网络操作系统

三级网络技术第4章网络操作系统4.1网络操作系统的基本概念34.1网络操作系统的基本概念网络系统由硬件和软件两部分组成的。局城网要实现分布式进程通信，为用户提供完备的网络服务功能，就必须具备局域网高层软件。网络操作系统，是用户与网络资源的接口，是负责管理整个网络资源和方便网络用户的软件集合44.1.1单机操作系统是一个系统软件，是用户与计算机硬件之间的接口。主要功能：进程与处理机的管理存储管理文件管理设备管理作业管理54.1.1单机操作系统(续)1．进程管理目标：对CPU的管理，建立启动进程机制DOS属于单用户单任务操作系统，只能启动一个进程,EXEC函数启动进程Windows和OS/2可以同时启动多个进程，属于多任务多进程操作系统，进程启动函数是CreateProcess2．内存管理目标：给每一个应用程序所必需的内存，而又不占用其它应用程序的内存DOS工作在实模式下，只能使用1MB的内存，Windows工作在保护模式下，利用扩展内存，可以使用1MB以上的内存64.1.1单机操作系统(续)3．文件管理负责管理在硬盘和其它大容量存储设备中存储的文件打开文件主要使用文件句柄(Handle)，是识别文件的唯一依据。DOS的文件系统为FAT(文件分配表)Windows为VFAT(虚拟文件分配表)OS/2为HPFS(高性能文件系统)4．设备管理对设备进行管理DOS使用的驱动程序为BIOS提供的Windows和OS/2编写一些较高级的驱动程序74.1.2网络操作系统除了单机操作系统的功能之外，还提供以下两个功能：提供高效的网络通信能力；提供多项网络服务功能，如远程管理，文件传输，电子邮件，远程打印等。网络操作系统的基本任务屏蔽本地资源和网络资源的差异性；为用户提供各种基本网络服务功能；完成网络共享系统资源的管理；提供网络系统的安全性服务。4.2网络操作系统的演变94.2.1早期的网络操作环境大型主机时代：IBM公司、Burroughs宝来公司、Unisys优利公司依赖于单一厂家的产品。20世纪80年代以后：以Novell公司的NetWare系统为代表IBM公司Microsoft公司104.2.2网络操作系统形成1．WindowsNTServer3.51良好的文件与打印能力优秀的应用程序服务以及可选的数据库、主机连接和管理应用程序主要缺点：没有全球性的目录服务功能。2．NetWare4.1有高级文件与打印功能和强大的目录和名字服务在运行网络数据库和消息发送方面不如WindowsNTServer3．OS/2WarpServerAdvanced基本的文件与打印服务提供了LANDistance远程访问软件和实用程序缺乏强大的目录服务4．Banyan的Vines6.0114.2.3当前的网络操作环境NOS与Internet技术的综合Web服务E-mail服务……提供了多用户、多任务和多进程的服务采用多线程的处理方式抢先式多任务支持SMP技术SMP——SymmetricalMulti-Processing，对称多处理在一台计算机上汇集了一组处理器(多CPU)，各CPU之间共享内存子系统以及总线结构负载均衡4.3网络操作系统的类型134.3.1NOS的分类面向任务型为某一种特殊网络应用要求设计的通用型提供基本的网络服务，满足在各个领域的需求又可分为：变形系统：单机操作系统演变来的基础级系统：直接利用计算机硬件和简单的软件开发而来的144.3.2NOS结构的发展NOS经历了从对等结构向非对等结构的演变的过程1．对等结构网络操作系统所有的连网结点地位平等操作系统软件相同连网计算机的资源在原则上都是可以相互共享的以前后台方式工作，前台为本地用户提供服务，后台为其它结点的网络用户提供服务提供的服务包括：共享硬盘、共享打印机、电子邮件、共享屏幕、共享CPU服务等152．非对等结构网络操作系统连网结点分为：网络服务器采用高配置与高性能的计算机，以集中方式管理局域网的共享资源，并为网络工作站提供各类服务网络工作站低配置的微型机系统，主要为本地用户访问本地资源与访问网络资源提供服务NOS软件可分为主从两部分：运行在服务器上部分：功能与性能直接决定了网络服务功能的强弱以及系统性能与安全性，是网络操作系统的核心部分运行在工作站上部分：163．文件服务器的概念主要功能具有分时系统文件管理的全部功能支持文件的概念与标准的文件操作提供网络用户访问文件、目录的并发控制和安全保密措施代表性的文件服务器类型的NOSMicrosoft——WindowsNTServer、LANManagerNovell——NetWareIBM——LANServer4.4网络操作系统的基本功能184.4.1局域网软硬件的典型构成硬件设备标准的以太网卡、非屏蔽双绞线和集线器网络操作系统如：WindowsNTServer、NetWare、LANServer、UNIX和Linux三部分组成网络服务器、工作站与通信设备网络服务器局域网通信设备工作站194.4.2网络操作系统的基本功能文件服务网络操作系统最重要最基本的功能。以集中的方式管理共享文件，为网络用户的文件安全与保密提供必须的控制方法。打印服务本着先到先服务的原则，用排队的方式来管理用户的打印服务。数据库服务客户端采用SQL（结构化查询语言）将请求发送到服务器并处理204.4.2网络操作系统的基本功能(续)信息服务传递信息的服务，如电子邮件，聊天工具等分布式网络服务也叫做目录服务．