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第 4 章 网络操作系统 因特网基础. 4.1 网络操作系统的基本概念 4.2 网络操作系统的演变 4.3 网络操作系统的类型 4.4 网络操作系统的基本功能 4.5 Windows NT 网络操作系统 4.6 NetWare 网络操作系统 4.7 Linux 网络操作系统 4.8 Unix 网络操作系统 习题. 4.1 网络操作系统的基本概念. 网络操作系统: 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。 4.1.1 单机操作系统 四个主要操作:
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第4章网络操作系统因特网基础 • 4.1 网络操作系统的基本概念 • 4.2 网络操作系统的演变 • 4.3 网络操作系统的类型 • 4.4 网络操作系统的基本功能 • 4.5 Windows NT网络操作系统 • 4.6 NetWare网络操作系统 • 4.7 Linux 网络操作系统 • 4.8 Unix 网络操作系统 • 习题
4.1 网络操作系统的基本概念 • 网络操作系统: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。 • 4.1.1 单机操作系统 • 四个主要操作: • 进程管理:对处理机进行管理。 启动进程的机制 DOS下:EXEC函数 Windows和OS/2下:CreareProcess 在Kernel32.dll中、 分时器:
2)内存管理:给每一个应用程序所必须的内存,而不占用其它他、应用程序的内存。2)内存管理:给每一个应用程序所必须的内存,而不占用其它他、应用程序的内存。 3)文件输入(I/O):管理在硬盘和其它大容量存储设备中存储的文件。 • 读一个文件数据过程: • 操作系统函数—传送文件名---打开文件---文件句柄---REadFile • 文件句柄(file handle) • 虚拟文件表VFAT(virtual file allocation table) • 高性能文件系统HPFS(high performance file system) 4)设备输入输出:CPU和内存以外的所有输入、输出设备的管理
4.1.2网络操作系统NOS (Network Operating System) • 网络操作系统NOS:使网络上个个计算机方便而有效的共享网络资源,为用户提供所需的各种服务的操作系统软件。 附加功能: • 提供高效可靠的网络通信能力; • 提供多项网络服务功能。 基本任务: • 屏蔽本地资源与网络资源的差异性; • 为用户提供网络服务功能; • 完成网络共享系统资源的管理, • 提供网络系统的安全服务。
以太网 快速局域网 千兆以太网 共享介质局域网 令牌总线 令牌环 FDDI FDDI II FFOL 局域网 交换式以太网 ATM局域网仿真 虚拟局域网 交换式局域网 IP over ATM MPOA 4.2 网络操作系统的演变 HAL(硬件抽象层) 局域网产品类型与相互之间的关系
4.2.1 早期的网络操作系统 80年代---Novell公司:NetWare 文件服务和文件管理 90年代---IBM公司、Microsoft公司 • 4.2.2 网络操作系统形成 90年代后期:混合使用多种网络操作系统 • Windows NT Server 3.51 • NetWare 4.1 • OS/2 Warp Server Advanced • Vines 6.0 • 4.2.3 当前的网络操作环境 • 文件与打印服务 • 组合目录 • Web浏览器与SQL服务器通信 • E-mail • 多线程的处理方式
4.3 网络操作系统的类型 • 4.3.1 NOS的分类 • 面向任务NOS:特殊网络应用 • 通用型网NOS:提供基本的网络服务功能,支持用户在各个领域应用的需求。 • 变形系统 • 基础级系统 • 4.3.2 NOS结构的发展 • 对等结构 非对等结构
对等结构 非对等结构 以共享硬盘服务为基础的系统 节点A 节点B 节点C 以共享文件服务为基础的系统 节点E 节点D 变形级系统 基础级系统 • 1、对等结构NOS 网络操作系统的演变过程 对等结构局域网的结构
2、非对等结构NOS • 网络服务器(Network Server) • 网络工作站( Network Workstation ) • 3、文件服务器的概念 • 文件服务器: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。 • 工作站软件
网络服务器 局域网通信设备 工作站 4.4 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 • 硬件构成: • 软件构成
4.4.2 网络操作系统的基本功能 • 文件服务(File Service) • 打印服务(Print Service) • 数据库服务(Database Service ) • 通信服务(Communication Service) • 信息服务(Message Service) • 分布式服务(Distributed Service) • 网络管理服务(Network Management Service) • Internet/Intranet服务
Windows NT后备域控制器 Windows NT主域控制器 普通服务器 运行Windows NT Workstation 或Windows for Workgroup的工作站 4.5 Windows NT网络操作系统 • 4.5.1 Windows NT的发展 • Windows NT 3.1-–-3.5---4.0--Windows 2000 • 4.5.2 Windows NT的组成 • Windows Nt Server • Windows NT Workstion • 域模型与工作组模型 • 域:以域为单位实现对网络资源的集中管理
4.5.3 Windows NT的特点 • 内存与任务管理 • 开放的体系结构 • 网络驱动接口(NDIS)、传输驱动接口(TDI) • TCP/IP协议 • Mklink协议 • NetBIOS扩展用户接口(NetBEUI) • 数据链路控制协议 • 内置管理 • 集中管理 • 用户工作站管理
3、Windows NT的优缺点 • 兼容性及可靠性 • 便于安装及使用 • 优良的安全性 • 一个缺陷:管理比较复杂
