计算机网络技术第7章-网络操作系统

1、计算机网络技术计算机网络技术http:/ Operating system，NOS)负责管理局域网负责管理局域网(LAN)用用户之间、局域网用户与公网之间的连接。网络操作系统是网络至关重要的户之间、局域网用户与公网之间的连接。网络操作系统是网络至关重要的环节，网络操作系统除了完成单操作系统的功能外，还负责网络内其他计环节，网络操作系统除了完成单操作系统的功能外，还负责网络内其他计算机的管理工作。主要的网络操作系统有算机的管理工作。主要的网络操作系统有Windows Server NT、Windows 2003、Windows 2008，UNIX，Linux和和NetWare。7.1.2网络操作

2、系统的功能及特性网络操作系统的功能及特性网络操作系统的功能网络操作系统的功能网络操作系统是网络用户与网络系统之间的接口。除了具有操作系统网络操作系统是网络用户与网络系统之间的接口。除了具有操作系统的处理机管理、存储器管理、设备管理、文件系统管理和作业管理的功能的处理机管理、存储器管理、设备管理、文件系统管理和作业管理的功能外，还具有网络环境下的通信、网络资源管理和网络应用等特定功能。其外，还具有网络环境下的通信、网络资源管理和网络应用等特定功能。其主要功能包括以下几个方面。主要功能包括以下几个方面。1.网络通信网络通信这是网络最基本的功能，其任务是在源主机和目标主机之间实现无差错

3、的这是网络最基本的功能，其任务是在源主机和目标主机之间实现无差错的数据传输。数据传输。2.资源管理资源管理对网络中的共享资源对网络中的共享资源(硬件和软件硬件和软件)实施有效的管理，协调用户对共享资源的实施有效的管理，协调用户对共享资源的访问和使用，保证数据的安全性和一致性。访问和使用，保证数据的安全性和一致性。3.网络服务网络服务提供电子邮件服务、文件传输服务、远程访问服务、共享硬盘服务、共享提供电子邮件服务、文件传输服务、远程访问服务、共享硬盘服务、共享打印服务等多种网络服务。打印服务等多种网络服务。4.网络管理网络管理提供安全管理、故障管理和性能管理等多种管理功能。其中，安全管提供安全管

4、理、故障管理和性能管理等多种管理功能。其中，安全管理是网络管理最主要的任务，网络操作系统可以通过理是网络管理最主要的任务，网络操作系统可以通过“存取控制存取控制”来确保存取来确保存取数据的安全性，以及通过数据的安全性，以及通过“容错技术容错技术”来保证系统出现故障时数据的安全性。来保证系统出现故障时数据的安全性。支持网络负载平衡，网络操作系统能够与其他计算机构成一个虚拟系统，支持网络负载平衡，网络操作系统能够与其他计算机构成一个虚拟系统，满足多用户访问时的需要。满足多用户访问时的需要。5.互操作能力互操作能力所谓互操作能力，是指在不同的网络操作系统之间进行连接和相互操所谓互操作能力，是指在不同

5、的网络操作系统之间进行连接和相互操作的能力。网络操作系统具有实现在不同网络之间相互访问和相互操作的作的能力。网络操作系统具有实现在不同网络之间相互访问和相互操作的能力。能力。网络操作系统的特性网络操作系统的特性(1)采用客户采用客户/服务器模式。客户服务器模式。客户/服务器把应用划分为客户端和服务器服务器把应用划分为客户端和服务器端，客户端把服务请求提交给服务器，服务器负责处理请求，并把处理的端，客户端把服务请求提交给服务器，服务器负责处理请求，并把处理的结果返回至客户端。结果返回至客户端。(2)抢先式多任务。网络操作系统一般采用微内核类型结构设计，微内抢先式多任务。网络操作系统

