第4章 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)【專業(yè)教育】

1、三級網(wǎng)絡(luò)技術(shù),第4章 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng),1,學(xué)習(xí)幻燈,4.1 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的基本概念,2,學(xué)習(xí)幻燈,4.1 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的基本概念,網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)由硬件和軟件兩部分組成的。 局城網(wǎng)要實現(xiàn)分布式進(jìn)程通信，為用戶提供完備的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)功能，就必須具備局域網(wǎng)高層軟件。 所謂網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，就是能利用局域網(wǎng)低層提供的數(shù)據(jù)傳輸功能，為高層網(wǎng)絡(luò)用戶提供共享資源管理服務(wù)，提供各種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)功能的局域網(wǎng)系統(tǒng)軟件,3,學(xué)習(xí)幻燈,4.1.1 單機操作系統(tǒng),是一個系統(tǒng)軟件 主要功能： 進(jìn)程管理 存儲管理 文件系統(tǒng)管理 設(shè)備管理與作業(yè)控制,4,學(xué)習(xí)幻燈,4.1.1 單機操作系統(tǒng)(續(xù),1進(jìn)程管理 目標(biāo)：對CPU的管理，建立啟動進(jìn)程機制

2、DOS屬于單用戶單任務(wù)操作系統(tǒng)，只能啟動一個進(jìn)程, EXEC函數(shù)啟動進(jìn)程 Windows和OS/2可以同時啟動多個進(jìn)程，屬于多任務(wù)多進(jìn)程操作系統(tǒng)，進(jìn)程啟動函數(shù)是CreateProcess 2內(nèi)存管理 目標(biāo)：給每一個應(yīng)用程序所必需的內(nèi)存，而又不占用其它應(yīng)用程序的內(nèi)存 DOS工作在實模式下，只能使用1MB的內(nèi)存， Windows工作在保護(hù)模式下，利用擴(kuò)展內(nèi)存，可以使用1MB以上的內(nèi)存,5,學(xué)習(xí)幻燈,4.1.1 單機操作系統(tǒng)(續(xù),3文件管理 負(fù)責(zé)管理在硬盤和其它大容量存儲設(shè)備中存儲的文件 打開文件主要使用文件句柄(Handle)，是識別文件的唯一依據(jù)。 DOS的文件系統(tǒng)為FAT(文件分配表) Win

3、dows為VFAT(虛擬文件分配表) OS/2為HPFS(高性能文件系統(tǒng)) 4設(shè)備管理 對設(shè)備進(jìn)行管理 DOS使用的驅(qū)動程序為BIOS提供的 Windows和OS/2編寫一些較高級的驅(qū)動程序,6,學(xué)習(xí)幻燈,4.1.2 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng),除了單機操作系統(tǒng)的功能之外，還提供以下兩個功能： 提供高效的網(wǎng)絡(luò)通信能力； 提供多項網(wǎng)絡(luò)服務(wù)功能，如遠(yuǎn)程管理，文件傳輸，電子郵件，遠(yuǎn)程打印等。 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的基本任務(wù) 屏蔽本地資源和網(wǎng)絡(luò)資源的差異性； 為用戶提供各種基本網(wǎng)絡(luò)服務(wù)功能； 完成網(wǎng)絡(luò)共享系統(tǒng)資源的管理； 提供網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安全性服務(wù),7,學(xué)習(xí)幻燈,4.2 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的演變,8,學(xué)習(xí)幻燈,4.2.1 早期的網(wǎng)

4、絡(luò)操作環(huán)境,大型主機時代： IBM公司、Burroughs公司、Unisys公司 依賴于單一廠家的產(chǎn) 20世紀(jì)80年代以后： 以Novell公司的NetWare系統(tǒng)為代表 IBM公司 Microsoft公司,9,學(xué)習(xí)幻燈,4.2.2 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)形成,1Windows NT Server 3.51 良好的文件與打印能力 優(yōu)秀的應(yīng)用程序服務(wù)以及可選的數(shù)據(jù)庫、主機連接和管理應(yīng)用程序 主要缺點：沒有全球性的目錄服務(wù)功能。 2NetWare 4.1 有高級文件與打印功能和強大的目錄和名字服務(wù) 在運行網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫和消息發(fā)送方面不如Windows NT Server 3OS/2 Warp Server Ad