是整体管理网络资源的一种重要服务网络管理服务提供网络性能分析、网络状态监控、存储管理等多种管理服务Internet/Intranet服务支持TCP/IP协议，提供如HTTP，FTP等Internet服务4.5WidowsNT网络操作系统224.5.1WidowsNT的发展1993年6月——WindowsNT3.1，真正的32位操作系统，彻底摆脱dos的束缚1994年9月——WindowsNT3.5，资源要求比NT3.1减少1996年——WindowsNT4.0，有Server4.0和Workstation4.0两个版本。2000年初——Windows2000操作系统2003年4月——Windows2003234.5.2WidowsNT的组成WindowsNT操作系统分为：服务器端软件：WindowsNTServer客户端软件：WindowsNTWorkstationWindowsNT操作系统特点：友好易用的图形用户界面很强的网络功能与安全性对Internet的支持网络结构：工作组模型域模型244.5.3WidowsNT的特点1.域的概念域的特点：以“域”为单位实现对网络资源的集中管理单一网络登录能力，用户只要在域中有一个账户，就可以在整个网络中漫游；域模型中服务器：一个域中，有一个主域控制器（PDC）、多台后备域控制器（BDC）与普通服务器。PDC负责为域用户与用户组提供信息；BDC的主要功能是提供系统容错，保存着域用户与用户组信息的备份，BDC可以处理用户请求，在PDC失效时将会自动升级为PDC252.WidowsNT的特点(1)内存与任务管理32位体系结构，访问的内存空间可达4GB。操作系统与应用程序分配分离的内存空间抢占式（preemptive）多任务(2)开放的体系结构支持网络驱动接口（NDIS）与传输驱动接口（TDI），允许用户同时使用不同的网络协议内置4种标准网络协议：TCP／IP协议Microsoft公司的MWLink协议NetBIOS的扩展用户接口（NetBEUI）数据链路控制协议262.WidowsNT的特点(3)内置管理每个文件设置不同的访问权限对服务器操作权限与用户审计(4)集中式管理利用域与域信任关系实现对大型网络的管理。(5)用户工作站管理通过用户描述文件，来对工作站用户的优先级、网络连接、程序组与用户注册进行管理。273．WindowsNT的优缺点主要优点：兼容性及可靠性；便于安装及使用；优良的安全性，符合C2标准。缺点：虽然WindowsNT在兼容性、移植性、可靠性和稳定性等方面的表现均十分出色；但是它的管理比较复杂，开发环境不能令人满意。284.5.4Widows2000Server操作系统1．Windows2000家族的组成工作站Windows2000ProfessionalWindows2000AdvancedServerWindows2000ServerWindows2000DatacenterServer292．Windows2000Server的特点活动目录服务可将网络中的各种对象组织起来进行管理，方便了网络对象的查找，加强了网络的安全性，并有利于用户对网络的管理。通过活动目录，用户可以对用户与计算机、域、信任关系，以及站点与服务进行管理不再区分主域控制器与备份域控制器，所有域控制器之间都是平等的关系提供逻辑的组织形式，如森林、树、域和组织单元（OU），用于组织整个目录不再划分全局组和本地组4.6NetWare网络操作系统314.6.1NetWare操作系统的发展AdvancedNetWare2.15NetWare2.2NetWare3.11SFTⅢNetWare3.12NetWare4.1NetWare4.11IntranetWareNetWare5……324.6.2NetWare操作系统的组成由三部分组成：文件服务器内核、工作站外壳与低层通信协议文件服务器内核实现了NetWare的核心协议（NCP），并提供NetWare的所有核心服务负责对工作站网络服务请求的处理。网络服务软件提供了文件与打印服务、数据库服务、通信服务、消息服务等功能。工作站运行的重定向程序NetWareShell负责对用户命令进行解释334.6.3NetWare操作系统的特点1.NetWare的文件系统必须有一个或一个以上的文件服务器NetWare文件系统以卷(Volumn)为单位访问一个文件的路径为：文件服务器名\卷名:目录名\子目录名\文件名例如：Server1\SYS:etc\dir1\file12.用户类型网络管理员组管理员网络操作员普通的网络用户344.6.3NetWare操作系统的特点3.四级安全保密机制注册安全性用户信任者权限最大信任者权限屏蔽目录与文件属性354.6.3NetWare操作系统的特点4.NetWare的系统容错技术：三级容错机制:第一级系统容错（SFTⅠ）：针对硬盘表面磁介质可能出现的故障设计的，主要采用双重目录与文件分配表、磁盘热修复与写后读验证等措施；第二级系统容错（SFTⅡ）：针对硬盘或硬盘通道故障设计的，包括硬盘镜像与硬盘双工等功能；第三级系统容错（SFTⅢ）：提供了文件服务器镜像功能。事务跟踪系统（TTS）：防止在写数据库记录的过程中因系统故障而造成数据丢失UPS监控：防止网络供电系统电压波动或突然中断364.6.3NetWare操作系统的特点5．NetWare的优缺点主要优点：强大的文件及打印服务能力；良好的兼容性及系统容错能力；比较完备的安全措施。主要缺点：工作站资源无法直接共享；安装及管理维护比较复杂；多用户需同时获取文件及数据时会导致网络效率低；服务器的运算功能没有得到发挥。374.6.4IntranetWare操作系统集成了因特网功能的企业内部网(Intranet)操作系统用户采用IP与IPX两种方式访问内部网络支持Web与FTP服务主要特点：能够建立功能强大的企业内部网络；能保护用户现有的投资；能方便地管理网络与保证网络安全；能集成企业的全部网络