6、一般采用微内核类型结构设计，微内核始终保持对系统的控制，并给应用程序分配时间段使其运行，在指定的核始终保持对系统的控制，并给应用程序分配时间段使其运行，在指定的时间结束时，微内核抢先运行进程，并将控制移交给下一个进程。时间结束时，微内核抢先运行进程，并将控制移交给下一个进程。(3)支持多种文件系统。网络操作系统还支持多文件系统，以实现对系支持多种文件系统。网络操作系统还支持多文件系统，以实现对系统升级的平滑过渡和良好的兼容性。统升级的平滑过渡和良好的兼容性。(4)高可靠性。网络操作系统是运行在网络核心设备高可靠性。网络操作系统是运行在网络核心设备(如服务器如服务器)上的指挥上的指挥管理网络的软

7、件，它必须具有高可靠性，保证系统可以不间断地工作，并管理网络的软件，它必须具有高可靠性，保证系统可以不间断地工作，并提供完整的服务。提供完整的服务。(5)高安全性。网络操作系统的安全性非常重要，它控制用户访问，保高安全性。网络操作系统的安全性非常重要，它控制用户访问，保证系统的安全性和提供可靠的保密方式，具备较高的安全和存取控制能力证系统的安全性和提供可靠的保密方式，具备较高的安全和存取控制能力，具体表现在用户账号安全性、时间限制、站点限制、磁盘空间限制、传，具体表现在用户账号安全性、时间限制、站点限制、磁盘空间限制、传输介质安全性、加密和审计等方面。输介质安全性、加密和审计等方面。(6)In

8、ternet支持。各品牌网络操作系统都集成了许多标准化应用，如支持。各品牌网络操作系统都集成了许多标准化应用，如Web服务、服务、FTP服务、网络管理服务等，甚至服务、网络管理服务等，甚至Email(如如Linux的的Sendmail)也集也集成在操作系统中。成在操作系统中。NOS除具备上述特性之外，还具有开放性、一致性和透明除具备上述特性之外，还具有开放性、一致性和透明性等特性。性等特性。7.1.3网络操作系统的组成网络操作系统的组成NOS几乎占据了几乎占据了OSI/RM的所有层，其中网络驱动程序与网络主要硬件的所有层，其中网络驱动程序与网络主要硬件(分布于物理层和链路层分布于物理层和链路层

9、)进行通信，驱动网络运行。例如，在局域网中，网进行通信，驱动网络运行。例如，在局域网中，网络驱动程序介于网络接口卡与网络协议软件之间，起着中间联系作用。络驱动程序介于网络接口卡与网络协议软件之间，起着中间联系作用。网络协议软件是在整个网络范围内传送数据单元所必需的通信协议软件。网络协议软件是在整个网络范围内传送数据单元所必需的通信协议软件。主要分布于主要分布于OSI/RM的第的第2层至第层至第7层。应用程序接口操作软件用于应用软件层。应用程序接口操作软件用于应用软件与网络协议软件的通信，支持与网络协议软件的通信，支持NOS实现高层服务。从分层的角度讲，实现高层服务。从分层的角度讲，NOS主主要

10、包括以下三大部分。要包括以下三大部分。网络驱动程序网络驱动程序就局域网标准就局域网标准(IEEE 802标准标准)而言，网络接口板生产厂商必须提供而言，网络接口板生产厂商必须提供NIC对应的对应的驱动程序，以确保各种驱动程序，以确保各种NIC都采用国际标准协议。网络驱动程序屏蔽了都采用国际标准协议。网络驱动程序屏蔽了NIC接收和发送数据单元的复杂处理过程。接收和发送数据单元的复杂处理过程。网络协议软件网络协议软件由于网络协议软件几乎分布在网络的所有层，因此它直接关系到网络操作由于网络协议软件几乎分布在网络的所有层，因此它直接关系到网络操作系统的性能。如高速网络协议的

