網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)_01

1、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)Linux配置與管理第1章 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)是構(gòu)建計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的軟件核心和基礎(chǔ)，是網(wǎng)絡(luò)的心臟和靈魂。了解網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的概念、功能、特性、工作模式和體系結(jié)構(gòu)，是我們學(xué)習(xí)和使用網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)。1.1 操作系統(tǒng)簡介什么是網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)？網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)和我們?nèi)粘Ｊ褂玫牟僮飨到y(tǒng)有什么不同？操作系統(tǒng)的概念操作系統(tǒng)是我們使用計(jì)算機(jī)最基本、最重要的軟件。操作系統(tǒng)與用戶之間的關(guān)系：操作系統(tǒng)發(fā)展簡史 1946年ENIAC 誕生，至50年代后期：穿孔紙帶手工操作 60年代出現(xiàn)批處理系統(tǒng)和多道程序設(shè)計(jì)，代表作包括IBM的OS/360 和貝爾實(shí)驗(yàn)室的Multics 70年代：Unix、CP/M 8

2、0年代： 1980年：西雅圖電腦產(chǎn)品公司86-DOS5萬$賣給MSMS-DOS 1981年：IBM PC發(fā)布，使用MS-DOS；施樂推出第一套商用GUI系統(tǒng) 1983年：Jobs受施樂影響開始開發(fā)GUILisaMacintosh；MS開始Windows開發(fā) 1985年：Windows1.0上市，不受歡迎；卡內(nèi)基梅隆大學(xué)開發(fā)Mach 90年代： 1990年：Windows3.0發(fā)布，各界反應(yīng)良好，微軟開始其了在操作系統(tǒng)上的壟斷地位。 1991年：Linux開始開發(fā) 1995年：Windows 95 1998年：Windows 98 1999年：Apple推出Mac OS X 1.0 2000年：

3、Windwos 2000；Apple發(fā)布開源的Darwin 2007年：Apple發(fā)布iOS 和iPhone；Google聯(lián)合多家廠商組建開放手機(jī)聯(lián)盟共同研發(fā)改良Android系統(tǒng)，以開源方式發(fā)布，2008年10月第一臺Android 智能手機(jī)上市操作系統(tǒng)的功能從原理角度講，OS的功能主要分為作業(yè)管理，文件管理，存儲管理，設(shè)備管理和進(jìn)程管理五大部分。從應(yīng)用角度講，OS的功能主要分為： 處理器管理：應(yīng)用程序、進(jìn)程、線程 存儲管理：內(nèi)存、外存 設(shè)備管理：I/O設(shè)備、驅(qū)動(dòng)程序 文件管理：對文件的組織、存儲、操作和保護(hù)等 網(wǎng)絡(luò)和通信管理： 用戶界面：UI操作系統(tǒng)的類型操作系統(tǒng)從1956年誕生，在長期的

4、發(fā)展過程中，形成了3種基本類型：批處理操作系統(tǒng)、實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)、分時(shí)操作系統(tǒng)。從應(yīng)用角度的分類： 桌面操作系統(tǒng)：應(yīng)用最廣的，主要用于微機(jī) 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)：Unix、Linux、Windows Server、Netware 分布式操作系統(tǒng)：Hadoop 嵌入式操作系統(tǒng)：Linux、uClinux、WinCE 、VxWorks 操作系統(tǒng)的基本組件內(nèi)核（kernel）： OS的核心，通常依賴CPU所提供的特殊環(huán)境，如Intel x86系列CPU的Ring 0（核心態(tài)）用戶界面（UI）： 也稱為用戶接口，主要分為2類： 命令行界面（CLI） 圖形用戶界面（GUI） *通常網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的主要對象是有經(jīng)驗(yàn)的用

5、戶，所以GUI往往不是必選部分，尤其是類Linux系統(tǒng)中。文件系統(tǒng)： 文件如何存儲、如何組織、如何操作等。1.2 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)概述維基百科的定義： Network Operating System refers to software that implements an operating system of some kind that is oriented to computer networking.教材定義：網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)是建立在計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)基礎(chǔ)上，用于管理網(wǎng)絡(luò)通信和共享資源，協(xié)調(diào)各主機(jī)上任務(wù)的運(yùn)行，并向用戶提供統(tǒng)一的有效的網(wǎng)絡(luò)接口的軟件集合。網(wǎng)絡(luò)功能部分的邏輯層次： 位于低層的網(wǎng)

