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1、第4章 网络操作系统,4.1 网络操作系统概述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,4.1 网络操作系统概述,所谓网络操作系统(Network Operation System)，是用户与网络资源的接口，负责管理整个网络资源和方便网络用户的软件的集合。由于网络操作系统主要运行在服务器上，因此也称为服务器操作系统。它除了具有传统单机操作系统的管理与服务功能外，主要增强了网络通讯与资源共享功能。从网络方面看，就是能利用局域
2、网低层提供的网络服务功能，为高层网络用户提供资源管理服务，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 4.1.2 网络操作系统,4.1.1 单机操作系统,1.定义2.进程管理3.内存管理4.文件I/O5.设备I/O,1.定义,操作系统(OS)是控制应用程序执行和充当人机交互界面的系统，是计算机系统软件核心。它根据用户需求按一定的策略分配和调度计算机的软硬件资源。它管理着一台计算机的四个方面的操作：进程、内存分配、文件输入输出（I/O）、设备输入输出（I/O）。它有两个重要作用：管理系统中的各种资源并提高利用这些资源的效率；为用户提供友好的界面。,2.进程管理,进程（Proc
3、ess）是所有操作系统的一个基本概念，指一个在计算机中要执行的程序，但是它与程序的不同于在于它是动态概念，除程序代码本身外还包括系统分配给这段程序的地址空间、CPU中相应的寄存器组和运行程序所需要的其它信息。每个进程都会有启动、运行、挂起/等待、和终止等几种不同状态。操作系统提供一种启动进程的机制。在DOS中该机制就是EXEC函数；在Windows和OS/2中启动进程的函数是CreateProcess。在单任务环境中（DOS）中，处理器没有分时机制，当一个程序获得CPU的控制权时才能运行；在多任务环境中（Windows），操作系统将一大块处理器时间轮流地分配给激活的应用程序，以保证所有应用程序
4、都能同时运行。Windows和OS/2内核含有分时器，它在激活的应用程序中分配处理器时间。Windows还可以把一个进程细分为线程。,进程的状态转换,运行,等待,就绪,落选,选中,发生等待事件,等待结束,3.内存管理,内存管理的目标是给每个应用程序所必须的内存，而又不占用其他应用程序的内存。同时还必须回收终止进程遗留的内存空间以便再次分配。Windows和OS/2可以管理PC上安装的所有内存，当内存不够用时，可从硬盘的空闲空间生成虚拟内存。Windows和OS/2还可采取某些步骤以阻止应用程序访问不属于它的内存，这些地址在逻辑上彼此隔离，以避免冲突。,4.文件I/O,文件系统是操作系统最重要的
5、组成部分之一，它负责管理在硬盘和其他大容量存储设备中的文件。操作系统提供高级函数，以便应用程序调用来生成文件、打开文件进行读写以及删除文件、重命名等。操作系统能够找到磁盘上的文件，是因为有磁盘上的文件名和存储位置记录。在DOS里它叫做文件分配表FAT；在Windows里叫做虚拟文件表VFAT；在OS/2里叫做高性能文件系统HPFS。在新一代的Windows里已经推荐使用NTFS文件系统，它大幅度地提高了Windows的文件管理性能。一般来说，HPFS的性能好于FAT和VFAT。这主要是由于FAT和VFAT对大规模的硬盘管理有所不足。,5.设备I/O,操作系统的设备管理负责分配和回收外部设备，以
6、及控制外设按用户程序的要求进行操作。所谓设备是指计算机的硬件，为能与每种设备对话，必须有一种能说设备能理解的“语言”程序，这种程序称为设备驱动程序。DOS使用的设备驱动程序通常放在计算机的BIOS（Basic Input/Output System）的ROM中。Windows和OS/2使用特殊的设备驱动程序把输入输出的请求翻译成命令传给特定的硬件设备。,操作系统的结构,操作系统有四类组件：驱动程序、内核、接口库和外围组件。驱动程序是最底层直接控制和监视各类硬件的部分，向其他部分提供一个抽象的通用的接口。内核是存在系统的核心，运行于最高层特权级、提供基础性、结构性的功能。接口库是一个特殊程序库，