11、软件会实现系统的性能。如高速网络协议的软件会实现NOS的高速处理。的高速处理。应用程序接口软件应用程序接口软件应用层提供多种应用协议和服务，其中应用服务与应用程序之问的应用层提供多种应用协议和服务，其中应用服务与应用程序之问的接口软件完成本地系统与网络环境的联系。这种软件也属于接口软件完成本地系统与网络环境的联系。这种软件也属于NOS。7.2主要的网络操作系统主要的网络操作系统如果你需要将办公室内的若干计算机连成一个局域网，那么需要为每如果你需要将办公室内的若干计算机连成一个局域网，那么需要为每台电脑购买一块网卡，购买相应数量的传输介质与介质连接设备，将它们台电脑购买一块网卡，购

12、买相应数量的传输介质与介质连接设备，将它们安装起来后就构成局域网的硬件环境。现阶段最典型的方法是：购置标准安装起来后就构成局域网的硬件环境。现阶段最典型的方法是：购置标准的以太网卡、非屏蔽双绞线与集线器，然后按照组建局域网的原则连接起的以太网卡、非屏蔽双绞线与集线器，然后按照组建局域网的原则连接起来，这时就完成了局域网基本的硬件安装工作。来，这时就完成了局域网基本的硬件安装工作。在完成局域网的硬件安装后，你还需要选择与安装适合的网络操作系在完成局域网的硬件安装后，你还需要选择与安装适合的网络操作系统。目前，流行的网络操作系统主要有以下几种。统。目前，流行的网络操作系统主要有以下几种。7.2.1

13、Windows Server 2008操作系统概述操作系统概述Windows Server 2008是微软最新一个服务器操作系统的名称，它继承是微软最新一个服务器操作系统的名称，它继承Windows Server 2003。Windows Server 2008在进行开发及测试时的代在进行开发及测试时的代号为号为“Windows Server Longhorn”。 Windows Server 2008是一套相等于是一套相等于Windows Vista(代号为代号为Longhorn)的的服务器系统，两者很可能将会拥有很多相同功能；服务器系统，两者很可能将会拥有很多相同功能；Vista及及Ser

14、ver 2008与与XP及及Server 2003间存在相似的关系。间存在相似的关系。(XP和和Server 2003的代号分别为的代号分别为Whistler及及Whistler Server)Microsoft Windows Server 2008代表了下一代代表了下一代Windows Server。使用。使用Windows Server 2008,IT专业人员对其服务器和网络基础结构专业人员对其服务器和网络基础结构的控制能力更强，从而可重点关注关键业务需求。的控制能力更强，从而可重点关注关键业务需求。Windows Server 2008通通过加强操作系统和保护网络环境提高了安全性过加强

15、操作系统和保护网络环境提高了安全性.通过加快通过加快IT系统的部署与维系统的部署与维护、使服务器和应用程序的合并与虚拟化更加简单、提供直观管理工具，护、使服务器和应用程序的合并与虚拟化更加简单、提供直观管理工具，Windows Server 2008还为还为IT专业人员提供了灵活性。专业人员提供了灵活性。Windows Server 2008为为任何组织的服务器和网络基础结构奠定了最好的基础。任何组织的服务器和网络基础结构奠定了最好的基础。 Microsoft Windows Server 2008用于在虚拟化工作负载、支持应用程序和保护网络方面向组织用于在虚拟化工作负载、支持应用程序和保护网

16、络方面向组织提供最高效的平台。它为开发和可靠地承载提供最高效的平台。它为开发和可靠地承载Web应用程序和服务提供了一应用程序和服务提供了一个安全、易于管理的平台。从工作组到数据中心，个安全、易于管理的平台。从工作组到数据中心，Windows Server 2008都都提供了令人兴奋且很有价值的新功能，对基本操作系统做出了重大改进。提供了令人兴奋且很有价值的新功能，对基本操作系统做出了重大改进。Windows Server 2008在性能和管理等方面系统的整体优势相当明显。在此在性能和管理等方面系统的整体优势相当明显。在此之前，企业对信息化的重视越来越强，服务器整合的压力也就越来越大，之前，企业

