操作系統(tǒng)映像（SSI）及共享存儲器是兩個潛在的單 失效點，會降低SMP的可用性。 NUMA體系結(jié)構(gòu)：NUMA（Non-Uniform Memory Access，非通用 內(nèi)存訪問）體系結(jié)構(gòu)也稱為分布式內(nèi)存結(jié)構(gòu)，每個處理器訪問內(nèi)存 的時間是可變的，處理器與處理器之間通過以太網(wǎng)或?qū)Ｓ镁W(wǎng)絡(luò)連接， 運行多個操作系統(tǒng)拷貝，內(nèi)存和IIO都是分布式資源。這種體系結(jié) 構(gòu)的優(yōu)點是比較便宜、擴(kuò)展性能好，但缺點是難于管理和資源使用 效率低。分布式存儲器結(jié)構(gòu)和高帶寬交叉開關(guān)網(wǎng)絡(luò)解決了SMP系統(tǒng) 中通常存在的許多瓶頸問題，減輕了并行計算機(jī)程序設(shè)計的復(fù)雜度； 系統(tǒng)能進(jìn)行靈活的多處理，從而實現(xiàn)較高的工作效率。 4.1.2 影響服務(wù)器性能和穩(wěn)定 的因素 影響服務(wù)器性能和穩(wěn)定的因素主要有： 中央處理器（CPU） 系統(tǒng)內(nèi)存 硬盤和硬盤控制器 隨機(jī)存取存儲器（RAM） 系統(tǒng)總線等 4.1.2 影響服務(wù)器性能和穩(wěn)定 的因素（續(xù)1） 中央處理器（CPU） CPU的數(shù)據(jù)總線寬度。數(shù)據(jù)總線的寬度決定CPU在一個處理周 期內(nèi)能存取的信息量，總線越寬，性能越好。 CPU的時鐘速度。 高速緩沖存儲器（Cache）。高速緩沖存儲器容量越大，CPU 傳遞信息的效率越高。多數(shù)CPU都有某種形式的Cache，內(nèi)嵌 在CPU中的Cache常稱之為第1級高速緩存（L1 Cache）；另 有一些放在CPU之外的Cache，稱作L2 Cache 或L3 Cache。在 設(shè)計Cache時使用了兩種新技術(shù)：一種是總線監(jiān)聽規(guī)程，它使 CPU在查到自己的Cache故障后可以訪問保存在另一個CPU Cache中的數(shù)據(jù)；另一種是管道技術(shù)，在數(shù)據(jù)從主存取出時， 可以避免CPU不必要的等待。按工作原理通常將Cache分為四 種： 通過Cache完成寫操作。 回寫式Cache。 直接映射式Cache。 雙向相連Cache。 4.1.2 影響服務(wù)器性能和穩(wěn)定 的因素（續(xù)2） 系統(tǒng)內(nèi)存 由于CPU速度的不斷提高，對于高性能系統(tǒng)的需求也不斷增加。采用先 進(jìn)的內(nèi)存技術(shù)如同步模式（SDRAM）、DDR技術(shù)，及采用較大的內(nèi)存容 量可以提高整個服務(wù)器的性能。 硬盤和硬盤控制器 硬盤是文件服務(wù)器中最容易出故障的部分。服務(wù)器的硬盤配置對服務(wù)器 的總體效率和可靠性具有關(guān)鍵性的影響。選擇硬盤主要從硬盤的容量、 性能、價格以及硬盤的接口等幾個方面考慮。如果考慮冗錯，硬盤的個 數(shù)還要增加。 硬盤的性能主要由以下因素決定： 旋轉(zhuǎn)速率：服務(wù)器硬盤中的磁盤的旋轉(zhuǎn)速率至少是每分鐘7200轉(zhuǎn)，一般為每 分鐘10000轉(zhuǎn)或10000轉(zhuǎn)以上； 平均尋道時間； 平均存取時間； 數(shù)據(jù)傳輸率：數(shù)據(jù)傳輸率主要由硬盤驅(qū)動器與系統(tǒng)的接口決定，依賴于系統(tǒng) 總線、硬盤控制器的支持和所用的數(shù)據(jù)傳輸模式。服務(wù)器的硬盤控制器一般 選用速度很快的SCSI（小型計算機(jī)系統(tǒng)接口）控制器，傳輸速率在10Mbit/s 以上。 4.1.2 影響服務(wù)器性能和穩(wěn)定 的因素（續(xù)3） 隨機(jī)存取存儲器 存儲器性能： CPU數(shù)據(jù)總線的時鐘速度； CPU數(shù)據(jù)總線的寬度； 等待狀態(tài)的數(shù)目； 存儲器芯片的速度。 存儲器故障檢驗與校正（ECC）。 系統(tǒng)總線 服務(wù)器中的系統(tǒng)總線分為服務(wù)器內(nèi)部 I/O總線和服務(wù)器外部I/O總線。服務(wù) 器的內(nèi)部I/O總線主要有ISA、EISA、VL-Bus和PCI等4種總線。現(xiàn)在最常用 的是PCI總線。硬盤與主機(jī)的連接是通過外部I/O總線實現(xiàn)的。目前常用的 I/O總線主要有ATA/EIDE和SCSI兩種。 系統(tǒng)總線對提高服務(wù)器傳遞信息的效率起重要作用，原則上是越高越好。 影響系統(tǒng)總線性能的因素有兩個： 系統(tǒng)總線的寬度 系統(tǒng)總線的時鐘頻率。 4.1.2 影響服務(wù)器性能和穩(wěn)定 的因素（續(xù)4） 綜上所述，Cache系統(tǒng)用來管理對內(nèi)存的 訪問，以使CPU能得到充足的指令或數(shù)據(jù) 供應(yīng)?？偩€控制的I/O設(shè)備也要競爭對內(nèi) 存的訪問，但它運行速率比CPU低得多。 高性能的服務(wù)器應(yīng)該使CPU和I/O設(shè)備能 同時訪問內(nèi)存，得到最大的并行運行和 最小的競爭。 4.1.3 PC服務(wù)器與臺式機(jī)的區(qū)別 可靠性的要求不同：作為網(wǎng)絡(luò)的中樞，要求服務(wù)器具有較高的可靠 性。因為，如果一臺臺式機(jī)出了故障，只影響到它本身，而如果一 臺服務(wù)器出了故障，則會造成整個網(wǎng)絡(luò)的癱瘓。所以，在服務(wù)器的 設(shè)計上，充分考慮了對可靠性的要求，并且往往有一些監(jiān)控的手段 （如監(jiān)控服務(wù)器內(nèi)的電壓、溫度等），內(nèi)存至少使用奇偶校驗內(nèi)存， 甚至使用能夠自動糾錯的ECC內(nèi)存，硬盤一般也采用可靠性比較高 的熱插拔硬盤。 擴(kuò)展性要求不同：由于服務(wù)器的可擴(kuò)展性要求較高，因此服務(wù)器一 般都是塔式機(jī)箱，能夠提供的設(shè)備安裝托架比臺式機(jī)要多，如PC服 務(wù)器一般要求有6個左右的硬盤托架，而臺式機(jī)只要求2個左右。 對外設(shè)訪問的速度和連接外設(shè)的數(shù)量要求不同：由于服務(wù)器往往連 接大容量的硬盤，并且需要頻繁地進(jìn)行硬盤的讀寫，所以服務(wù)器一 般使用高速的SCSI接口，并且往往把SCSI控制器集成在主板上。而 臺式機(jī)一般采用IDE或EIDE接口。另外，服務(wù)器一般采用PCI+EISA 的總線結(jié)構(gòu)以與以前開發(fā)的一些高速EISA接口的RAID卡、網(wǎng)卡等 兼容，而臺式機(jī)一般采用PCI+ISA的總線結(jié)構(gòu)。 