1、三级网络技术,第4章 服务器操作系统,4.1 网络操作系统的特点,3,服务器操作系统的概念网络操作系统是用户与网络资源的接口，它是负责管理整个网络资源和方便网络用户的软件集合。由于网络操作系统主要是运行在服务器上的，因此把它称为服务器操作系统。服务器操作系统的功能服务器操作系统除了具有传统单机操作系统的管理和服务功能外，主要增加了网络通信与资源共享功能，为用户的请求提供各种网络服务。,4,4.1.1 单机操作系统,操作系统的定义操作系统是最靠近硬件的一层系统软件，它是用户与计算机之间的接口，其任务是改善人机界面、管理全部资源、控制程序运行、支持应用软件等。用户界面由窗口、菜单、图标、按钮组成，
2、单击鼠标即可完成操作。操作系统通过调用内置的函数来完成基本的操作任务。,5,操作系统的管理功能,操作系统的管理功能进程与处理机管理作业管理存储管理设备管理文件管理,6,4.1.1 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操作系统的处理器管理是根据一定的策略将处理器交替地分配给系统内等待运行的程序。 操作系统的作业管理功能是为用户提供一个使用系统的良好环境，使用户能有效地组织自己的工作流程，并使整
3、个系统高效地运行。,7,4.1.1 单机操作系统(续),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Windows内存管理的另一个任务是采取某些步骤以阻止应用程序访问不属于它的内存。,8,4.1.1 单机操作系统(续),3文件系统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、)4设备I/O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,9,操作系统的结构,操作系统通常有4类组件：驱动程序、内核、接口库和外围组件。 操作系统常见的结构有：简单结构、层次结构、微内核结构、垂直结构和虚拟机结构。其中内核结构又可分为单内核、微内核、超微内核以及外核。在应用领域中，以单内核结构为基础的操作系统一直占据着主导地位。大部分Unix、Linux以及Windows几乎都采用单内核结构，而Windows NT则是基于改良的微内核结构。还有一些嵌入式系统使用了外核结构。,10,4.1.2 网络操作系统,除了单机操作系统的功能之外，还提
5、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。,4.2 网络操作系统的演变,12,4.2.1 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,13,4.2.2 网络操作系统形成,1Windows NT Server 3.51良好的文件与打印能力
6、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。2NetWare 4.1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Windows NT Server 3OS/2 Warp Server Advanced基本的文件与打印服务提供了LAN Distance远程访问软件和实用程序缺乏强大的目录服务4Banyan的Vines 6.0,14,4.2.3 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SMPSymm
7、etrical Multi-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,4.3 网络操作系统的类型与功能,16,4.3.1 网络操作系统的分类,专用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,17,4.3.2 NOS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
8、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,18,2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：,19,3. 硬盘服务器,硬盘服务器的大容量硬盘可以作为多个工作站用户使用的共享硬盘空间。硬
9、盘服务器将共享的硬盘划分成多个虚拟盘体，虚拟盘体可以分为3个部分：专用盘体公用盘体共享盘体,20,4文件服务器,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NOSMicrosoftWindows NT Server 、LAN ManagerNovellNetWare IBMLAN Server,21,5. 应用服务器,在网络操作系统中，经常将一台或多台高档微型计算机、工作站或大型计算机作为局域网服务器，并由文件服务器向各种各样的应用服务器发展，用于集中管理局域网中的共享资源，除提供文件服务、打印服
10、务外，还有数据库服务器、通信服务器、Web服务器、域名服务器等各种应用服务器。,22,4.3.3 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SQL Server ORACLE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通信服务,23,4.3.3 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