17、对信息化的重视越来越强，服务器整合的压力也就越来越大，因此应用虚拟化技术已经成为大势所趋。经过测试，他们认为，因此应用虚拟化技术已经成为大势所趋。经过测试，他们认为，Windows Server 2008完全基于完全基于64位的虚拟化技术，为未来服务器整合提供了良好的位的虚拟化技术，为未来服务器整合提供了良好的参考技术手段。参考技术手段。Windows Server 虚拟化虚拟化 (HyperV)。Windows服务器虚拟化服务器虚拟化(HyperV)能够使组织最大限度实现硬件的利用率，合并工作能够使组织最大限度实现硬件的利用率，合并工作量，节约管理成本，从而对服务器进行合并，并由此减少服务器

18、所有权的量，节约管理成本，从而对服务器进行合并，并由此减少服务器所有权的成本。成本。Windows Server 2008在虚拟化应用的性能方面完全可以和其他主流在虚拟化应用的性能方面完全可以和其他主流虚拟化系统相媲美，超出；而在成本和性价比方面，虚拟化系统相媲美，超出；而在成本和性价比方面，Windows Server 2008更是具有压倒性的优势。更是具有压倒性的优势。7.2.2UNIX/Linux操作系统概述操作系统概述UNIX系统最早是在美国麻省理工学院系统最早是在美国麻省理工学院(MIT)于于1965年开发的分时操作系统年开发的分时操作系统Multics的基础上不断演变而来的。它原本

19、是的基础上不断演变而来的。它原本是MIT、贝尔实验室等为美国国防、贝尔实验室等为美国国防部研制的，所以部研制的，所以UNIX具有非常高的安全性和稳定性。具有非常高的安全性和稳定性。1969年贝尔实验的系年贝尔实验的系统程序设计人员汤普逊统程序设计人员汤普逊(Thompson)和里奇和里奇(Ritchie)在在PDP7计算机上成功地计算机上成功地开发了开发了16位微机操作系统位微机操作系统.该系统采用了该系统采用了Multics系统的树型结构、系统的树型结构、Shell命令命令语言和面向过程的结构化程序设计方法，同时又弥补了原来语言和面向过程的结构化程序设计方法，同时又弥补了原来Multics的

20、许多不足之处。的许多不足之处。由于开始没有形成具体的专有标准，各大厂商都开始着手研制自己的由于开始没有形成具体的专有标准，各大厂商都开始着手研制自己的UNIX系统，所以现在能在市面上看见有许多不同的系统，所以现在能在市面上看见有许多不同的UNIX版本，如版本，如SUN公司的公司的Solaris UNIX系统、系统、IBM公司的公司的AIX UNIX系统、系统、HP公司的公司的HP UNIX系统等。系统等。Linux操作系统是操作系统是1991年芬兰赫尔辛基大学的学生年芬兰赫尔辛基大学的学生Linus Torvalds编写的，具编写的，具有有UNIX全部特征，最先发布于因特网上，所有的源代码完全

21、公开，近几年全部特征，最先发布于因特网上，所有的源代码完全公开，近几年来，来，Linux操作系统发展十分迅猛，每年的发展速度超过操作系统发展十分迅猛，每年的发展速度超过200%，得到了许多，得到了许多著名软硬件公司著名软硬件公司(如如IBM，COMPAQ，HP，Oracle，Sybase，Informix)的支持的支持,目前目前Linux已经全面进入了应用领域。已经全面进入了应用领域。Linux发展如此快，这跟它诞生的时期发展如此快，这跟它诞生的时期和社会现状是分不开的。和社会现状是分不开的。Linux诞生在一个网络时代，和网络一起成长、发诞生在一个网络时代，和网络一起成长、发展、壮大，展、壮