4.1.4 服務(wù)器系統(tǒng)中的主要技術(shù) 對稱多處理技術(shù) 分區(qū)技術(shù) 負(fù)載均衡技術(shù) 集群高可用性技術(shù) 磁盤陣列和熱插拔 ECC內(nèi)存 ISC服務(wù)器控制技術(shù) EMP應(yīng)急管理端口 智能輸入/輸出（I2O）技術(shù) 對稱多處理技術(shù) 對稱多處理（SMP）是為了彌補單個CPU處理能力不足而引入的一種體系 結(jié)構(gòu)，是指在一個計算機(jī)上匯集了一組處理器（多CPU），各CPU之間共 享內(nèi)存子系統(tǒng)以及總線結(jié)構(gòu)。雖然同時使用多個CPU，但是從管理的角 度來看，它們的表現(xiàn)就像一臺單機(jī)一樣。系統(tǒng)將任務(wù)隊列對稱地分布于 多個CPU之上，從而極大地提高了整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理能力。內(nèi)存中只 需要一個操作系統(tǒng)的副本，任務(wù)可以在任何一個CPU上運行，對上層軟 件而言是透明的。它可以利用多個CPU的并行工作來提高整體的系統(tǒng)性 能以及系統(tǒng)的可靠性。目前常見的SMP有兩種結(jié)構(gòu)： 共享Cache結(jié)構(gòu)：實現(xiàn)起來比較容易。一般兩個CPU插槽都做在主板上， 但是兩個CPU比一個CPU的性能提高只有20%30%。目前市場上聲稱能 夠支持兩個CPU的服務(wù)器一般都是這種結(jié)構(gòu)，如IBM的320系列、 Compaq的1500系列、長城的S900/ES等。 獨立Cache結(jié)構(gòu)：獨立Cache的SMP結(jié)構(gòu)實現(xiàn)起來比較復(fù)雜。一般采用單 獨的CPU卡來做，但是性能提高很多，兩個CPU比一個CPU性能可以提高 80%90%。一般只有高檔的服務(wù)器才采用這種結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)下的服 務(wù)器一般能夠支持14個或更多的CPU，增加一個CPU時價格會有較大的 增加。 分區(qū)技術(shù)（1） 系統(tǒng)分區(qū)可以分為物理分區(qū)和邏輯分區(qū)。 早在上個世紀(jì)七十年代，IBM在大主機(jī)上 發(fā)明了分區(qū)（Partition）技術(shù)。隨著時間 的推移，技術(shù)在不斷進(jìn)步，分區(qū)技術(shù)經(jīng) 歷了從物理分區(qū)到邏輯分區(qū)的進(jìn)化，發(fā) 展到今天已經(jīng)能做到多個邏輯分區(qū)共用 一個物理資源，并且能做到負(fù)載均衡。 分區(qū)技術(shù)（2） 物理分區(qū)：物理分區(qū)是在一個大型的SMP系統(tǒng)中，硬 件資源如CPU、內(nèi)存和I/O等被組織為一個物理單元。 這樣的物理單元結(jié)合在一起，運行一個操作系統(tǒng)映像。 如圖4-1所示，在三個物理單元上運行兩個操作系統(tǒng)映 像。 分區(qū)技術(shù)（3） 邏輯分區(qū)：邏輯分區(qū)是將SMP系統(tǒng)中的硬件資源（如CPU、內(nèi)存 和I/O等）邏輯的進(jìn)行劃分。它不依賴于任何的物理單元。如圖42所示，8個CPU分屬于三個邏輯分區(qū)中（其中一個CPU未屬于任 何分區(qū)）。 分區(qū)技術(shù)（4） 分區(qū)技術(shù)的優(yōu)點 服務(wù)器集中。服務(wù)器的集中 管理和應(yīng)用模式的集中可以 減少總擁有成本（TCO）。 隔離生產(chǎn)環(huán)境和測試環(huán)境。 在一臺物理的機(jī)器上，可以 把一個分區(qū)作為生產(chǎn)環(huán)境； 另一個分區(qū)作為測試環(huán)境。 它們有各自獨立的系統(tǒng)環(huán)境， 互不干擾。這是一個很誘人 的工作模式。 提高硬件的使用率。當(dāng)一個 較大的應(yīng)用實例不能充分發(fā) 揮整個機(jī)器的硬件能力時， 可考慮將其劃分成若干個較 小的應(yīng)用實例，運行在機(jī)器 不同的邏輯分區(qū)上，以提高 整體的處理能力。 隔離不同的應(yīng)用環(huán)境。如果 應(yīng)用程序需要不同的系統(tǒng)環(huán) 境（例如時鐘）時，可將其 運行在不同的邏輯分區(qū)上。 提高硬件資源分配的靈活性。 在業(yè)務(wù)高峰時，為該應(yīng)用分 配更多的系統(tǒng)資源（如CPU、 內(nèi)存等）。這通過調(diào)整不同 邏輯分區(qū)之間的硬件資源來 實現(xiàn)。 提高硬件資源的可靠性。即 使在某個分區(qū)內(nèi)發(fā)生了不可 自動修復(fù)的硬件故障，也只 能造成這一分區(qū)的系統(tǒng)停止， 而不會影響到其他分區(qū)內(nèi)的 系統(tǒng)。已經(jīng)將硬件故障造成 整個系統(tǒng)癱瘓的可能性降到 了最低點。 負(fù)載均衡技術(shù) 在多處理器、多任務(wù)應(yīng)用環(huán)境和異構(gòu)系統(tǒng)平臺中，由 于系統(tǒng)訪問和數(shù)據(jù)請求頻繁，對服務(wù)器的處理速度將 會造成很大壓力，用戶的響應(yīng)時間延長，從而降低整 個系統(tǒng)的性能。 負(fù)載均衡技術(shù)指的是采用一種對訪問服務(wù)器的負(fù)載進(jìn) 行均衡（或者說分擔(dān)）的措施，使兩個或兩個以上的 服務(wù)器為客戶提供相同的服務(wù)。 隨著技術(shù)的發(fā)展，負(fù)載均衡從結(jié)構(gòu)上分為本地負(fù)載均 衡和地域負(fù)載均衡（全局負(fù)載均衡），前一種是指對 本地的服務(wù)器集群做負(fù)載均衡，后一種是指對分別放 置在不同的地理位置、在不同的網(wǎng)絡(luò)及服務(wù)器群集之 間作負(fù)載均衡。 負(fù)載均衡可以通過設(shè)置多臺服務(wù)器或通過軟件方式實 現(xiàn)。 負(fù)載均衡技術(shù)（續(xù)1） 多主機(jī)負(fù)載均衡：每個主機(jī)運行一個所需服務(wù)器程序 的獨立拷貝，諸如Web、FTP、E-mail服務(wù)器程序。對 于某些服務(wù)（如運行在Web服務(wù)器上的那些服務(wù)）而 言，程序的一個拷貝運行在群集內(nèi)所有的主機(jī)上，而 網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡則將工作負(fù)載在這些主機(jī)問進(jìn)行分配。 對于其他服務(wù)（例如E-mail），只有一臺生機(jī)處理工作 負(fù)載，針對這些服務(wù)，網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡允許網(wǎng)絡(luò)通信量 流到一個主機(jī)上，并在該主機(jī)發(fā)生故障時將通信量移 至其他主機(jī)。在UNIX系統(tǒng)管理中，用戶可以設(shè)置一臺 生服務(wù)器，指定一臺或多臺服務(wù)器作為從服務(wù)器，一 方面可以分擔(dān)系統(tǒng)訪問流量，另一方面可以提高整個 系統(tǒng)的安全可用性。 軟件技術(shù)：一些軟件公司提供了專門的負(fù)載管理軟件， 其中包括Platform Computing公司的LSF軟件。 