5、vanced 基本的文件與打印服務(wù) 提供了LAN Distance遠(yuǎn)程訪問軟件和實用程序 缺乏強大的目錄服務(wù) 4Banyan的Vines 6.0,10,學(xué)習(xí)幻燈,4.2.3 當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)操作環(huán)境,NOS與Internet技術(shù)的綜合 Web服務(wù) E-mail服務(wù) 提供了多用戶、多任務(wù)和多進(jìn)程的服務(wù) 采用多線程的處理方式 搶先式多任務(wù) 支持SMP技術(shù) SMPSymmetrical Multi-Processing，對稱多處理 在一臺計算機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) 負(fù)載均衡,11,學(xué)習(xí)幻燈,4.3 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的類型,12,學(xué)習(xí)幻燈,4.3.1 NOS的分

6、類,面向任務(wù)型 為某一種特殊網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用要求設(shè)計的 通用型 提供基本的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，滿足在各個領(lǐng)域的需求 又可分為： 變形系統(tǒng)：單機操作系統(tǒng)演變來的 基礎(chǔ)級系統(tǒng)：直接利用計算機硬件和簡單的軟件開發(fā)而來的,13,學(xué)習(xí)幻燈,4.3.2 NOS結(jié)構(gòu)的發(fā)展,NOS經(jīng)歷了從對等結(jié)構(gòu)向非對等結(jié)構(gòu)的演變的過程 1對等結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng) 所有的連網(wǎng)結(jié)點地位平等 操作系統(tǒng)軟件相同 連網(wǎng)計算機的資源在原則上都是可以相互共享的 以前后臺方式工作，前臺為本地用戶提供服務(wù)，后臺為其它結(jié)點的網(wǎng)絡(luò)用戶提供服務(wù) 提供的服務(wù)包括： 共享硬盤、共享打印機、電子郵件、共享屏幕、共享CPU服務(wù)等,14,學(xué)習(xí)幻燈,2非對等結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng),連網(wǎng)

7、結(jié)點分為： 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器 采用高配置與高性能的計算機，以集中方式管理局域網(wǎng)的共享資源，并為網(wǎng)絡(luò)工作站提供各類服務(wù) 網(wǎng)絡(luò)工作站 低配置的微型機系統(tǒng)，主要為本地用戶訪問本地資源與訪問網(wǎng)絡(luò)資源提供服務(wù) NOS軟件可分為主從兩部分： 運行在服務(wù)器上部分：功能與性能直接決定了網(wǎng)絡(luò)服務(wù)功能的強弱以及系統(tǒng)性能與安全性，是網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的核心部分 運行在工作站上部分,15,學(xué)習(xí)幻燈,3文件服務(wù)器的概念,主要功能 具有分時系統(tǒng)文件管理的全部功能 支持文件的概念與標(biāo)準(zhǔn)的文件操作 提供網(wǎng)絡(luò)用戶訪問文件、目錄的并發(fā)控制和安全保密措施 代表性的文件服務(wù)器類型的NOS MicrosoftWindows NT Server 、

8、LAN Manager NovellNetWare IBMLAN Server,16,學(xué)習(xí)幻燈,4.4 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的基本功能,17,學(xué)習(xí)幻燈,4.4.1 局域網(wǎng)軟硬件的典型構(gòu)成,硬件設(shè)備 標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)卡、非屏蔽雙絞線和集線器 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng) 如：Windows NT Server、NetWare、LAN Server、UNIX和Linux 三部分組成 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、工作站與通信設(shè)備,18,學(xué)習(xí)幻燈,4.4.2 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的基本功能,文件服務(wù) 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)最重要最基本的功能。 打印服務(wù) 對網(wǎng)絡(luò)中共享的打印機和打印作業(yè)的管理服務(wù)，通過設(shè)置專門的打印服務(wù)器來管理。 數(shù)據(jù)庫服務(wù) 現(xiàn)今最流行的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，