7、把系统的基础服务包装成应用程序能使用的应用编程接口（API），最接近用户应用程序。外围组件是除上述3类外的其余，常用于提供特定高级服务。早期的操作系统没有清晰的整体结构，各个部分混杂在一起，属于简单结构，如MS-DOS，UNIX等。后来的操作系统结构复杂，整个系统分为若干部分，最明显的是具备了核心基础的组件内核（有单内核、微内核、超微内核、外核等）。LINUX、Windows等为单内核系统，而Windows NT为改良的微内核结构。一些手机上的嵌入式操作系统使用外核结构。,4.1.2 网络操作系统,网络操作系统（NOS）是指能使网络上各个计算机方便而有效地共享网络资源，为用户提供所需的各种服务
8、的操作系统软件。网络操作系统除具备单机操作系统所需要的功能外，还应有：提供高效可靠的网络通信能力；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。NOS的基本任务是：屏蔽本地资源与网络资源的差异性，为用户提供各种基本网络服务功能，完成网络资源的管理，并提供网络的安全性服务。,4.2 网络操作系统的演变,4.2.1 目前局域网的分类4.2.2 网络操作系统的特征4.2.3 早期的网络操作环境4.2.4 网络操作系统的形成4.2.5 当前的网络操作系统,4.2.1 目前局域网的分类,局域网产品可分为共享介质局域网和交换式局域网；共享介质局域网又可分为Ethernet、Token
9、Bus、Token Ring与FDDI；交换式局域网可分为交换式Ethernet与ATM LAN，以及在此基础上发展起来的虚拟局域网。,4.2.2 网络操作系统的特征,网络操作系统是网络用户与计算机网络之间接口；一个典型的网络操作系统一般具有硬件独立的特征，也即它独立于具体的硬件平台，支持多平台，可以运行于各种硬件平台之上。为此，Microsoft提出了HAL(硬件抽象层)的概念，HAL与具体的硬件平台无关，改变硬件平台，毋需作其他变动，只需改换HAL。,4.2.3 早期的网络操作环境,在大型机时代，IBM等公司曾提供过完备的网络环境，提供了SNA范围内的操作连接、共享应用程序和网络环境的各种
10、工具，但有许多限制。20世纪80年代，Novell(NetWare)、Banyan(Vines)公司的产品进入NOS市场，具有简单文件服务和打印服务的NOS登上历史舞台，NOS的网络特性初具雏形。20世纪80年代，IBM(OS/2 WSA)和Microsoft(Windows NT)也成为NOS的主要厂商。,4.2.4 网络操作系统的形成,20世纪90年代中期，NOS市场开始向集成网络环境的方向发展，Microsoft推出的Windows 95成为一个通用的客户端软件，可连接六种不同的服务器操作系统。20世纪90年代后期，简单的文件服务与打印服务的NOS退出历史舞台，人们对网络的需求是全方位的
11、，从文件服务与打印服务，到应用程序服务、Internet集成、远程服务及工作组协作。当时的四种NOS没有一个能完全满足全方位的网络操作环境的需求。Windows NT Server无全球性的目录服务功能；Netware在运行网络数据库和消息发送方面不如Windows NT，不能在非Intel处理器上运行；IBM的OS/2 Warp Server Advanced也缺乏强大的目录服务；Banyan的Vines 6.0也有不完善之处。鉴于当时的技术条件，许多网络都混合使用多种网络操作系统。,4.2.5 当前的网络操作系统,现在的网络操作系统都是NOS与Internet的综合技术。强大的文件与打印服
12、务仍然是大多数NOS的标准服务，借助于Internet的门户网站，使组合的目录、服务更加简化。现在NOS还包括多用户、多任务、多进程。在多进程系统中，采用多线程的处理技术避免并行处理所带来的冲突。支持对称多处理（SMP）技术是现代网络操作系统的基本要求。,4.3 网络操作系统的类型,4.3.1 NOS分类4.3.2 NOS结构的发展,4.3.1 NOS分类,网络操作系统可分为两类：专用型(面向任务型)NOS与通用型NOS。面向任务型网络操作系统是为某一种特殊网络应用而设计的；通用型网络操作系统能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。通用型网络操作系统又可分为两类：变形系统和基础