負(fù)載均衡技術(shù)（續(xù)2） 服務(wù)代理和內(nèi)容分發(fā)技術(shù) 使用代理服務(wù)器，可以將請求轉(zhuǎn)發(fā)給內(nèi)部的服務(wù)器，使用這種加速 模式顯然可以提升靜態(tài)網(wǎng)頁的訪問速度。然而，也可以考慮這樣一 種技術(shù)，使用代理服務(wù)器將請求均勻轉(zhuǎn)發(fā)給多臺服務(wù)器，從而達(dá)到 負(fù)載均衡的目的。 這種代理方式與普通的代理方式有所不同，標(biāo)準(zhǔn)代理方式是客戶使 用代理訪問多個外部服務(wù)器，而這種代理方式是代理多個客戶訪問 內(nèi)部服務(wù)器，因此也被稱為反向代理模式。雖然實現(xiàn)這個任務(wù)并不 是特別復(fù)雜，然而由于要求特別高的效率，實現(xiàn)起來并不簡單。 使用反向代理的好處是，可以將負(fù)載均衡和代理服務(wù)器的高速緩存 技術(shù)結(jié)合在一起，提供有益的性能。然而它本身也存在一些問題， 首先就是必須為每一種服務(wù)都專門開發(fā)一個反向代理服務(wù)器，這就 不是一個輕松的任務(wù)。代理服務(wù)器本身雖然可以達(dá)到很高效率，但 是針對每一次代理，代理服務(wù)器就必須維護(hù)兩個連接：一個對外的 連接，一個對內(nèi)的連接。因此對于特別高的連接請求，代理服務(wù)器 的負(fù)載也就非常之大。反向代理方式下能應(yīng)用優(yōu)化的負(fù)載均衡策略， 每次訪問最空閑的內(nèi)部服務(wù)器來提供服務(wù)。但是隨著并發(fā)連接數(shù)量 的增加，代理服務(wù)器本身的負(fù)載也變得非常大，最后反向代理服務(wù) 器本身更會成為服務(wù)的瓶頸。 集群高可用性技術(shù) 集群技術(shù)是將一組相互獨立的計算機(jī)通過高速的通信網(wǎng)絡(luò)而組成的一 個單一的計算機(jī)系統(tǒng)，并以單一系統(tǒng)的模式加以管理。其出發(fā)點是提 供高可靠性、可擴(kuò)充性和抗災(zāi)難性。 一個服務(wù)器集群包含多臺擁有共享數(shù)據(jù)存儲空間的服務(wù)器，各服務(wù)器 之間通過內(nèi)部局域網(wǎng)進(jìn)行相互通信。 在集群系統(tǒng)中運行的服務(wù)器并不一定是高檔產(chǎn)品，但服務(wù)器的集群卻 可以提供相當(dāng)高性能的不停機(jī)服務(wù)；每一臺服務(wù)器都可承擔(dān)部分計算 任務(wù)，并且由于群集了多臺服務(wù)器的性能，整體系統(tǒng)的計算能力將有 所提高；同時，每臺服務(wù)器還能承擔(dān)一定的容錯任務(wù)，當(dāng)其中某臺服 務(wù)器出現(xiàn)故障時，系統(tǒng)可以在專用軟件的支持下將這臺服務(wù)器與系統(tǒng) 隔離，并通過各服務(wù)器之間的負(fù)載轉(zhuǎn)移機(jī)制實現(xiàn)新的負(fù)載平衡，同時 向系統(tǒng)管理員發(fā)出報警信號。 集群系統(tǒng)通過功能整合和故障過渡技術(shù)實現(xiàn)系統(tǒng)的高可用性和高可靠 性，集群技術(shù)還能夠提供相對低廉的總體擁有成本和強大靈活的系統(tǒng) 擴(kuò)充能力。 集群高可用性技術(shù)可用兩種方法來實現(xiàn)： 雙機(jī)容錯 多機(jī)集群 雙機(jī)容錯技術(shù)（1） 雙機(jī)系統(tǒng)是由兩臺服務(wù)器和共享存儲子系統(tǒng)組成的。 在雙機(jī)系統(tǒng)中，每臺主機(jī)都有自己的系統(tǒng)盤，安裝操作系統(tǒng)和應(yīng) 用程序；每臺主機(jī)至少安裝兩塊網(wǎng)卡，一塊連接到網(wǎng)絡(luò)上，對外 提供服務(wù)，另一塊相互與另一臺主機(jī)連接，用于偵測對方的工作 狀況；每臺主機(jī)都連接在共享磁盤子系統(tǒng)上，共享磁盤子系統(tǒng)通 常均為有容錯功能的磁盤陣列，各種應(yīng)用所需的數(shù)據(jù)均儲存在磁 盤陣列子系統(tǒng)上。 雙機(jī)容錯系統(tǒng)有兩種工作模式： Active/Standby模式下，兩臺服務(wù)器一主一備。系統(tǒng)正常運行時，主 服務(wù)器處于工作狀態(tài)（Active），另一臺服務(wù)器則處于備用 （standby）狀態(tài)；當(dāng)主服務(wù)器出現(xiàn)故障不能提供相關(guān)服務(wù)時，由各 用服務(wù)器接替主服務(wù)器工作，從而實現(xiàn)容錯功能。 在Active/Active模式下，正常運行時，兩臺服務(wù)器都處于工作狀態(tài)， 提供相同的或不同的服務(wù)：當(dāng)其中任何一臺服務(wù)器出現(xiàn)故障時，它 所承擔(dān)的工作被對方所接替，使服務(wù)不被中斷。 在雙機(jī)容錯系統(tǒng)的配置中，雙機(jī)軟件是必不可少的。 雙機(jī)容錯技術(shù)（2） 雙機(jī)容錯系統(tǒng)物理連接圖 集群技術(shù) 近年來，SMP系統(tǒng)常被作為一個節(jié)點構(gòu)成更大的并行巨 型機(jī)系統(tǒng)，這就是Cluster SMP（CSMP，集群SMP）系 統(tǒng)。在集群系統(tǒng)中，所有節(jié)點可一起工作，如同一個單 一集成的計算資源；每個節(jié)點都有自己的操作系統(tǒng)，并 能通過共享磁盤來共享關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。對于 CSMP系統(tǒng)來說，擴(kuò)展能力只是增加更多的處理器、磁 盤、存儲器、I/O帶寬或另一個節(jié)點。 CSMP雖然在技術(shù)上比傳統(tǒng)的SMP系統(tǒng)更復(fù)雜，但卻有很 多好處，如容易編程、硬件自動容錯、動態(tài)聯(lián)機(jī)后備、 動態(tài)批量負(fù)載平衡等，且可用性通常比其他結(jié)構(gòu)高。因 此，CSMP代表了未來巨型機(jī)結(jié)構(gòu)技術(shù)的重要方向。 集群技術(shù)的關(guān)鍵是一個結(jié)構(gòu)獨立的集群軟件，可以是獨 立的軟件廠家的產(chǎn)品，它為多臺應(yīng)用服務(wù)群的高可用性 管理提供了解決方案。 磁盤陣列和熱插拔 磁盤陣列一般指的是RAID磁盤陣列，也就是采用多余 的磁盤來對信息進(jìn)行冗余保存，從而提高磁盤系統(tǒng)的 可靠性。當(dāng)某個硬盤發(fā)生故障時，可以通過保存在其 他硬盤上的冗余信息把故障硬盤上的數(shù)據(jù)全部恢復(fù)出 來。 熱插拔是一種不停機(jī)恢復(fù)故障硬盤的技術(shù)，一般需要 和磁盤陣列配合使用。當(dāng)磁盤發(fā)生故障時，可以在不 停機(jī)的情況下更換故障硬盤并恢復(fù)故障硬盤中的數(shù)據(jù)， 而此時系統(tǒng)正常工作仍在繼續(xù)。這種技術(shù)只有在發(fā)生 故障時也不允許服務(wù)中斷的某些關(guān)鍵場合才需要。