9、一般為關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，像Microsoft的SQL Server ORACLE系統(tǒng)等，采用都是SQL（結(jié)構(gòu)化查詢語言）來實現(xiàn)將客戶的請求發(fā)送到服務(wù)器并處理,19,學(xué)習(xí)幻燈,4.4.2 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的基本功能(續(xù),信息服務(wù) 傳遞信息的服務(wù)，如電子郵件，聊天工具等 分布式網(wǎng)絡(luò)服務(wù) 也叫做目錄服務(wù)是整體管理網(wǎng)絡(luò)資源的一種重要服務(wù) 網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù) 提供網(wǎng)絡(luò)性能分析、網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)監(jiān)控、存儲管理等多種管理服務(wù) Internet/Intranet服務(wù) 支持TCP/IP協(xié)議，提供如HTTP，F(xiàn)TP等Internet服務(wù),20,學(xué)習(xí)幻燈,4.5 Windows NT網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng),21,學(xué)習(xí)幻燈,4.5.1 Window

10、s NT的發(fā)展,1985年Windows 1.03 1987年Windows 2.0 1990年5月Windows 3.0，在DOS中增加圖形用戶界面 1993年6月Windows NT 3.1，真正的32位操作系統(tǒng) 1994年9月Windows NT 3.5，資源要求比NT3.1減少 1996年Windows NT 4.0，有Server 4.0和Workstation 4.0兩個版本。 2000年初Windows 2000操作系統(tǒng) 2003年4月Windows 2003,22,學(xué)習(xí)幻燈,4.5.2 Windows NT的組成,Windows NT操作系統(tǒng)分為： 服務(wù)器端軟件：Windows

11、 NT Server 客戶端軟件：Windows NT Workstation Windows NT操作系統(tǒng)特點： 友好易用的圖形用戶界面 很強的網(wǎng)絡(luò)功能與安全性 對Internet的支持 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)： 工作組模型 域模型,23,學(xué)習(xí)幻燈,4.5.3 Windows NT的特點,1.域的概念 域的特點： 以“域”為單位實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)資源的集中管理 單一網(wǎng)絡(luò)登錄能力，用戶只要在域中有一個賬戶，就可以在整個網(wǎng)絡(luò)中漫游； 域模型中服務(wù)器： 一個域中，有一個主域控制器（PDC）、多臺后備域控制器（BDC）與普通服務(wù)器。 PDC負(fù)責(zé)為域用戶與用戶組提供信息； BDC的主要功能是提供系統(tǒng)容錯，保存著域用戶與用戶

12、組信息的備份，BDC可以處理用戶請求，在PDC失效時將會自動升級為PDC,24,學(xué)習(xí)幻燈,2.Windows NT的特點,1)內(nèi)存與任務(wù)管理 32位體系結(jié)構(gòu)，訪問的內(nèi)存空間可達(dá)4GB。 操作系統(tǒng)與應(yīng)用程序分配分離的內(nèi)存空間 搶占式（preemptive）多任務(wù) (2)開放的體系結(jié)構(gòu) 支持網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動接口（NDIS）與傳輸驅(qū)動接口（TDI），允許用戶同時使用不同的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 內(nèi)置4種標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議： TCPIP協(xié)議 Microsoft公司的MWLink協(xié)議 NetBIOS的擴(kuò)展用戶接口（NetBEUI） 數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議,25,學(xué)習(xí)幻燈,2.Windows NT的特點,3)內(nèi)置管理 每個文件設(shè)置不同的訪

13、問權(quán)限 對服務(wù)器操作權(quán)限與用戶審計 (4)集中式管理 利用域與域信任關(guān)系實現(xiàn)對大型網(wǎng)絡(luò)的管理。 (5)用戶工作站管理 通過用戶描述文件，來對工作站用戶的優(yōu)先級、網(wǎng)絡(luò)連接、程序組與用戶注冊進(jìn)行管理,26,學(xué)習(xí)幻燈,3Windows NT 的優(yōu)缺點,主要優(yōu)點： 兼容性及可靠性； 便于安裝及使用； 優(yōu)良的安全性，符合C2標(biāo)準(zhǔn)。 缺點： 雖然Windows NT在兼容性、移植性、性能、可靠性和穩(wěn)定性等方面的表現(xiàn)均十分出色； 但是它的管理比較復(fù)雜，開發(fā)環(huán)境不能令人滿意,27,學(xué)習(xí)幻燈,4.5.4 Windows 2000 Server操作系統(tǒng),1Windows 2000家族的組成,28,學(xué)習(xí)幻燈,2Wi

