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计算机网络基础

计算机网络基础. 主讲人：杨华强 抚州职业技术学院. 第六章 计算机网络服务和应用. 6.1 网络操作系统 6.2 网络应用模式 6.3 网络基本服务 6.4 网络电话技术及其应用. 6.1 网络操作系统. 6.1.1 网络操作系统概述 什么是操作系统？. 操作系统是计算机系统中的一个系统软件，是一些程序模块的集合，它们 管理和控制计算机系统的硬件及软件资源，合理地组织计算机工作、流 程，以便有效地利用这些资源为用户提供一个功能强大、使用方便的工作 环境，在计算机和用户之间起到接口的作用。. 网络操作系统定义：.

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  1. 计算机网络基础 主讲人：杨华强 抚州职业技术学院

  2. 第六章 计算机网络服务和应用 6.1 网络操作系统 6.2 网络应用模式 6.3 网络基本服务 6.4 网络电话技术及其应用

  3. 6.1 网络操作系统 6.1.1 网络操作系统概述 什么是操作系统？ 操作系统是计算机系统中的一个系统软件，是一些程序模块的集合，它们 管理和控制计算机系统的硬件及软件资源，合理地组织计算机工作、流 程，以便有效地利用这些资源为用户提供一个功能强大、使用方便的工作 环境，在计算机和用户之间起到接口的作用。 网络操作系统定义： • 使网络上各计算机能方便而有效地共享网络资源，为网络用户提供所需的各种服务的软件和有关规程的集合。

  4. 1、网络操作系统的类型 • 集中式 • 客户机／服务器模式 • 对等式

  5. 分时操作系统 + 网络功能 UNIX 主机 + 终端 UNIX系统框架 集中式 • 集中式网络操作系统是从分时操作系统扩展而成，例如UNIX系统 。

  6. 网络 Client Server 客户机/服务器模式 客户机/服务器模式 • 客户机具有独立处理能力，在需要时通过网络向服务器发出请求，连上服务器后，就像使用本地的磁盘一样来使用服务器。如Windows 2000/XP/2003和Novell的NetWare。

  7. 对等式 • 网内每一台计算机具有客户机、服务器的双重功能，比如在网上的两台计算机之间的互通，实现无须使用专门的服务器的简单网络连接，如Microsoft 的Windows 95 / 98，Windows for Workgroup和Novell的NetWare Lite是典型的对等式NOS的代表。 每个工作站既可起客户机作用， 亦可起服务器作用。 例：一台PC机运行应用程序 时，其他用户还可访问该机硬盘 上的文件，同时该机还可作其他 PC机的网络打印服务器。

  8. 网络互连 数据管理 文件管理 NOS 网络安全 内存管理 系统容错 硬件 设备管理 SMP（对称式多处理器） 处理机管理 显示器、打印机、硬盘等 网络操作系统的功能 2、网络操作系统的功能 • 网络操作系统除了应具有一般操作系统的处理机管理、设备管理、存储器管理、文件管理，还应提供可靠、高效的网络通信能力，提供多种网络服务功能。

  9. 文件服务 • 文件服务是NOS所提供的最基本的服务之一。 • 文件服务器是一个提供文件存储和访问的计算机。 • 文件服务的主要形式： • 文件共享：主要用于局域网环境。 • 允许通过映射，使登录到文件服务器的用户可以像使用本地文件系统一样来使用文件服务器上的文件资源。 • Unix、Windows和Netware均提供这种形式的文件服务。 • FTP：主要用于广域网环境。 • 客户端的用户通过系统注册和登录，可以下载FTP服务器中的文件或将本地的文件资源上传到FTP服务器。

  10. Server Printer 打印服务器 打印服务 • 为何需要打印服务？ • 利用率： • 对单个用户来说利用率低，每个用户配置一台非常不经济； • 成本： • “购买＋维护＋使用”成本很高，特别是高档的激光/喷墨/彩色打印机常常是企事业单位的重要和稀少的资源； • 为了局域网上的用户随时可以方便的使用这种资源，最好的办法就是在网上实现共享。 • 打印服务器 • 软件形式： • 打印服务软件安装在网络服务器上或网上的任何一台计算机上； • 硬件形式： • 专用的打印服务器硬件。