13、级系统。前者是在单机操作系统的基础上通过增加网络服务功能构成的；后者是以计算机硬件为基础，根据网络服务的要求，直接应用硬件和少量软件资源专门设计的。,4.3.2 NOS结构的发展,网络操作系统经历了从对等结构向非对等结构的发展过程。1.对等结构网络操作系统2.非对等结构网络操作系统3.硬盘服务的概念4.文件服务的概念 5.应用服务器,网络操作系统结构的演变过程,对等结构,非对等结构,以共享硬盘服务为基础的系统,以共享文件服务为基础的系统,基础级系统,变形级系统,1.对等结构网络操作系统,在对等网络操作系统中，所有连网结点地位平等，所有结点的资源原则上都可以相互共享。每台联网计算机都可以前后台方
14、式工作，前台为本地用户服务，后台为其他结点用户服务。其优点是：结构简单，网中任何两结点间都可直接通信。其缺点是：每个结点计算机都承担双重任务，加重了联网计算机的负荷，信息处理能力明显下降。对等网络操作系统支持的网络一般规模较小。,对等结构的局域网,2.非对等结构网络操作系统,非对等网络操作系统将网络结点分为两类：网络服务器(Network Server)与网络工作站(Network Workstation或Client)。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中的共享资源，并为工作站提供各种服务。网络工作站主要为本地用户访问本地资源与网络资源提供服务。非对等网络操作系统分为
15、主从两部分：一部分运行在服务器上，它是操作系统的核心部分，集中管理网络资源与服务；一部分运行在工作站上，提出服务申请并获得服务结果。,非对等结构局域网络,网络服务器,通信设备,网络工作站,3.硬盘服务的概念,在早期的非对等结构的网络操作系统中，局域网中安装一或几台带有大容量硬盘的硬盘服务器，以便为网内的多个工作站用户提供存储数据的共享硬盘空间。硬盘服务器将共享的硬盘空间划分为多个虚拟盘体，虚拟盘体可以分为3个部分：专用盘体、公用盘体与共享盘体。专用盘体被分配给不同的用户存储其自己专用的数据，并禁止其他人访问。公用盘体为只读属性，一般用户可以同时进行读操作。共享盘体允许多用户同时进行读写操作。其
16、缺点是用户每次使用时要先链接，自己专门使用DOS命令，以后还要自己维护，使用麻烦，系统效率低下，安全性较差。,4.文件服务的概念,基于文件服务的网络操作系统分为两部分：文件服务器和工作站软件。文件服务器应具备完善的文件管理功能，能对全网实行统一的文件管理，并为网络用户提供完善的数据、文件和目录服务。目前的网络操作系统都属于此类系统。如：Windows NT Server、NetWare、Lan Manager、Lan Server。,5.应用服务器,网络操作系统是针对计算机应用从大型计算机向微型计算机转移的需要而设计的。在这种系统中，经常将一台或几台高档微型计算机、工作站或大型计算机作为局域网
17、服务器，并且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。同时，将很多台用户的微型计算机作为客户机联入局域网。,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4.4.2 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：标准的以太网卡、非屏蔽双绞线和集线器。软件：流行的网络操作系统主要有：Windows NT Server NetWare Lan Server Unix操作系统 Linux操作系统典型的局域网由三部分组成：服务器、工作
18、站与通信设备。实际网络环境中，常将对等网和非对等网混合使用。服务器用Windows 2000 Server、NetWare5、Unix、Linux等操作系统，客户端采用Windows 98/2000、Professional等操作系统。,4.4.2 网络操作系统的基本功能,1.文件服务功能：是最重要、最基本的网络服务功能;对文件进行权限管理，为用户文件安全与保密提供控制方法。2.打印服务：局域网中可以安装一台或几台打印机，通过网络打印服务功能用户可以远程共享网络打印机，并用排队队列管理用户打印任务。3.数据库服务：4.通信服务5.信息服务：包括文字、图象、数字视频与语音数据的传输服务。6.分布
19、式服务7.网络管理服务：提供网络性能分析、状态监控、存储管理等服务。8.Internet/Intranet服务,4.5 Windows NT网络操作系统,4.5.1 Windows NT的发展4.5.2 Windows NT的组成4.5.3 Windows NT的特点4.5.4 Windows 2000 Server,4.5.1 Windows NT的发展,Windows NT 3.1摆脱了DOS的束缚，具有很强的联网功能，但其对系统资源要求过高，网络功能明显不足。Windows NT 3.5降低了对计算机配置的要求，在网络性能、网络安全与管理等方面都有了很大的提高，成为微软具有代表性的网络操