22、大，Linux的安全性和可靠性可以同的安全性和可靠性可以同UNIX媲美。媲美。UNIX需要昂贵的价格，而需要昂贵的价格，而Linux是完全免费的，同样是完全免费的，同样UNIX能做到的能做到的Linux也能也能做到，当然这也就促进了做到，当然这也就促进了Linux的发展。的发展。UNIX/Linux主要用在大型的网络中，用来搭建服务器，具有非常高的安全性主要用在大型的网络中，用来搭建服务器，具有非常高的安全性、可靠性，现在、可靠性，现在Linux也有大多数用在嵌入式操作系统的开发中。也有大多数用在嵌入式操作系统的开发中。UNIX操作系统主要有以下几个特点。操作系统主要有以下几个特点。UNIX操

23、作系统是一个多用户系统。操作系统是一个多用户系统。UNIX操作系统是一个多任务操作系统。操作系统是一个多任务操作系统。UNIX操作系统具有良好的用户界面。操作系统具有良好的用户界面。UNIX操作系统的文件、目录与设备采用统一的处理方式。操作系统的文件、目录与设备采用统一的处理方式。UNIX操作系统具有很强的核外程序功能。操作系统具有很强的核外程序功能。UNIX操作系统具有很好的可移植性。操作系统具有很好的可移植性。UNIX操作系统可以直接支持网络功能。操作系统可以直接支持网络功能。与传统的网络操作系统相比，与传统的网络操作系统相比，Linux操作系统主要有以下几个特点。操作系统主要有以下几个特

24、点。Linux操作系统不限制应用程序可用内存的大小。操作系统不限制应用程序可用内存的大小。Linux操作系统具有虚拟内存的能力，它可以利用硬盘来扩展内存。操作系统具有虚拟内存的能力，它可以利用硬盘来扩展内存。Linux操作系统允许在同一时间内运行多个应用程序。操作系统允许在同一时间内运行多个应用程序。Linux操作系统支持多用户操作系统支持多用户,在同一时间内可以有多个用户使用主机。在同一时间内可以有多个用户使用主机。Linux操作系统具有先进的网络能力，可以通过操作系统具有先进的网络能力，可以通过TCP/IP协议与其他计协议与其他计算机互联，通过网络进行分布式处理。算机互联，通过网络进行分布

25、式处理。Linux操作系统符合操作系统符合UNIX标准，可以将标准，可以将Linux上完成的程序移植到上完成的程序移植到UNIX主机上运行。主机上运行。Linux操作系统是免费软件，可以通过匿名操作系统是免费软件，可以通过匿名FTP服务在服务在“http：/”的的pub/linux目录下获得。目录下获得。7.2.3NetWare操作系统概述操作系统概述NetWare是是NOVELL公司推出的网络操作系统，公司推出的网络操作系统，NetWare最重要的特征是最重要的特征是基于基本模块设计思想的开放式系统结构。基于基本模块设计思想的开放式系统结构。NetWare是一个

26、开放的网络服务是一个开放的网络服务器平台，可以方便对其进行扩充。器平台，可以方便对其进行扩充。Netware系统为不同的工作平台系统为不同的工作平台(如如DOS，OS/2 Macintosh等等)，不同的网络协议环境如，不同的网络协议环境如TCP/IP以及各种工作站操作系统以及各种工作站操作系统提供了一致的服务。该系统内可以增加自选的扩充服务提供了一致的服务。该系统内可以增加自选的扩充服务(如替补备份、数据如替补备份、数据库、电子邮件以及记账等功能库、电子邮件以及记账等功能),这些服务可以取自这些服务可以取自NetWare本身，也可取自本身，也可取自第三方开发者。第三方开发者。目前常使用的版本有目前常使用的版本有3.11,3.12,4.10，V4.11，V5.0等中英文版本，而占等中英文版本，而占主流的是主流的是NetWare 5版本，支持所有的台式操作系统版本，支持