  11. 目录服务 • 目录服务可以将一个网络中的所有资源，包括邮件地址、计算机设备、外部设备（如打印机）等集合在一起，以统一的界面提供给用户进行访问，其基本形式如同电信部门所提供的“黄页”服务。 • 在理想情况下，目录服务将物理网络的拓扑结构和网络协议等细节掩盖起来，这样用户不必了解网络资源的具体位置和连接方式就可以进行访问； • 目录中的资源动态、实时更新； • 常见的目录服务包括： • Novell的Netware Directory Service（NDS）； • Microsoft的Active Directory。

  12. 其它服务 • 网络操作系统还可以提供其他各种通信或增值服务。例如： • Application Server（Middleware，中间件） • groupware server（协同工作） • Web server • Mail server • Fax server • Proxy server • 视频/音频服务器（流媒体服务） • …

  13. 网络操作系统的特征 • 硬件无关性： • 不同规模的计算机系统 • 不同类型的网络硬件设备 • 不同类型的网络（拓扑、技术） • 广域网连接： • X.25，ATM，ISDN，…… • 支持不同类型的客户端： • DOS、Windows、Unix、Linux、AppleTalk，…… • 网络目录服务 • 多用户、多任务支持 • 网络管理 • 访问控制、性能检测、网络状态监视、故障检测、计费 • 网络安全控制 • 登录控制、用户权限控制、资源访问控制 • 强大的系统容错能力 • 高度可靠性的软、硬件

  14. 主要的网络操作系统Network Operating Systems（NOS） • 主要的网络操作系统： • 目前主流的网络操作系统主要有Windows NT， Windows 2000，NetWare，UNIX,Linux等几种。 Windows NT Windows NT3.1操作系统摆脱了DOS的束缚，并且具有很强的联网功能，是一种真正的32位操作系统，但是， Windows NT3.1操作系统对系统资源要求过高，并且网络功能明显不足，这就限制了它的广泛应用。采用视窗界面，能提供完善的Internet服务，对机器和网管人员素质要求较低，适合于中小型网络，是目前园区级网络的主流产品。

  15. 主要的网络操作系统Network Operating Systems（NOS） • Windows 2000 Windows 2000有四个版本，每个版本针对不同的用户。它们分别是专业版，服务器版，高级服务器版，数据中心或者数据仓库版。 • NetWare NetWare操作系统是Novell公司在1983年推出的网络操作系统。其5.X以上版本提供了良好的Internet服务，其强大的NDS（目录服务）和安全性等使它可能成为跨平台、跨地域的新一代主流网络操作系统，适合于大、中、小型网络，但由于较晚推出，目前市场份额还不大。

  16. 主要的网络操作系统Network Operating Systems（NOS） • UNIX操作系统 UNIX是一个通用的多任务，多用户的操作系统。它的核心是一个分时操作系统的内核。能提供所有的Internet服务，具有很好的稳定性、开放性、安全性，但用户界面较差，版本杂，对主机配置（多为小型机）和管理人员素质要求高，且整体集成费用高，适合大中型网络，也是对安全性和性能要求很高的重要部门（银行、电信、商业网站等）首选的网络操作系统。 • Linux 具有优越的性价比（免费），其源代码公开，具有极强的二次开发能力，能确保企业在开发时“各取所需”，对主机配置要求不高，其内核基于UNIX，但对管理人员素质要求高，技术尚不太成熟，目前适合于个人或部门级组网。