20、作系统。Windows 2000是以Windows NT 4.0为基础开发出来的，它是服务器端多用途网络操作系统。,4.5.2 Windows NT的组成,Windows NT分为两部分：Windows NT Server与Windows NT Workstation。Windows NT Server是服务器端软件，Windows NT Workstation是客户端软件。Windows NT的设计定位在高性能台式机、工作站、服务器，以及政府机关、大型企业网络、异型机互联设备等多种应用环境。Windows NT版本不断变化，但有两个概念始终不变：工作组模型与域模型。,4.5.3 Window
21、s NT的特点,1.域(domain)的概念2.Windows NT的特点3.Windows NT的优缺点,1.域的概念,Windows NT Server以“域”为单位实现对网络资源的集中管理。域是一个逻辑概念。Windows NT域中，只能有一个主域控制器，它是一台运行Windows NT Server的计算机；还可以有后备域控制器与普通服务器。主域控制器负责为域用户与用户组提供信息，起到文件服务器的功能；后备域控制器主要提供系统容错，保存着域用户与用户组信息的备份。,2.Windows NT的特点,内存与任务管理：采用32位体系结构，应用程序访问的内存可达4GB；内存保护为操作系统与应用
22、程序分配分离的内存空间，防止冲突；采用线程进行管理与抢占式多任务，使应用程序有效地运行。开放的体系结构：支持驱动接口与传输驱动接口，允许同时使用不同的网络协议。其内置有四种标准网络协议：TCP/IP、MWLink、NetBEUI、数据链路控制协议。内置管理：可为每个用户设置不同的访问权限、规定用户对服务器的访问权限与用户审计。集中式管理：利用域与域信任关系实现对大型网络的管理。用户工作站管理：通过用户描述文件，对用户的优先级、网络连接、程序组与用户注册进行管理。,3.Windows NT的优缺点,兼容性：设计中融入了对当今流行的应用环境的支持。可靠性：使用异常化处理方法，防止整个系统的瘫痪，可
23、恢复的文件系统，先进的内存管理与安全技术。便于安装及使用：安装时自动进行硬件配置检测。优良的安全性：控制用户的访问权限。一个缺陷：管理复杂、开发环境不理想。,4.5.4 Windows 2000 Server,1.Windows 2000家族组成2.Windows 2000 Server的特点3.仍然使用的客户端软件,网络服务器,1.Windows 2000家族组成,Windows 2000 Professional（客户端）Windows 2000 Server（部门级服务器）Windows 2000 Advance Server（公司级服务器）Windows 2000 Datacenter
24、 Server（大企业级服务器）后三个均可运行在服务器端，只是实现的网络功能和服务越来越强。,2.Windows 2000 Server的特点,活动目录服务：是一种目录服务，它存储有关网络对象的信息，并可方便地查找和使用这些网络信息。活动目录具有可扩展性与可调整性。域仍然是基本管理单位，并增加了许多新功能：增强了信任关系，扩展了域目录树的灵活性。域的最大好处是单一的网络登录能力。用户只要在域中有一个帐户，就能在整个网络漫游。活动目录将域又分为组织单元，它是域中一些用户和组、文件、打印机等资源对象的集合。组织单元还可再划分下一级组织单元，下级单元能继承父单元的访问许可权。从而实现了对资源和用户的
25、分级管理。在Windows 2000网络中，所有域控制器之间都是平等的，不再区分主控制器与备份控制器。Windows 2000不再划分全局组和本地组，组内可包含任何用户和其他组账户。,3.仍然使用的客户端软件,Windows 95Windows for Workstation 3.11(WFW),4.Windows 2008 Server的特点,在Windows 2000之后，微软又推出了全面支持.NET架构的Windows Server 2003和最新的Windows Server 2008。后者有4个方面的创新性能：虚拟化技术，在操作系统与硬件之间以一个角色的身份添加Hypervisor软
