第10章 網絡操作系統和網絡管理

　　本章介紹各種網絡操作系統的分類及各自的特點。本章考核要求為“領會”層次。通過分析Windows NT，重點掌握網絡操作系統體系結構及實現方法。

　　1、概述

　　網絡操作系統是網絡用戶和計算機網絡的接口，它管理計算機的硬件和軟件資源，為用戶提供各種網絡服務。網絡操作系統分集中式、客戶/服務器模式、對等式。

　　網絡操作系統除具有一般操作系統的特征外，還有以下特征：

　　· 與硬件無關，可運行于不同的網絡硬件上。

　　· 可連接廣域網。

　　· 多種客戶端支持。

　　· 目錄服務。

　　· 以單一邏輯方式訪問可能位于全球范圍內的所有網絡服務和資源。

　　· 多用戶支持。

　　· 網絡管理。

　　2、當前流行的網絡操作系統

　　VINES操作系統：是一種基于UNIX System V，支持多用戶多任務，底層支持各種通信協議的操作系統。系統由工作站和服務器兩個模塊組成。主要特點：安裝簡單，管理容易;采用Street Talk全局命名服務;聯網能力強，網絡目錄服務功能強大。

　　NFS操作系統：提供了在異種機、異種操作系統的網絡環境下共享文件的簡單方法。它是基于Client/Server模式的。主要特點：提供透明文件訪問及文件傳送;容易擴充;可靠性高;配置靈活。

　　Windows NT：是具有搶先式多任務、多線程調度能力并可支持文件、打印、信息傳遞與應用服務的多用途的32位操作系統。主要特點：能實現各種商務解決方案;支持多種服務器平臺;支持SMP對稱多處理;各種安全和先進的容錯功能，保證信息的完整性和有效性。缺點是：文件服務功能不如Netware強大，占用服務器資源多。

　　Nerware：主要特點：具有高性能的文件系統;可靠性高;良好的權限管理，安全保密度高;開放性好;NDS服務為大型應用提供可能。缺點：在其上運行的軟件均需設計為可加載模塊方式NLM，而NLM方式編程較困難;另外，Netware操作系統只能運行在IntelX86的PC服務器上。

　　3、網絡操作系統的實現實例

　　常見的系統模型有：整體式、分層式、客戶/服務器結構。所有三種模型都把操作系統任務至少劃分為兩類：用戶模式、內核模式。內核是操作系統最底層的核心部分。以內核模式運行的代碼可以訪問系統硬件和系統數據。為保護操作系統和保存的數據，只有某些代碼才允許以內核模式運行，而所有其他的代碼都以用戶方式運行。

　　在整體式操作系統中，許多過程都被嵌入系統中，每個過程可以調用另外的過程，它們之間相互傳遞消息。 而在 分層系統中過程之間不能直接進行直接進行傳送，數據的發送必須通過樹形的層次結構，只能向更低層發送，不能向上傳遞。

　　客戶/服務器模式的思想是：把操作系統分成若干進程，其中每個進程實現單個的一套服務。每個服務器運行在用戶態，執行一個循環，檢查是否有客戶已請求該項服務。當客戶發送一個消息給服務器來請求一項服務時，運行在核心態的操作系統內核把消息傳給服務器;該服務器執行操作;內核用另一種消息把結果返回給客戶。

　　Windows NT的結構采用了層次模型和客戶/服務器兩種模型。NT的核心部分采用客戶/服務器模型，只要提供應用程序設計接口API和通常認為是操作系統環境的一些工具。層次操作系統模型在NT執行系統的I/O系統中起作用。

　　為解決二進制兼容性問題，NT使用了環境子系統的方法。環境子系統的工作是接管CPU或操作系統的每個二進制代碼請求，將它們轉換為NT能夠成功執行的相應指令。環境子系統實際是一個程序，稱為虛擬機器，讓應用程序感覺好象是運行在自己的機器上。

　　NT的核心態程序模塊：

　　· 對象管理程序：NT使用所謂的“對象”作為基本的操作元素，作為用戶模式和內核模式之間進行交互的單元。

　　· 虛擬內存管理程序：NT使用硬盤空間模擬RAM空間供應用程序使用，虛擬內存管理每個進程可能申請的虛擬內存，并防止進程覆蓋磁盤上的其他虛擬內存“頁” 。

　　· 進程管理程序。

　　· 本地過程調用工具：主要任務是為屬于各自進程的兩個線程提供一個通信連接。 安全引用監控程序：NT中的所有進程都給定一個訪問標志，其中包含一系列的許可權。 安全引用監控程序和對象管理程序并行工作，以確保對象不被非法用戶訪問。 I/O管理程序。

　　· 內核：NT的內核屬于“微內核”。內核主要工作是調度和分配線程和進程，處理各種中斷，還同步多個CPU以及在斷電時進行準備并重新啟動系統。

　　· 硬件抽象層HAL：NT讓硬件盡可能遠離操作系統。不僅使用設備驅動程序，而且用硬件抽象層替換了負責與硬件交互的操作系統層。　　

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