  17. 6.1.2 UNIX系统结构

  18. UNIX系统的设计思想 • 小的系统就是好的系统； • 尽量减小UNIX系统的内核，使之完成最基本的功能，其它功能则由外部命令实现或由用户自己实现。 • 使用应尽量简单； • 用统一的方法处理文件、设备和目录，把它们都作为文件来对待。 • 尽量保证通用性； • 在设计过程中考虑了通用性，使之适合于不同类型用户的需要（如分时系统和批处理系统） 。 • 无消息就是好消息； • 如果程序执行有错，会显示错误的位置和出错类型；但如果无错，执行后就不会给出任何消息。 • 开放系统就是好系统； • 设计时就考虑到开放性，操作系统源程序一开始就向学术界开放。

  19. UNIX系统的硬件环境 • UNIX是一个多用户、多任务、分时操作系统。 • 主机： • 主要包括CPU、内存及辅存等； • 终端： • 包括两部分：显示器和键盘。 • 终端不进行数据处理，只是用作数据输入和显示； • PC机也可以在Windows中仿真成终端： • 开始→程序→附件→通讯→超级终端 • 控制台： • 系统管理员使用的终端，用于管理整个系统。 • 用户在使用UNIX系统时，每个用户通过一台终端访问主机（本地连接或通过网络连接）； • UNIX系统也可以提供单用户使用环境。

  20. 终端 终端 WAN UNIX 主机 LAN 终端控制器 PC机 控制台 终端 终端 终端

  21. UNIX系统主要由四个部分组成： • 内核（Kernal）： • 是组成操作系统的核心，它控制任务的调度运行，管理计算机存储器，维护文件系统，并在用户中分配计算机资源。内核对用户透明。 • 外壳（Shell）： • Shell是一个程序（类似于DOS中的COMMAND.COM），它解释用户所提交的命令并把该命令提交给核心执行，执行结果再返回给用户。 • Shell也是一种程序设计语言，用户可以使用Shell命令来设计程序（类似于DOS中的批作业）。 • 文件系统： • 文件系统是指在系统中供用户使用的全部文件的集合，它使信息的存储和检索更为容易。（在UNIX中，设备和目录也是文件） • 各种外部命令（有300多种）： • 命令就是完成某种操作的实用程序。UNIX系统提供的命令包括：文本编辑、文件管理、软件开发工具、系统配置、通信等。

  22. UNIX系统提供的网络服务 UNIX网络功能包括： • 文件传输 • 把文件从一个系统拷贝到另一个系统。如UUCP命令。 • 远程登录 • 从远地登录到UNIX系统，就好像在本地运行一样。如Telnet命令。 • 远程文件链接 • 将远程文件系统链接到本地文件系统中，就象这些文件是在自己的系统上一样。 • 标准网络服务 • 如Email、FTP、DNS等。

  23. 6.1.3 Windows 2000 的开发 • 为期40月 • 2500顶尖高手7x24小时工作 • 测试的代码达1000万行以上 • 测试的pc机系统打580种 • 测试兼容性的应用软件1000多种 • 每月备份的数据达到88TB • 每晚的模拟打印数量达到25万页 • 测试的IP会议达到每天1000次

  24. Win2000的特性 • 多任务 Multitasking • 大内存 • 多处理器 SMP (Symmetric Multiprocessing Scalability) • 即插即用 Plug and Play • 集群 Clustering • NTFS文件系统 • 服务质量保证 QoS (Quality of Service) • 远程安装 RIS (Remote Installation Services) • 终端服务 Terminal Services

  25. Windows 2000 Advanced Server Windows 2000 Server Windows 2000 Datacenter Server Servers Workstation Windows 2000 Professional Windows 2000产品家族

  26. Windows 2000 Professional • 易于使用 • 简单化管理 • 增强的硬件支持 • 增强的文件管理及安全性 • 增强的互联网通讯能力

  27. Windows 2000 Server • 活动目录 • 简单化管理 • 增强的文件管理及安全性 • 增强的联网及通讯能力 • 增强的打印支持

  28. Windows 2000 的版本

  29. 6.2 网络应用模式 • 6.2.1 以大型机为中心的应用模式 大型机为中心，也称为分时共享（time-sharing）模式,这一模式的主要特点 是： （1） 通过链路把简单终端（无独立处理能力）连接到主机或通信处理机； （2） 用户界面是由系统专门提供的； （3） 所有终端用户的信息都被传入主机处理； （4） 主机将处理的结果返回到终端，显示在用户屏幕的特定位置； （5） 系统采用严格的集中式控制和广泛的系统管理、性能管理机制。

