第4章 网络操作系统

1三级网络技术第4章网络操作系统24.1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。•所谓网络操作系统，就是能利用局域网低层提供的数据传输功能，为高层网络用户提供共享资源管理服务，提供各种网络服务功能的局域网系统软件。44.1.1单机操作系统•是一个系统软件•主要功能：–进程管理–存储管理–文件系统管理–设备管理与作业控制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。84.2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公司、Unisys公司–依赖于单一厂家的产•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124.3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——LANServer174.4网络操作系统的基本功能4.4.1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。•打印服务–对网络中共享的打印机和打印作业的管理服务，通过设置专门的打印服务器来管理。•数据库服务–现今最流行的网络服务，一般为关系型数据库，像Microsoft的SQLServerORACLE系统等，采用都是SQL（结构化查询语言）来实现将客户的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214.5WindowsNT网络操作系统224.5.1WindowsNT的发展•1985年——Windows1.03•1987年——Windows2.0•1990年5月——Windows3.0，在DOS中增加图形用户界面•1993年6月——WindowsNT3.1，真正的32位操作系统•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——Windows2003234.5.2WindowsNT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244.5.3WindowsNT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.WindowsNT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.WindowsNT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、性能、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。4.5.4Windows2000Server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302．Windows2003/2008的特点•P103314.6NetWare网络操作系统324.6.1NetWare操作系统的发展•AdvancedNetWare2.15•NetWare2.2•NetWare3.11SFTⅢ•NetWare3.12•NetWare4.1•NetWare4.11•IntranetWare•NetWare5•……334.6.2NetWare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344.6.3NetWare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354.6.3NetWare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364.6.3NetWare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374.6.3NetWare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。384.6.4Intranet