但 是這種技術(shù)只解決了磁盤子系統(tǒng)的故障問題，當(dāng)系統(tǒng) 發(fā)生其他故障時還是需要停機(jī)處理，所以在可靠性要 求更高的場合還有雙機(jī)熱備份等技術(shù)。 ECC內(nèi)存 內(nèi)存是一種很重要的部件，程序需要在內(nèi)存中保存并 運行，所有的數(shù)據(jù)也都需要在內(nèi)存中處理，內(nèi)存出錯 肯定會引起數(shù)據(jù)錯誤甚至造成系統(tǒng)死機(jī)。在服務(wù)器上 一般采用奇偶校驗內(nèi)存，它能夠檢測到內(nèi)存1位的錯誤。 在可靠性要求較高的場合，特別是當(dāng)采用的內(nèi)存量較 大的時候，應(yīng)該采用ECC內(nèi)存。ECC內(nèi)存能夠檢測并自 動糾正錯誤。一般能夠檢測2位錯誤，自動糾正任何1 位錯誤。ECC內(nèi)存的實現(xiàn)在服務(wù)器上也有兩種形式：一 種是內(nèi)存的插槽與普通內(nèi)存一樣，為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的SIMM 插槽，內(nèi)存采用特殊的ECC內(nèi)存條，錯誤檢測和糾正功 能在內(nèi)存條上實現(xiàn)，低檔服務(wù)器一般都采用這種方法； 另一種方法是采用特殊的ECC內(nèi)存卡，多條SIMM內(nèi)存 條插在內(nèi)存卡上，內(nèi)存卡上有電路來實現(xiàn)錯誤的檢測 和糾正，高檔服務(wù)器一般采用這種方法。 ISC服務(wù)器控制技術(shù) ISC（Intel Server Control）是一種網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控技術(shù)，只 適用于使用Intel架構(gòu)的帶有集成管理功能主權(quán)的服務(wù) 器。采用這種技術(shù)后，用戶在一臺普通的客戶機(jī)上， 就可以監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)上所有使用Intel主板的服務(wù)器，監(jiān)控 和判斷服務(wù)器是否正常。 一旦服務(wù)器中機(jī)箱、電源、風(fēng)扇、內(nèi)存、處理器、系 統(tǒng)信息、溫度、電壓或第三方硬件中的任何一項出現(xiàn) 錯誤，就會報警提示管理人員。值得一提的是，監(jiān)測 端和服務(wù)器端之間的網(wǎng)絡(luò)可以是局域網(wǎng)也可以是廣域 網(wǎng)，可直接通過網(wǎng)絡(luò)對服務(wù)器進(jìn)行啟動、關(guān)閉或重新 置位，極大地方便了管理和維護(hù)工作。 EMP應(yīng)急管理端口 EMP（Emergency Management Port）是服務(wù)器主板 上所帶的一個用于遠(yuǎn)程管理服務(wù)器的接口。遠(yuǎn)程控制 機(jī)可以通過Modem與服務(wù)器相連，控制軟件安裝于控 制機(jī)上。遠(yuǎn)程控制機(jī)通過EMP Console控制界面可以對 服務(wù)器進(jìn)行下列工作： 打開或關(guān)閉服務(wù)器的電源。 重新設(shè)置服務(wù)器，甚至包括主權(quán)BIOS和CMOS的參數(shù)。 監(jiān)測服務(wù)器內(nèi)部情況，如溫度、電壓、風(fēng)扇情況等。 以上功能可以使技術(shù)支持人員在遠(yuǎn)地通過Modem和電 話線及時解決服務(wù)器的許多硬件故障。這是一種很好 的實現(xiàn)快速服務(wù)和節(jié)省維護(hù)費用的技術(shù)手段。通過ISC 和EMP兩種技術(shù)可以實現(xiàn)對服務(wù)器的遠(yuǎn)程監(jiān)控管理。 智能輸入/輸出（I2O）技術(shù) 隨著處理器性能的飛速提高，服務(wù)器系統(tǒng)的 作用越來越大，一旦作為網(wǎng)絡(luò)中心設(shè)備后， 其數(shù)據(jù)傳輸量會大大增加，因而I/O數(shù)據(jù)傳輸 經(jīng)常會成為整個系統(tǒng)的瓶頸。 智能輸入/輸出（I2O）技術(shù)把任務(wù)分配給智 能I/O系統(tǒng)，在這些子系統(tǒng)中，專用的I/O處 理器將負(fù)責(zé)中斷處理、緩沖存取以及數(shù)據(jù)傳 輸?shù)确爆嵉娜蝿?wù)，這樣，系統(tǒng)的吞吐能力就 得到了提高，服務(wù)器的主處理器也能被解放 出來去處理更為重要的任務(wù)。 4.2 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng) 操作系統(tǒng)是最基本的系統(tǒng)軟件，它是控制和管理計算機(jī)硬件與軟 件資源、合理地組織計算機(jī)的工作流程，以及方便用戶使用計算 機(jī)系統(tǒng)的眾多程序的集合。從用戶的觀點看，它是用戶和計算機(jī) 之間的接口；從資源管理觀點看，它是控制和管理計算機(jī)資源的 軟件。操作系統(tǒng)通常管理文件、存儲器、程序的加載和運行、設(shè) 備、輸入/輸出、多個程序之間的CPU調(diào)度等多種資源。 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)（NOS，Network Operating System NOS Network System）就是通常所 說的服務(wù)器操作系統(tǒng)，是網(wǎng)絡(luò)的核心。網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)通常安裝在 中央控制節(jié)點服務(wù)器上，提供網(wǎng)絡(luò)操作的基本環(huán)境，除了具 有常規(guī)操作系統(tǒng)的處理器管理、存儲器管理、設(shè)備管理、文件管 理、作業(yè)管理等功能之外，還具有多協(xié)議支持、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)、容錯、 網(wǎng)絡(luò)用戶管理、網(wǎng)絡(luò)資源管理、網(wǎng)絡(luò)運行狀況統(tǒng)計、網(wǎng)絡(luò)安全性 的建立、網(wǎng)絡(luò)信息通信等其它網(wǎng)絡(luò)服務(wù)管理功能。 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)都是多任務(wù)、多用戶的操作系統(tǒng)。 目前網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)種類極少，常用的有：UNIX/Linux系列，如 SCO公司和Solaris公司的UNIX系統(tǒng)、Turbo Linux等；微軟公司的 Windows NT/2000；Novell公司的NetWare等。 