11、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,4.4 Widows网络操作系统,25,4.4.1 Widows 的发展,1985年Windows 1.031987年Windows 2.01990年5月Windows 3.0，在DOS中增加图形用户界面1993年6月Windows NT 3.1，真正的32位操作系统1994年9月Windows NT 3.5，资源要求比NT3.1减少1996年Windows NT 4.0，有Server 4.0和Workstation 4.0两个版
12、本。2000年初Windows 2000操作系统2003年4月Windows 20032005年Windows 2003第二版2008年 Windows 2008,26,4.4.2 Widows NT的特点,Windows NT操作系统分为：服务器端软件：Windows NT Server客户端软件：Windows NT WorkstationWindows NT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,27,4.4.2 Widows NT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
13、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PDC,28,2.Widows NT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：T
14、CPIP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,29,2.Widows NT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。,30,3Windows NT 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Windows NT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
15、发环境不能令人满意。,31,4.4.3 Widows 2000 Server操作系统,1Windows 2000家族的组成,32,2Windows 2000 Server 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,33,4.4.4 Windows Server 2003操作系统,Wi
16、ndows Server 2003版本Windows Server 2003 Web版Windows Server 2003标准版Windows Server 2003企业版Windows Server 2003数据中心版。Windows Server 2003应用平台 Windows Server 2003提供了一个可靠的、高性能、高效、互连和集成的应用程序服务器解决方案。通过IIS 6.0、.NET Framework 2.0和ASP.NET等技术以及Microsoft的Visual Studio 2005工具集的结合，可为各类企业提供所需要的、运行在Web应用平台上的应用服务器。Wind
17、ows Server 2003 R2 2005年12月，Microsoft公司公布了Windows Server 2003 R2，它以Windows Server 2003 Service Pack 1所提供的增强的安全性、可靠性和性能为基础构建，有助于保护服务器的安全性，并防御黑客攻击。,34,4.4.5 Windows Server 2008操作系统,Windows Server 2008有4个方面的创新性能: 虚拟化技术增强平台的可靠性提高安全性广泛适合的网络解决方案,4.5 NetWare网络操作系统,36,4.5.1 NetWare操作系统的发展,NetWare 3.11 SFT N
18、etWare 3.12NetWare 4.1NetWare 4.11IntranetWareNetWare 5NetWare 6,37,4.5.2 NetWare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NetWare Shell负责对用户命令进行解释,38,4.5.3 NetWare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
19、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：Server1SYS:etcdir1file12. 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,39,4.5.3 NetWare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,40,4.5.3 NetWare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（SFT ）：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（SF
20、T ）：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（SFT ）：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,41,4.5.3 NetWare操作系统的特点,5NetWare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。,42,4.5.4 IntranetWare操作系统,集成了因特网