26、件层，负责直接管理虚拟机的工作，各个虚拟机可以是逻辑上互相独立的计算机，各自完成自己的任务。增强平台的可靠性，通过内核、外壳、Deployment Services和增强的联网与集群技术，为宴会要求提供可靠的服务器平台。提高安全性，为网络、数据和业务提供网络接入保护、联合权限管理以及只读的域控制器，增强了操作系统的安全性。广泛适合的网络解决方案，通过改进的管理、诊断开发与应用工具以及更低的基础设施成本，能够高效地提供丰富的Web体验和最新网络解决方案。,Windows 2008 Server的Hyper-V技术,Physical Hardware,Hypervisor,ParentPartit
27、ion,ChildPartition,ChildPartition,VirtualizationStack,OS/Apps/Services,OS/Apps/Services,4.6 NetWare网络操作系统,4.6.1 NetWare操作系统的发展4.6.2 NetWare操作系统的组成4.6.3 NetWare操作系统的特点4.6.4 IntranetWare操作系统,4.6.1 NetWare操作系统的发展,Novell公司1983年开始推出NetWare操作系统。其后版本非常多，有Advanced NetWare 2.15、NetaWare2.2、3.11、3.12、4.1、4.11
28、、IntranetWare与NetWare 5、6等。NetWare 2.2是16位操作系统；NetWare 3.X是32位操作系统，开放性与模块化是其主要特点。NetWare 4.X将分布式目录、集成通信、多协议路由选择、网络管理、文件服务和打印服务集于一体的高性能网络操作系统。,4.6.2 NetWare操作系统的组成,1.NetWare是以文件服务为中心的，主要由三个部分组成：文件服务器内核、工作站外壳与低层通信协议。2.文件服务器内核实现了核心协议、提供了所有的核心服务。可以完成以下几种网络服务及管理任务：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；服务器与工作站
29、的连接管理；网络监控。3.服务器与工作站之间的连接是通过通信软件与网卡、传输介质实现的。通信软件包括网卡驱动程序及通信协议软件。4.工作站运行的是重定向程序NetWare Shell（外壳），负责对用户命令进行解释。将网络服务请求，发给服务器；将操作系统命令，交给本地操作系统。,4.6.3 NetWare操作系统的特点,1.NetWare的文件系统2.NetWare的用户类型3.NetWare的安全保护方法4.NetWare的系统容错技术5.NetWare的优缺点,1.NetWare的文件系统,NetWare的文件系统所有的目录和文件都放在服务器硬盘上，硬盘文件的读写是文件服务最基本的操作。为
30、加快硬盘通道的访问速度，NetWare文件系统实现了多路硬盘处理和高速缓冲算法，高效访问硬盘机制有目录Cache、文件Cache、后台写盘、多硬盘通道等。在一个NetWare网络中，必须有一台或一台以上的文件服务器，通过目录文件结构组织文件。文件系统结构为文件服务器、卷、目录、子目录、文件的层次结构。访问一个文件的路径为：文件服务器卷 名：目录名子目录名文件名,2.NetWare的用户类型,网络管理员：负责文件目录结构的创建与维护，负责建立用户与用户组，设置用户权限，设置目录文件权限与属性，完成网络安全保密、文件备份、网络维护与打印队列管理等。对系统的运行状态和安全性负有重要责任。组管理员：管
31、理自己创建的用户与组，并管理用户与组使用网络资源。网络操作员：具有一定特权的用户，有Fconsole操作员、队列操作员、控制台操作员。普通网络用户：对网络系统有一定访问权限的使用者。,3.NetWare的安全保护方法,用户组是用户的集合，应将执行相同任务和有相同访问权限的用户分为一组，使网络管理员便于管理。NetWare操作系统提供了四级安全保密机制：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,4.NetWare的系统容错技术,NetWare的系统容错技术主要是三级容错机制、事务跟踪系统和UPS监控。三级容错机制：第一级容错（SFT）主要针硬盘表面磁介质可能出现的故障设计的