  30. 又称主机系统或多用户系统。 操作系统：UNIX（XENIX）、LINUX 主 机：大、中、小型机，高档微机 特 点：“哑”终端（＝键盘＋显示器， 甚至可以无 CPU 与内存） 一切事务由主机分时处理（与MS-DOS命令不兼容） 说 明：Internet──总体上为UNIX系统，网上之PC机执行模拟终端程序模拟成终端进入主机（此时PC机只是负责将键盘指令→主机，主机处理结果→显示屏，一切处理与PC机上的CPU无关，均由主机进行）

  31. 6.2 网络应用模式 • 6.2.2 以服务器为中心的应用模式 这一模式的主要特点是： （1）主要用于共享驻留在服务器上的应用、数据等； （2）每个用户工作站点上的应用提供自己的界面，并对界面给予全面的控制； （3）所有的用户查询或命令处理都在工作站方完成。

  32. 操作系统：Novell公司出品的NetWare（主流产品）操作系统：Novell公司出品的NetWare（主流产品） 服 务 器： 高档微机 特 点： 服务器提供数据共享服务和传送管理功能（不处理数据），工作站执行应用程序的所有功能，通过磁盘映象，又可象使用本地磁盘一样使用服务器上的硬盘。

  33. 6.2 网络应用模式 • 6.2.3 客户机/服务器应用模式 在客户机/服务器（client-server，简写为C/S）应用模式中，应用分成前端（front-end）（即客户机部分）和后端（back-end）（即服务器部分）。客户机/服务器应用模式最大的技术特点是能充分利用客户机和服务器双方的智能、资源和计算能力，共同执行一个给定的任务，即负载由客户机和服务器共同承担。

  34. 服务驱动 用户界面 服务器 应用核心 客户应用 操作系统 操作系统 局域网 网络接口 网络接口 查询 / 命令 结果 / 响应 客户方 服务器方 客户机/服务器模式 LAN Client Server

  35. 操作系统： Windows NT/2000 /2003 Server 服 务 器：高档微机或大、中、小型机 特 点： 服务器除提供数据共享和传送管理服务外，亦可应Client机要求提供数据库处理服务（即对Client要求的数据记录作筛选或检索后再传输，从而减少了传输压力──W/S系统是将整个文件传输给工作站处理，哪怕所处理的仅为整个库文件中的一个记录） 基于C/S系统的网络访问系统资源需要两个独立的实体： ·客户机——给出访问系统资源的请求 ·服务器——管理对资源的访问，但只在收到一个客户机请求时才被激活（一直空闲等待用户请求）

  36. C/S系统示例全国普通高校招生网上录取系统

  37. C/S系统示例全国普通高校招生网上录取系统

  38. C/S系统示例全国普通高校招生网上录取系统

  39. 客户机/服务器应用模式的特点 从整体上看，客户机/服务器应用模式有以下的特点： （1） 桌面上的智能。客户机负责处理用户界面，把用户的查询或命令变换成一个可被服务器理解的预定义语言，再将服务器返回的数据提交给用户。 （2） 最优化地共享服务器资源（如CPU、数据存储域）。 （3） 优化网络利用率，由于客户机只把请求的内容传给服务器，经服务器运行后把结果返回到客户机，可不必传输整个数据文件的内容。 （4） 在低层操作系统和通信系统之上提供一个抽象的层次，允许应用程序有较好的可维护性和可移植性。