4.2.1 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)概述 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的分類 按照不同的分類方法，網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)可分為不同的類別 按聯(lián)網(wǎng)范圍分類：網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)可分為廣域網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)和局 域網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。隨著計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù)和各種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、 通信協(xié)議的發(fā)展，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的地域界限將變得模糊起來。 按網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議和傳輸協(xié)議分類：網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)可分為支持 TCP/IP的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，支持SPX/IPX的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，支持 SNA的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，支持NET BIOS的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，支持 SMB的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，支持NFS的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)以及支持Apple Talk的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)等等。 按網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)模塊分類：網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)包括很多模塊，如果 它們均等地分布在多個工作站上，由各個節(jié)點分擔(dān)局域網(wǎng)的資 源管理和分配，這種網(wǎng)絡(luò)稱為對等型網(wǎng)絡(luò)。則稱該系統(tǒng)為對等 式網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)；若其中的部分模塊駐留在服務(wù)器上，作為服 務(wù)器軟件，而另有一部分模塊安裝在網(wǎng)絡(luò)工作站等有關(guān)設(shè)備上， 這樣的系統(tǒng)被稱為客戶機(jī)/服務(wù)器型操作系統(tǒng)。 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的特點 從體系結(jié)構(gòu)的角度看 當(dāng)今的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)可能不同于一般網(wǎng)絡(luò)協(xié)議所需的完整的 協(xié)議通信傳輸功能，但具有所有操作系統(tǒng)的職能，如任務(wù)管 理、緩沖區(qū)管理、文件管理及磁盤、打印機(jī)等外設(shè)管理。 從操作系統(tǒng)的觀點看 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)大多是圍繞核心調(diào)度的多用戶共享資源的操作 系統(tǒng)，包括磁盤處理、打印機(jī)處理、網(wǎng)絡(luò)通信處理等面向用 戶的處理程序和多用戶的系統(tǒng)核心調(diào)度程序。 從網(wǎng)絡(luò)的觀點看 可以將網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)與標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)層次模型作一比較，見下 表： 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的特點（續(xù)1） 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)與ISO/OSI參考模型的關(guān)系 OSI 7. 應(yīng)用層 6. 表示層 5. 會話層 4. 傳輸層 3. 網(wǎng)絡(luò)層 2. 數(shù)據(jù)鏈路層 1. 物理層 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng) 應(yīng)用程序：如文件、電子郵件等 子網(wǎng)協(xié)議：如NCP、SMB、NET BIOS等 SPP、SPX、TCP等 IP、IDP、IPX 網(wǎng)絡(luò)接口驅(qū)動程序 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的特點（續(xù)2） 在物理層和鏈路層，一般網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)支持多種網(wǎng)卡，其中有基 于總線的，也有基于令牌環(huán)的網(wǎng)卡及支持星型網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)卡。因此， 從拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)來看，網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)可以運行于總線型、環(huán)型、星型 等多種形式的網(wǎng)絡(luò)之上。換句話說，網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)獨立于網(wǎng)絡(luò)的 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。為了提供網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)性，一般網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)提供了多 種復(fù)雜的橋接、路由功能，可以將具有相同或不同的網(wǎng)卡、協(xié)議、 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)連接起來。 