4.5.4 Windows 2000 Server 操作系统 • 1、 Windows 2000 家族的成员 • Windows 2000 Proofessional • Windows 2000 Server • Windows 2000 Advance Server • Windows 2000 Datacenter Server • 2、Windows 2000 Server的特点 • 活动目录服务:存储网络对象的信息 • ---组织单元 • 域模式 • 通过Kerberos认证的传递及信任关系建立起树状连接 • Kerberos认证Kerberos (译注:这是古希腊神话里的一条多头狗。)是一种适用于在公共网络上进行分布计算的工业标准的安全认证系统.; Kerberos网络验证协议是由美国麻省理工学院(MIT)开发的一种应用范围很广的网络验证协议。 • 多主复制方式:保证每个域控制器上的目录服务数据库都是最新的 • 3、仍然使用的客户端软件 • Windows 95、Windows for Workgroups 3.11
4.6 NetWare网络操作系统 • 4.6.1 NetWare操作系统的发展 • Novell公司 • 1983年NetWare– NetWare2.2– NetWare3.xx:镜像、三级系统容错(SFT,System Failure Tolerance) • NetWare4.11:支持分布式网络 • IntarnetWare
4.6.2 NetWare操作系统的组成 • 文件服务器内核 • 核心协议(NCP,NetWare Core Protocol) • 内核进程管理 • 文件系统管理 • 安全保密管理 • 硬盘管理 • 系统容错管理 • 服务器域工作站的连接管理 • 网络监控 • 工作站外壳:重定向程序NetWare Shell • 低层通信协议
4.6.3 NetWare操作系统的特点 • NetWare的文件系统:文件服务器名\卷名:目录名\子目录名\文件名 • NetWare的用户类型 • 网络管理员 • 组管理员 • 网络操作员:FCONSOLE是一个虚拟控制台实用程序,它用于管理文件服务器.FCONSOLE菜单包括广播控制台报文、变更当前文件服务器、连接信息、关闭文件服务器、文件状态、版本信息等项内容。一般网络用户仅能使用FCONSOLE菜单中的有限几项子菜单 . • 普通网络用户 • NetWare的安全保护方法 • 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
NetWare的系统容错技术 • 三级容错机制:SHT I 、SHT II、 SHT III • 事务跟踪系统:TTS(Transation Tracking System) • UPS监控 • NetWare的优缺点 • 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 • 不足之处: • 无法直接共享 • 安装及管理维护比较复杂 • 多用户同时获取文件及数据时网络效率降低 • 服务器的运算功能没有得到发挥
4.6.4 IntranetWare操作系统 • 为企业内部网络提供的一种综合性的网络平台:互联网分组交换协议 IPX是Internetwork Packet Exchange的缩写;而SPX是Sequenced Packet Exchange的缩写(IPX)是 Novell NetWare 操作系统所支持的在互联网络中路由数据包的早期网络协议。 IPX是一种面向无连接通信的数据报协议 • IntranetWare操作系统的特点 • 能建立功能强大的企业内部网络 • 能够保护用户现有的投资 • 能方便地管理网络与保护网络安全 • Novell目录服务(NDS,Novell Directory Service) • 安全保护功能 • 能集成企业的全部网络资源 • 能大大减少网络管理的开支
4.7 Linux 网络操作系统 • 4.7.1 Linux 操作系统的发展 • Linus B.Torvalds:芬兰赫尔辛基大学的大学生 • 4.7.2 Linux 操作系统的特点 • 不限制应用程序可用内存的大小 • 具有虚拟内存的能力 • 同一时间内允许运行多个应用程序 • 支持多用户 • 具有先进的网络能力 • 符合Unix标准 • 免费软件:ftp://sunsit.unc.edu/pub/linux • 4.7.3 Linux 的一些版本 • Red Hat Linux(红帽Linux) • 什么是RPM Redhat Package Manager, 由Redhat公司开发的软件包和管理程序。 RPM设计目的: . 方便的升级功能:可对单个软件包进行升级,保留用户原先的配置 . 强大的查询功能 • Slackwae Linux
4.8 Unix 网络操作系统 • 4.8.1 Unix 的发展 • 1973年c语言重写1969年AT&T公司贝尔实验室用汇编指令编写的V1—V7 • 目前: AT&T的Unix、SCO的Unix SVR3.2 SVR4.0 SVR4.34.8.2 • IBM—AIX • SUN—SunOS--Solaris • HP—UX • SCO—UnixWare7
4.8.2 Unix 的结构与特征 • 多任务、多用户; • 易读、易修改、易移植; • 系统的实现紧凑、简洁、优美; • 功能强大的Shell语言,即外壳语言作为用户界面; • 树形文件系统良好的安全性、保密性和可维护性; • 多种通信机制:管道、软中断、消息、共享存储、信号通信。 • 内存管理机制:采用进程对换、请求调页的存储管理方式
文件子系统 操作系统的内核 进程子系统 Unix • 用户程序 核外程序 • 系统服务
Unix用户协会(80年代) IEEE(84年) 公共开放软件环境(COSE)(93年/3月) • 4.8.3 Unix 的标准化 AT&T SUN IBM HP DEC CDE(规定Unix的图形界面) Unix95(规定Unix的应用程序界面)(95年) NOVELL---开放系统标准化组织(X/OPEN)(93年/10月) IBM—AIX SCO—Unixware(98年)
4.8.4 几种典型的Unix 系统 • SUN—SunOS—Solaris • Easy Access Server • Enterprise Server • HP—UX:Disital Unix 真正的64位操作系统 • SCO(Santa Cruz Operation) • —OpenServer • — UnixWare7 • 习题