14、ndows 2000 Server 的特點,活動目錄服務(wù) 可將網(wǎng)絡(luò)中的各種對象組織起來進(jìn)行管理，方便了網(wǎng)絡(luò)對象的查找，加強了網(wǎng)絡(luò)的安全性，并有利于用戶對網(wǎng)絡(luò)的管理。通過活動目錄，用戶可以對用戶與計算機、域、信任關(guān)系，以及站點與服務(wù)進(jìn)行管理 不再區(qū)分主域控制器與備份域控制器，所有域控制器之間都是平等的關(guān)系 提供邏輯的組織形式，如森林、樹、域和組織單元（OU），用于組織整個目錄 不再劃分全局組和本地組,29,學(xué)習(xí)幻燈,2Windows 2003/2008 的特點,P103,30,學(xué)習(xí)幻燈,4.6 NetWare網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng),31,學(xué)習(xí)幻燈,4.6.1 NetWare操作系統(tǒng)的發(fā)展,Advanced

15、 NetWare 2.15 NetWare 2.2 NetWare 3.11 SFT NetWare 3.12 NetWare 4.1 NetWare 4.11 IntranetWare NetWare 5,32,學(xué)習(xí)幻燈,4.6.2 NetWare操作系統(tǒng)的組成,由三部分組成： 文件服務(wù)器內(nèi)核、工作站外殼與低層通信協(xié)議 文件服務(wù)器內(nèi)核 實現(xiàn)了NetWare 的核心協(xié)議（NCP），并提供NetWare 的所有核心服務(wù) 負(fù)責(zé)對工作站網(wǎng)絡(luò)服務(wù)請求的處理。 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)軟件 提供了文件與打印服務(wù)、數(shù)據(jù)庫服務(wù)、通信服務(wù)、消息服務(wù)等功能。 工作站運行的重定向程序NetWare Shell 負(fù)責(zé)對用戶命令進(jìn)行

16、解釋,33,學(xué)習(xí)幻燈,4.6.3 NetWare操作系統(tǒng)的特點,1.NetWare的文件系統(tǒng) 必須有一個或一個以上的文件服務(wù)器 NetWare文件系統(tǒng)以卷(Volumn)為單位 訪問一個文件的路徑為： 文件服務(wù)器名卷名:目錄名子目錄名文件名 例如：Server1SYS:etcdir1file1 2. 用戶類型 網(wǎng)絡(luò)管理員 組管理員 網(wǎng)絡(luò)操作員 普通的網(wǎng)絡(luò)用戶,34,學(xué)習(xí)幻燈,4.6.3 NetWare操作系統(tǒng)的特點,3.四級安全保密機制 注冊安全性 用戶信任者權(quán)限 最大信任者權(quán)限屏蔽 目錄與文件屬性,35,學(xué)習(xí)幻燈,4.6.3 NetWare操作系統(tǒng)的特點,4. NetWare的系統(tǒng)容錯技術(shù)：

17、 三級容錯機制: 第一級系統(tǒng)容錯（SFT ）：針對硬盤表面磁介質(zhì)可能出現(xiàn)的故障設(shè)計的，主要采用雙重目錄與文件分配表、磁盤熱修復(fù)與寫后讀驗證等措施； 第二級系統(tǒng)容錯（SFT ）：針對硬盤或硬盤通道故障設(shè)計的，包括硬盤鏡像與硬盤雙工等功能； 第三級系統(tǒng)容錯（SFT ）：提供了文件服務(wù)器鏡像功能。 事務(wù)跟蹤系統(tǒng)（TTS）：防止在寫數(shù)據(jù)庫記錄的過程中因系統(tǒng)故障而造成數(shù)據(jù)丟失 UPS監(jiān)控：防止網(wǎng)絡(luò)供電系統(tǒng)電壓波動或突然中斷,36,學(xué)習(xí)幻燈,4.6.3 NetWare操作系統(tǒng)的特點,5NetWare的優(yōu)缺點 主要優(yōu)點： 強大的文件及打印服務(wù)能力； 良好的兼容性及系統(tǒng)容錯能力； 比較完備的安全措施。 主要缺