OSI模型的第35層的網(wǎng)絡(luò)軟件主要對應(yīng)于以下兩種功能：支持 高層服務(wù)。如建立客戶與一個應(yīng)用程序的服務(wù)器之間的對話或者 是用戶邏輯名和網(wǎng)絡(luò)資源的聯(lián)系等；支持有效的、可靠的網(wǎng)絡(luò) 數(shù)據(jù)的傳輸，不考慮物理位置。一般來說，網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的應(yīng)用 程序范圍可以認(rèn)為在第7層和第6層內(nèi)。 當(dāng)今的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)一般將網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議作為內(nèi)置的功能來實現(xiàn)， 因而其范圍包括了整個或大部分OSI模型的網(wǎng)絡(luò)體系層次。 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的特點（續(xù)3） 應(yīng)具有可擴(kuò)充性、良好的系統(tǒng)使用性能和豐富 的應(yīng)用程序 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)還應(yīng)具有可擴(kuò)充性，如實現(xiàn)即插即用。 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)應(yīng)具有良好的系統(tǒng)使用性能，能夠在 系統(tǒng)的安全、容錯及吞吐量之間尋求一個平衡。一 個成熟的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，會有眾多的軟件廠商為它 開發(fā)應(yīng)用軟件，因此擁有豐富的應(yīng)用程序。通常這 些應(yīng)用軟件包含了如電子郵件系統(tǒng)、系統(tǒng)備份軟件、 防病毒軟件等等。 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的特征 一個典型的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，大都具有以下特征： 硬件獨立：網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)可以在不同的網(wǎng)絡(luò)硬件上運 行。 網(wǎng)橋/路由連接：可以通過網(wǎng)橋、路由功能與別的網(wǎng)絡(luò) / 連接。 多用戶支持：在多用戶環(huán)境下、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)給應(yīng)用 程序以及數(shù)據(jù)文件提供了足夠的、標(biāo)準(zhǔn)化的保護(hù)。 網(wǎng)絡(luò)管理：支持網(wǎng)絡(luò)實用程序及其管理功能，如系統(tǒng) 備份、安全管理、容錯、性能控制等。 安全性和存取控制：對用戶資源進(jìn)行控制，并提供控 制用戶對網(wǎng)絡(luò)訪問的方法。 用戶界面：網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)會給用戶提供豐富的界面功 能，具有多種網(wǎng)絡(luò)控制方式。 4.2.2 NetWare網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng) NetWare是美國Novell公司開發(fā)的一種高性能局域網(wǎng)操 作系統(tǒng)，是Novell網(wǎng)的技術(shù)核心。 NetWare的系統(tǒng)結(jié)構(gòu) NetWare最重要的特性是基于基本模塊設(shè)計思想的開放式系統(tǒng) 結(jié)構(gòu)。NetWare是一個開放的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器平臺，可以方便地對 其進(jìn)行擴(kuò)充。NetWare系統(tǒng)對不同的工作平臺、不同的網(wǎng)絡(luò)協(xié) 議環(huán)境以及各種工作站操作系統(tǒng)提供了一致的服務(wù)。 使用NetWare的可安裝模塊（NLMs）可以建立及擴(kuò)充一個文 件服務(wù)器。 作為一個NOS的環(huán)境，NetWare規(guī)定了與OSI參考模型相應(yīng)的 五層協(xié)議，提供文件和打印機(jī)共享，支持諸如電子郵件傳輸 和數(shù)據(jù)庫訪問等應(yīng)用。下圖4為NetWare的主要協(xié)議和OSI參 考模式的對應(yīng)關(guān)系。 NetWare協(xié)議和ISO/OSI參考模 型的對應(yīng)關(guān)系 4.2.3 UNIX系列操作系統(tǒng) UNIX是一個多用戶、多任務(wù)的操作系統(tǒng)，1969年誕生 于美國AT&T公司的貝爾實驗室。UNIX已發(fā)展為兩個重 要的分支：一是AT&T公司的UNIX System V，在微機(jī) 上主要采用該版本；另一個是加州大學(xué)伯克利分校計 算機(jī)系統(tǒng)研究小組（CSRG）將UNIX改進(jìn)后的BSD UNIX（Berkeley Software Distribution），簡稱伯克利 版本（BSD），主要運行于大、中型機(jī)上。 UNIX是一組操作系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)有幾十種不同版本，可 以運行在從PC到超級計算機(jī)的非常廣泛的服務(wù)器平臺 上，具有大型服務(wù)器操作系統(tǒng)的功能，并支持網(wǎng)絡(luò)文 件系統(tǒng)（NFS）和提供數(shù)據(jù)庫應(yīng)用，在廣域網(wǎng)中應(yīng)用比 較廣泛。 UNIX的系統(tǒng)結(jié)構(gòu) UNIX操作系統(tǒng)在層次結(jié)構(gòu)上分為兩個層次：一個層次是操作系統(tǒng) 內(nèi)核（核心層），它提供最基本的系統(tǒng)能力，如設(shè)備驅(qū)動、進(jìn)程 調(diào)度、資源管理等；另一個層次是系統(tǒng)應(yīng)用程序（實用層），包 括一組外部命令、軟件開發(fā)環(huán)境、窗口系統(tǒng)等。二者之間是單向 依賴關(guān)系，應(yīng)用程序只有通過內(nèi)核才能訪問各種硬件資源，內(nèi)核 的作用在于隱藏硬件技術(shù)細(xì)節(jié)，向應(yīng)用程序提供通用的、功能增 強的界面，如圖所示。 核外 系統(tǒng)應(yīng)用程序 程序員界面 內(nèi)核 操作系統(tǒng)內(nèi)核 硬件 UNIX的TCP/IP協(xié)議與OSI/RM 模型的對應(yīng)關(guān)系 OSI/RM 7. 