6、絡(luò)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序 位于中間層的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議 位于高層的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的特點(diǎn)硬件獨(dú)立性：運(yùn)行于不同的網(wǎng)絡(luò)硬件網(wǎng)絡(luò)連接：支持各種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)管理安全性和訪問控制網(wǎng)絡(luò)服務(wù)多用戶支持多種客戶端支持網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的功能網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)在一般操作系統(tǒng)基礎(chǔ)外應(yīng)具有以下網(wǎng)絡(luò)功能： 網(wǎng)絡(luò)通信：通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸 資源管理：管理各種網(wǎng)絡(luò)資源 網(wǎng)絡(luò)管理：安全性、可靠性、故障檢測 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)： 互操作性：各種設(shè)備/網(wǎng)絡(luò)的互連 網(wǎng)絡(luò)接口：界面或API網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的工作模式現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)主要有兩種工作模式： 客戶機(jī)/服務(wù)器（Clieng/Server）模式，也稱為主從式 對等（Peer to Peer）模式，也

7、稱為點(diǎn)對點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)在體系結(jié)構(gòu)上主要分為層次結(jié)構(gòu)和微內(nèi)核結(jié)構(gòu)兩種。單內(nèi)核與微內(nèi)核： 單內(nèi)核將各種功能模塊按層次劃分，各模塊均運(yùn)行在內(nèi)核模式（核心態(tài)），模塊之間的聯(lián)系通過函數(shù)或調(diào)用來實(shí)現(xiàn)。優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)行效率高，缺點(diǎn)是內(nèi)核集成了較多的功能，關(guān)系復(fù)雜。 微內(nèi)核的基本思想是內(nèi)核要盡可能小，將大量功能放到內(nèi)核之外實(shí)現(xiàn)，內(nèi)核中僅包含最基本的核心操作功能。層次式體系結(jié)構(gòu)： 采用結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)思想，將OS進(jìn)行嚴(yán)格的功能分層，任何一層只能調(diào)用比它低的層次所提供的服務(wù)?；径疾捎脝蝺?nèi)核，典型是Unix和Linux，是現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的主流。 缺點(diǎn)是內(nèi)核比較大，層次之間的調(diào)用開銷大容易導(dǎo)致效率變低。微內(nèi)核體

8、系結(jié)構(gòu)： 設(shè)計(jì)思想是將與硬件直接相關(guān)的部分抽取出來作為硬件抽象層（HAL）。典型是卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的Mach。 主要優(yōu)點(diǎn)是靈活性和擴(kuò)展性好，對分布式支持比較好。 缺點(diǎn)是理想豐滿，現(xiàn)實(shí)骨感。主要用于研究性領(lǐng)域。實(shí)際應(yīng)用中如Windows NT等也只是使用部分微內(nèi)核（混合內(nèi)核）。網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器Server這個(gè)詞兒的不同語義1.3 常用的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)市場上有多種多樣的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，目前比較主流的主要是Unix、Linux和Windows這3個(gè)系列。曾經(jīng)的王者Netware Novell在80年代初期推出Netware，在90年代中期之前，是局域網(wǎng)時(shí)代的霸主，連IBM、微軟都不是對手。 IPX/SPX協(xié)議、

9、NE2000網(wǎng)卡 隨Internet的迅猛發(fā)展而淡出市場Unix系列： 歷史悠久 穩(wěn)定性和安全性最好 TCP/IP協(xié)議 大中型網(wǎng)絡(luò)的首選Linux系列： 自由軟件，成本最低 開放性和靈活定制 繼承Unix的完善的網(wǎng)絡(luò)功能和較高的安全性和穩(wěn)定性 企業(yè)級應(yīng)用的首選Windows系列： 桌面系統(tǒng)的霸主 擁有最好的用戶體驗(yàn)和可操作性 Wintel 聯(lián)盟壟斷PC市場 性能、安全性比Unix略差，但管理和使用成本相對較低網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的選擇 安全性和可靠性 可操作性 軟硬件兼容性 可擴(kuò)展性 可定制性 應(yīng)用和開發(fā)支持1.4 Linux內(nèi)核體系結(jié)構(gòu)層次結(jié)構(gòu) 采用單內(nèi)核分層結(jié)構(gòu)，包括4個(gè)層次： 用戶應(yīng)用程序 操作系統(tǒng)服務(wù)：X、Shell、API Linux內(nèi)核 硬件系統(tǒng)Linux內(nèi)核結(jié)構(gòu)文件系統(tǒng) 支持多種不同的文件系統(tǒng)（對比XP） 主流文件系統(tǒng)有：ext3/ext4、ReiserFS、XFS、JFS （基本都屬于日志文件系統(tǒng)） 虛擬文件系統(tǒng)VFS：將各種不同的文件系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)隱藏起來，提供一個(gè)統(tǒng)一、抽象的虛擬文件系統(tǒng)接口，如read(2)、write(2)等（對比C庫的fopen/fread/