  40. 基于Web的客户机/服务器应用模式 • 在当前广泛应用的因特网中，采用了基于Web的客户机/服务器应用模式，它的基本组成如下： • Web Server （HTML网页，Java Applet）； • 客户机（浏览器，Browser）； • 应用软件服务器； • 专用功能的服务器（数据库、文件、电子邮件、打印、目录服务等）； • Internet 或Intranet（企业内联网）网络平台。

  41. 网页（Homepage） Java虚拟客户机 Intranet Web Browser HTTP Web Server DB Server • MS-IE • Netscape Navigator • Mosaic • Gopher • PHP • ASP • HTML • BBS • FTP • DNS • E-mail 基于Web的客户机/服务器应用模式 Internet

  42. 成套 网页 Web 服务器 浏览器 客户机 操作系统： Windows NT/2000/2003 Server Unix Linux 服 务 器：Web服务器 特 点： 是C/S系统在因特网上应用的换代技术。C/S目前主要应用于LAN的数据库管理系统中，B/S则主要用于发布网页的网站系统中。B/S客户端采用统一的浏览器软件（如IE），用户接口标准通用，操作界面一致。 基于B/S系统的网络访问系统资源同样需要两个独立的实体： ·客户机——给出所访问网站的网址（如因特网用户电脑） ·服务器——管理对资源的访问，但只在收到一个客户机请求时才被激活（一直空闲等待用户请求），且提供的资源主要为成套网页。

  43. 基于Web的客户机/服务器应用模式提供“多层次连接”。即Browser/Web Server/DB Server三层连接，又称客户机/网络模式。所涉及的一些新技术如下： （1）Web服务 （2）Java语言 （3）网络计算机（NC，Network Computer）

  44. 层次 电话网 因特网 电话号码簿 域名系统 号簿分类 域 人们熟知记法 单位名称 域名（主机或服务器名） 软件便于操作 电话号码 IP地址（逻辑地址） 硬件执行地址 交换机端口 网卡地址（物理地址） 6.3 网络基本服务 6.3.1 域名与域名系统

  45. 域名及域名解析 • 1983年因特网采用层次结构的命名树作为主机名，并使用分布式的域名系统DNS[RFC 1034，1035]。 • 名字到域名的解析由若干个域名服务器程序完成，域名服务器程序在专设的结点上运行运行该程序的机器为域名服务器。

  46. 域名的形式 • 域名采用层次结构，每一层构成一个子域名，用园点分隔，其一般形式自左至右分别为： 主机名.机构名.网络名.最高域名 • 【域名示例】 www.nywjxy.cn (南邮吴江学院网站） www.chinanet.cn.net (中国国际互联网） www.pku.edu.cn (北大） www.tsinghua.edu.cn (清华） www.sina.com (新浪网） • 许多网站喜欢用 “ WWW ” 作主机名，表示是一个Web网站。 • 与IP地址具有固定长度的格式不同，域名最多可以有128层，而且其每层与IP地址的各部分并无任何对应关系。

  47. 1．域名系统的分级管理 • Internet的域名系统是为方便解释机器的IP地址而设立的。域名系统采用层次结构，按地理域或机构域进行分层。书写中采用圆点将各个层次隔开，分成层次字段。在机器的地址表示中，从右到左依次为最高域名段、次高域名段等，最左的一个字段为主机名。例如，在www.nywjxy.edu.cn中，最高域名为cn，次高域名为edu，最后一个域名为nywjxy。主机名为www。

  48. Internet的域名空间结构

  49. 域名层次示意图

  50. 最高域名的分类 a. 通用域 （ 以机构区分为最高域名），常见有： com (商用机构） gov（政府机构） edu （教育机构） net (网络机构） mil (军事机构） 等 如： http://gbchinese.yahoo.com （《雅虎》中文网站） b. 国家域（以地址区分为最高域名），如： cn（中国） tw（中国台湾） hk(香港) us（美国） uk（英国） jp（日本） sg（新加坡） 如： http://www.peopledaily.com.cn （《人民日报》网站） http://www.zaobao.com.sg （新加坡《联合早报》网站

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