18、點： 工作站資源無法直接共享； 安裝及管理維護(hù)比較復(fù)雜； 多用戶需同時獲取文件及數(shù)據(jù)時會導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)效率低； 服務(wù)器的運算功能沒有得到發(fā)揮,37,學(xué)習(xí)幻燈,4.6.4 IntranetWare操作系統(tǒng),集成了因特網(wǎng)功能的企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)(Intranet)操作系統(tǒng) 用戶采用IP與IPX兩種方式訪問內(nèi)部網(wǎng)絡(luò) 支持Web與FTP服務(wù) 主要特點： 能夠建立功能強大的企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)； 能保護(hù)用戶現(xiàn)有的投資； 能方便地管理網(wǎng)絡(luò)與保證網(wǎng)絡(luò)安全； 能集成企業(yè)的全部網(wǎng)絡(luò)資源； 能大減少網(wǎng)絡(luò)管理的開支,38,學(xué)習(xí)幻燈,4.7 Linux網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng),39,學(xué)習(xí)幻燈,4.7.1 Linux操作系統(tǒng)的發(fā)展,Linux是完全免費

19、的、源代碼公開的，可運行于普通PC機的類UNIX操作系統(tǒng)。 有一位來自芬蘭赫爾辛基大學(xué)的大學(xué)生Linus BTorvalds，其目標(biāo)是使Linux成為一個能基于Intel硬件的、在微型機上運行的、類似于Unix的新的操作系統(tǒng)。 他將Linux最初的源代碼放在了因特網(wǎng)的FTP站點上，世界上許多的程序員通過因特網(wǎng)參與了Linux的開發(fā)工作，為Linux的成功作出了貢獻(xiàn),40,學(xué)習(xí)幻燈,4.7.2 Linux操作系統(tǒng)的特點,不限制應(yīng)用程序可用內(nèi)存的大小（虛擬內(nèi)存技術(shù)）； 允許多任務(wù)、多用戶； 具有先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)能力，支持TCP/IP協(xié)議； 符合Unix標(biāo)準(zhǔn)，可以將Linux上的程序移植到Unix上運行；

20、 是免費的軟件，最重要的特點是源代碼開放,41,學(xué)習(xí)幻燈,4.7.3 Linux的一些版本,Red Hat Linux（紅帽Linux） Slackware Linux Debain Linux Turbo Linux 中科紅旗公司的紅旗Linux 沖浪公司的Xteam Linux 藍(lán)點公司的Blue Point Linux 中軟公司的中軟Linux 聯(lián)想公司的幸福Linux,42,學(xué)習(xí)幻燈,4.8 Unix網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng),43,學(xué)習(xí)幻燈,4.8.1 Unix的發(fā)展,發(fā)展歷程 1965年美國麻省理丁學(xué)院開發(fā)的分時操作系統(tǒng)Multics的基礎(chǔ)上不斷演變而來的 1969年，貝爾實驗室的系統(tǒng)程序設(shè)計人

21、員在PDP-7計算機上成功地開發(fā)了16位微機操作系統(tǒng)。 1972年開始移植到PDP-系列機上運行 1979年移植到類似于IBM 370的32位機上運行，并公布了UNIX第7版。 1980年為VAX/780計算機編寫的操作系統(tǒng)UNIX 32V。 1980加利福尼亞大學(xué)伯克利分校發(fā)表了VAX-U型機用的BSD 4.0和BSD 4.1版本。 1982年貝爾實驗室又相繼公布了UNIX System 的3.0、4.0和5.0等版本， 1986年UNIX Systems V又發(fā)展為它的改進(jìn)版Res 2.1和Res 3.0，而BSD 4.2又升級為BSD 4.3,44,學(xué)習(xí)幻燈,4.8.1 Unix的發(fā)展,Unix的兩個主要版本： AT&T的Unix SV BSD 4.3 各大公司都有自己的Unix系統(tǒng)，如： IBM公司的AIX系統(tǒng) Sun公司的SunOS系統(tǒng)、 Solaris HP公司的HP-UX系統(tǒng),45,學(xué)習(xí)幻燈,4.8.2 Unix的結(jié)構(gòu)與特性,1Unix系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 操作系統(tǒng)的內(nèi)核 文件子系統(tǒng)：對系統(tǒng)中的文件進(jìn)行管理，并提供高速緩沖機制； 進(jìn)程控制子系統(tǒng)：負(fù)責(zé)進(jìn)程的創(chuàng)建、撤消、同步、通信、進(jìn)程調(diào)度以及存儲管理； 核外程序 用戶程序 系統(tǒng)提供的服務(wù),46,學(xué)習(xí)幻燈,2Unix系統(tǒng)特性,1）Unix是多用戶、多任務(wù)的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)； （2）Unix使用C語言編寫，使得系統(tǒng)易讀、易修改、易移植；