21、功能的企业内部网(Intranet)操作系统用户采用IP与IPX两种方式访问内部网络支持Web与FTP服务 主要特点：能够建立功能强大的企业内部网络；能保护用户现有的投资；能方便地管理网络与保证网络安全；能集成企业的全部网络资源；能大减少网络管理的开支。,4.6 Unix网络操作系统,44,4.6.1 Unix概述,发展历程1965年美国麻省理丁学院开发的分时操作系统Multics的基础上不断演变而来的1969年，贝尔实验室的系统程序设计人员在PDP-7计算机上成功地开发了16位微机操作系统。1972年开始移植到PDP-系列机上运行1979年移植到类似于IBM 370的32位机上运行，并公布了
22、UNIX第7版。1980年为VAX/780计算机编写的操作系统UNIX 32V。1980加利福尼亚大学伯克利分校发表了VAX-U型机用的BSD 4.0和BSD 4.1版本。1982年贝尔实验室又相继公布了UNIX System 的3.0、4.0和5.0等版本，1986年UNIX Systems V又发展为它的改进版Res 2.1和Res 3.0，而BSD 4.2又升级为BSD 4.3。,45,Unix的标准化,Unix版本多达100余个Unix在20世纪90年代分为了两个阵营UI（Unix国际）OSF（开放系统基金会）两大阵营联合成立了“公共开放软件环境”组织，即COSE，制订了两个标准CDE
23、规定Unix的图形界面 Unix95规定Unix的应用程序界面 IBM、Intel、SCO制定了蒙特雷计划 结合了IBM的AIX和SCO的UnixWare技术同时运行在Intel IA-32、Intel IA-64和IBM Power PC处理器之上 从部门服务器到大型数据库中心的超级服务器,46,4.6.2 Unix的结构与特性,1Unix系统结构操作系统的内核文件子系统：对系统中的文件进行管理，并提供高速缓冲机制；进程控制子系统：负责进程的创建、撤消、同步、通信、进程调度以及存储管理；核外程序用户程序系统提供的服务,47,2Unix系统特性,（1）Unix是多用户、多任务的网络操作系统；（
24、2）Unix使用C语言编写，使得系统易读、易修改、易移植；（3）提供了丰富的、经过精心挑选的系统调用；（4）Unix提供了功能强大的Shell语言；（5）Unix采用了树形文件系统，具有良好的安全性；（6）Unix系统提供了多种通信机制；（7）Unix采用进程对换的内存管理机制和请求调页的存储管理方式，实现了虚拟存储管理。,48,4.6.3 Sun公司的Solaris,Solaris是Sun公司在自己的SunOS的基础上进一步设计开发而成的Unix系统，运行在使用Sun公司的RISC芯片的工作站和服务器上。当前最新版本是Sun Solaris 10系列。其主要特点有：它在SPARC、AMD O
25、penron或Intel的系统上均可顺畅运行。Solaris 10获得了广泛的业界支持，可在300多种系统平台上稳健运行，应用程序的运行性能提升30倍。具有高等级安全运行环境。保证兼容性与容错性，系统和数据可自行恢复。Solaris和Linux应用程序可同步运行。系统利用效率最高可达80%。通过自动防故障文件系统，实现对数据的全方位保护。通过Solaris 10操作系统，处理范围涵盖1100路，企业可以自由地沿纵向和横向两方面拓展自身的发展空间。,49,4.6.4 IBM公司的AIX操作系统,AIX是IBM公司的Unix操作系统。它可以在所有IBM的p系列和IBM RS/6000工作站、服务器
26、和大型并行超级计算机上运行。AIX 5L是当前使用的AIX版本，支持IBM Power和Intel 64平台。其性能特点包括以下几个方面：虚拟服务器。运行效率和容量规划。集群管理。Linux亲和性。安全性。,50,4.6.5 HP公司的HP-UX操作系统,HP-UX是HP公司的Unix系统，其设计目标是依照POSIX标准为HP公司的网络可靠而稳定地运行、能进行严格管理的Unix系统。目前的HP-UX第11版有11i V1、11i V2、11i V3等版本。HP-UX 11i V3的性能特点主要有：灵活的容量配置达到全新的水平。扩展了主机类稳定的可用性。更加自动化的简化管理。性能平均提高30%。
27、HP-UX 11i V3操作环境的打包。,4.7 Linux网络操作系统,52,4.7.1 Linux操作系统的发展,Linux是完全免费的、源代码公开的，可运行于普通PC机的类UNIX操作系统。有一位来自芬兰赫尔辛基大学的大学生Linus BTorvalds，其目标是使Linux成为一个能基于Intel硬件的、在微型机上运行的、类似于Unix的新的操作系统。他将Linux最初的源代码放在了因特网的FTP站点上，世界上许多的程序员通过因特网参与了Linux的开发工作，为Linux的成功作出了贡献。,53,4.7.2 Linux操作系统的特点与组成,Linux操作系统的特点 是自由软件，具有开放
28、性。支持多用户、多任务能把CPU的性能发挥到极限，具有出色的高速度具有良好的用户界面具有丰富的网络能力采取了许多安全措施具有可移植性具有标准的兼容性。,54,Linux操作系统的组成,Linux操作系统由4部分组成内核：运行程序和管理硬件设备的核心程序 外壳：系统的用户界面 文件系统：如FAT、VFAT、EXT2NFS、SMB 应用程序：如文本编辑器、编程语言等,55,4.7.3 Novell公司的SUSE Linux,2003年Novell公司收购了SUSE Linux2005年推出的SUSE Linux有3个版本：完全开放源代码的OSS版试用版盒装零售版 SUSE Linux Enterprise 11是目前使用的版本，其主要性能特点有： 虚拟化技术关键业务数据中心技术Unix移植互操作能力桌面更新绿色IT,56,4.7.4 Red Hat公司的Linux,Red Hat Linux也是全世界应用最广泛的Linux 目前Red Hat Enterprise Linux 家族主要包括：Red Hat Enterprise Linux ASRed Hat Enterprise Linux ESRed Hat Enterprise Linux WS,