應(yīng)用層 6. 表示層 5. 會話層 4. 傳輸層 3. 網(wǎng)絡(luò)層 2. 數(shù)據(jù)鏈路層 1. 物理層 ICMP、ARP、RARP LAN/WAN 物理層 IP TCP或UDP UNIX TCP/IP TELNET、FTP、TFTP、SNMP、DNS Linux操作系統(tǒng) 近兩年，Linux系統(tǒng)異軍突起。作為類UNIX操作系統(tǒng)，Linux以 UNIX的品質(zhì)和獨有的開放性向傳統(tǒng)的NOS提出了強有力的挑戰(zhàn)， 目前Linux的裝機(jī)量與市場份額在穩(wěn)步增加。常見的Linux系統(tǒng)有 Red Hat和Xteam。 Linux可以在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器上運行，也可以在客戶機(jī)上運行。它具有 以下基本特征：是一個多用戶、多任務(wù)操作系統(tǒng)；符合POSTX （可移植操作系統(tǒng)接口）標(biāo)準(zhǔn)；提供具有內(nèi)置安全措施的分層的 文件系統(tǒng)、提供Shell命令解釋程序（如Cohell、Bash）和編程語 言（如C、C+等）、提供強大的網(wǎng)絡(luò)管理如遠(yuǎn)程管理功能； Linux還具有內(nèi)核的編程接口和圖形用戶接口，及大量的實用程序 和通信、聯(lián)網(wǎng)工具，并具有面向屏幕的編輯軟件。 除此之外，Linux還具有以下獨特之處，即它的內(nèi)核源代碼是公開 的，任何人都可以通過Internet下載它、修改它，并公布修改結(jié) 果；它還可以在多種硬件平臺上運行，而且還支持對稱多處理器 （SMP）的服務(wù)器；它還可以仿真多種操作系統(tǒng)軟件環(huán)境，如 DOS、Windows、Windows NT等。 4.2.4 Windows NT系列操作系統(tǒng) Microsoft公司于1988年推出Windows NT。“NT”意指 “New Technology”，它把多任務(wù)和存儲管理的功能與 Windows 95的優(yōu)美的用戶界面統(tǒng)一起來，是一個現(xiàn)代 化的、模塊化的、32位的可移植的操作系統(tǒng)。 Windows NT具有工作站及小型機(jī)的操作系統(tǒng)中所具有 的強大功能，這包括強大的文件系統(tǒng)、帶有優(yōu)先權(quán)的 多任務(wù)/多線程環(huán)境。Windows NT具有高性能的應(yīng)用 程序接口（API）通信功能及管理工具，支持對稱多處 理器，與DCE兼容的遠(yuǎn)程過程調(diào)用，支持POSIX及TCP 協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)功能，而且還獨立于硬件平臺。 Windows NT的系統(tǒng)結(jié)構(gòu) Windows NT的結(jié)構(gòu)可以分為兩部分： 系統(tǒng)用戶態(tài)部分（Windows NT保護(hù)子系統(tǒng)）：是由諸客戶進(jìn)程和 服務(wù)器進(jìn)程所構(gòu)成的，其結(jié)構(gòu)關(guān)系為客戶/服務(wù)器模型。Windows NT有兩類保護(hù)子系統(tǒng)： 環(huán)境子系統(tǒng)：每個環(huán)境子系統(tǒng)是一個用戶態(tài)服務(wù)器，為特定的操作系 統(tǒng)提供一個API。它為客戶進(jìn)程提供如下服務(wù)：當(dāng)一個應(yīng)用程序調(diào)用 其相應(yīng)的某個API時，一個消息通過執(zhí)行體的本地過程調(diào)用LPC工具， 發(fā)送給完成該API程序的服務(wù)器環(huán)境子系統(tǒng)；子系統(tǒng)執(zhí)行API例程， 并通過LPC將結(jié)果返回應(yīng)用程序進(jìn)程。用戶態(tài)的每一個環(huán)境子系統(tǒng)都 可以支持多個客戶應(yīng)用程序同時運行。 集成子系統(tǒng)：是完成重要操作系統(tǒng)功能的服務(wù)器。 系統(tǒng)核心態(tài)部分（NT執(zhí)行體）：NT的執(zhí)行體的結(jié)構(gòu)是層次式與微 內(nèi)核的結(jié)合。它由一組部件構(gòu)成，這些部件形成了層次結(jié)構(gòu)： 最上面一層是由系統(tǒng)服務(wù)下面的幾個部件構(gòu)成，如對象管理程序、安 全調(diào)用監(jiān)視程序、進(jìn)程管理程序等； 中間層為NT內(nèi)核； 最底下的一層是硬件抽象層，它將NT執(zhí)行體的其余部分與運行機(jī)器 的硬件特性隔離開來。 OSI/RM模型與NT的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 體系模型 SMB：Server Message Block 服務(wù)器報文塊 TDI：Time Delay Indicator 延時指示器 NDIS：Network Drive Interface Specification 網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動程序接口說明 Windows NT的網(wǎng)絡(luò)功能特點（1） 多種網(wǎng)絡(luò)支持：Windows NT擴(kuò)展了網(wǎng)絡(luò)功能：支持對等網(wǎng)絡(luò)、 客戶/服務(wù)器型網(wǎng)絡(luò)；可以在網(wǎng)絡(luò)中共享文件與資源；Windows NT支持與NetWare、UNIX服務(wù)器之間的多種協(xié)議會話；支持遠(yuǎn)程 過程調(diào)用（RPC）。 安全性：Windows NT有極高的安全性：Windows NT要求用戶使 用口令登錄，并可以定義對文件和打印機(jī)等資源的存取控制。 管理方便：Windows NT采用圖形用戶界面，并提供了一系列有 關(guān)系統(tǒng)設(shè)置、文件系統(tǒng)、管理工具的應(yīng)用程序，簡單易用。在上 述的應(yīng)用程序中也包含了很多有關(guān)網(wǎng)絡(luò)配置、網(wǎng)絡(luò)管理的應(yīng)用， 使得網(wǎng)絡(luò)用戶和網(wǎng)絡(luò)管理員可在更友好的界面下管理、使用網(wǎng)絡(luò)。 自動連接：自動重新連接為用戶提供了極大的方便。如果網(wǎng)絡(luò)出 現(xiàn)瞬時故障，當(dāng)服務(wù)器恢復(fù)正常工作后，Windows NT可以自動 建立起網(wǎng)絡(luò)連接，用戶甚至不知道服務(wù)器曾經(jīng)停止過工作。 系統(tǒng)容錯能力：Windows NT有內(nèi)在的容錯能力，包括驅(qū)動器雙 工、磁盤鏡像等功能，保證網(wǎng)絡(luò)在出現(xiàn)故障時仍能正常工作。 Windows NT的網(wǎng)絡(luò)功能特點（2） 內(nèi)裝網(wǎng)絡(luò)功能：通常的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)是在傳統(tǒng)操作系統(tǒng)之上附加 上具有網(wǎng)絡(luò)功能的軟件。但Windows NT不是這樣，它把網(wǎng)絡(luò)功 能做在操作系統(tǒng)之中，稱之為內(nèi)裝，而且是作為該操作系統(tǒng)執(zhí)行 體的輸入/輸出（I/O）系統(tǒng)的一部分。 NT內(nèi)裝網(wǎng)絡(luò)的工作過程是：當(dāng)用戶態(tài)軟件（例如Win32 I/O API）通 過調(diào)用本機(jī)NT I/O服務(wù)子程序發(fā)出I/O請求（如向?qū)Ψ綄懕P）時， I/O管理程序為它創(chuàng)建一個I/O請求包（IRP），并將其傳送給 Windows NT重定向程序（文件系統(tǒng)的一個驅(qū)動程序）；重定向程序 將請求包提交給傳輸驅(qū)動程序，傳輸驅(qū)動程序?qū)φ埱蟀M(jìn)行處理， 并將其放在網(wǎng)絡(luò)上；當(dāng)請求到達(dá)Windows NT的目的地時，由傳輸驅(qū) 動程序接收并復(fù)制數(shù)據(jù)到緩沖區(qū)，然后調(diào)用文件系統(tǒng)驅(qū)動程序，發(fā) 出I/O命令寫盤。 由上述內(nèi)裝網(wǎng)絡(luò)工作過程可以看出，NT的內(nèi)裝網(wǎng)絡(luò)功能有如下特點： 將聯(lián)網(wǎng)能力加入到操作系統(tǒng)中，使之成為操作系統(tǒng)功能的一個組 成部分；NT系統(tǒng)支持文件復(fù)制、電子郵件和遠(yuǎn)程打印，而無需用 戶在機(jī)器上再安裝任何的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器軟件；內(nèi)裝網(wǎng)絡(luò)包含很多部 件，最主要的是重定向程序、服務(wù)器和傳輸驅(qū)動程序；NT支持多 個網(wǎng)絡(luò)協(xié)議；內(nèi)裝網(wǎng)絡(luò)是開放式結(jié)構(gòu)，不僅重定向程序、服務(wù)器 和傳輸驅(qū)動程序可以被動態(tài)地裝入和卸出，而且很多不同的部件可 以并存。 Windows NT Server 4.0操作系統(tǒng) Windows NT Server 4.0作為Windows NT 4.0的服務(wù)器 版本（簡稱NTS 4.0），支持對稱多處理器和多種類型 的CPU，具有32位地址空間，提供了支持4GB（2GB 2GB）的內(nèi)存空間，其中2GB供操作系統(tǒng)使用，另外 2GB供應(yīng)用程序使用，NTS 4.0擁有新一代文件管理系 統(tǒng)NTFS，使文件系統(tǒng)的穩(wěn)定性、安全性、可靠性都得 到了提高；同時它具有Windows 95/98的界面，支持 多種傳輸協(xié)議，并與Netware、UNIX等多種網(wǎng)絡(luò)兼容； 它還對所有應(yīng)用提供多線程、搶先多任務(wù)處理的支持， 具有強大的通信和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)功能。 Windows 2000操作系統(tǒng) Windows 2000的新特性：Windows 2000是基于 Windows NT技術(shù)、并把Windows 98與Windows NT完 善結(jié)合的千禧年網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。它內(nèi)置了IE 5.0瀏覽器， 是純32位的系統(tǒng)內(nèi)核，能夠運行絕大多數(shù)的Windows 95/98/NT的程序。 Windows 2000的新特性主要包括：多種風(fēng)格的個人界面設(shè) 計；更新的系統(tǒng)保障和安全系統(tǒng)；精簡的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議； 封裝了PCanywhere遠(yuǎn)端控制軟件，并將此作為自帶功能； 全面的多媒體應(yīng)用手段，支持目前所有的視頻、音頻格式； 支持最新的DVD刻錄技術(shù)；完整的DVD解碼、播放和壓縮 功能。這些新特性增強了系統(tǒng)安全，提升了網(wǎng)絡(luò)效率，并拓 寬了服務(wù)范圍。 Windows 2000的四個版本（1） Windows 2000有四個版本，由低到高依次是 Windows 2000 Professional、Windows 2000 Server、Windows 2000 Advanced Server及 Windows Data Center。每一個版本都包含了 前面版本的功能。 四個版本可以分成兩個等級： 專業(yè)版（Professional），適合個人使用。 服務(wù)器版（Server、Advanced Server、Data Center Server），適合架設(shè)網(wǎng)站。 Windows 2000的四個版本（2） Windows 2000專業(yè)版 是給Windows 95/98用戶和Windows NT Workstation用戶升級使用的。因為Windows 98的 穩(wěn)定性和安全性較差，而在Windows NT網(wǎng)絡(luò)工作 站上使用的Windows NT Workstation到現(xiàn)在仍普及 得不夠好，因此Windows 2000 Professional的出現(xiàn) 將全面提升個人用戶或NT工作站用戶計算機(jī)的穩(wěn)定 性和安全性。 Windows 2000的四個版本（3） Windows 2000服務(wù)器版 從網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的觀點來看，專業(yè)版是在客戶（Client）端，而服務(wù)器 版是在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器（Server）端，有許多服務(wù)項目如網(wǎng)管功能、大 型數(shù)據(jù)庫存取功能、數(shù)據(jù)存儲及實時網(wǎng)上交易處理等都是Windows 2000 Server等級以上的版本才提供。Windows 2000的新增功能主 要有： Active Directory目錄服務(wù)。通過Active Directory目錄服務(wù)，在一部 計算機(jī)中就可以控制網(wǎng)絡(luò)中所有的服務(wù)器以及用戶賬號等。 網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換協(xié)議（Network Address Translation，NAT）。 Windows 2000 Server能夠支持路由及遠(yuǎn)程訪問服務(wù)。路由可以把 Windows 2000 Se