32、，防止因频繁进行读写操作而坏造成的数据丢失；第二级容错（SFT）主要针对硬盘和硬盘通道故障设计的，包括硬盘镜像和硬盘双工功能，防止硬盘或硬盘通道故障造成数据丢失；第三级容错（SFT）提供了文件服务镜像功能。事务跟踪系统（TTS）：用来防止在写数据库记录因系统故障而造成数据丢失。它将数据库更新作为一个完整的事务处理：要么全部完成，要么回到初始状态。UPS监控：防止网络供电系统电压波动或突然中断影响文件服务器和关键网络设备的工作。,5.NetWare的优缺点,强大的文件服务能力良好的兼容性与系统容错能力比较完备的安全措施不足之处是：工作站资源无法直接共享；安装及管理维护比较复杂；多用户同时获取文件
33、及数据时网络效率下降；服务器的运算功能没有得到发挥等,4.6.4 IntranetWare操作系统,IntranetWare是Novell公司为企业内部网络提供的一种综合性的网络平台，它集成了Internet的服务功能。其特点是：能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（IPX/IP网关）大减少网络管理的开支（目录服务NDS支持集中式管理）,4.7 Linux网络操作系统,4.7.1 Linux操作系统的发展4.7.2 操作系统的特点4.7.3 Linux的一些版本,4.7.1 Linux操作系统的发展,Linux操作系统是一个免费
34、的软件包，它可将普通PC变成装有Unix系统的工作站。发明设计Linux的主要目标是使它成为一个能够基于Intel硬件的、在微机上运行的、类似于Unix的新的操作系统。Linux虽与Unix类似，但不是Unix的变种。内核代码仿效Unix，所有Unix的工具与外壳都可在Linux上运行。由于其源代码放在芬兰最大的FTP站点上的“Linux”文件夹中，此系统就因此而得名。,4.7.2 Linux操作系统的特点,Linux以低价格、源代码开放、安装配置简单的特点，对广大用户有较大的吸引力，目前已应用于Internet中的应用服务器，如Web、DNS、WEB代理服务器等。其特点如下：不限制应用程序可
35、用内存的大小；具有虚拟内存能力，可利用硬盘扩展内存；允许在同一时间内运行多个应用程序；支持多用户，同一时间可有多个用户使用主机；具有先进的网络能力，通过TCP/IP与其他网络相联，通过网络进行分布式处理；符合Unix标准，可将Linux上完成的程序移植到Unix上运行；是免费软件，可在“”的“pub/linux”目录下获得。,Linux操作系统的组成,Linux操作系统由4部分组成：内核、外壳、文件系统和应用程序。内核（kernel)：是运行程序和管理像磁盘、打印机等硬件设备的核心程序。外壳（shell）：是系统的用户界面，提供了用户与内核进行交互操作的接口。实际上Shell是一个命令解释器，
36、解释用户输入的命令，并送到内核执行。另外，Shell编程语言具有普通编程语言的特点，用它编写的Shell程序与其他应用程序具有相同的效果。文件系统：支持目前流行的多种文件系统，如：FAT、VFAT、EXT2、EXT3、ISO9660、NFS、SMB等。应用程序：标准的Linux系统都有一套应用程序的程序集，包括文本编辑器、编程语言、办公套件、Internet工具、数据库、X Windows等。,4.7.3 Linux的一些版本,最主要的有：Red Hat Linux（红帽Linux）：5.1版支持Intel、Alpha和Sparc平台和大多数应用软件。简单易用、易于安装配置、升级方便及视窗化管
37、理界面等。Slackware Linux：基于标准的内核，支持大多数硬件平台和多达16个处理器及大多数软件。,4.8 Unix网络操作系统,4.8.1 Unix的发展4.8.2 Unix的结构与特性4.8.3 Unix的标准化4.8.4 几种典型的Unix系统,4.8.1 Unix的发展,1.长期以来，网络操作系统有三大阵营：Unix、Novell的NetWare和Microsoft的Windows NT。现在又增加了Linux，但它事实上也是Unix的衍生品。2.1969年AT&T公司贝尔实验室用PDP-7的汇编指令编写了UNIX的第1版V1；1973年用C语言重写了Unix，成为第5版V5
38、；1975年发表V6；1978年发表V7；1981年发表Unix的System，简称S3；同年加州伯克利分校在VAX机上推出Unix BSD版（伯克利版）；1983年AT&T发表了Unix S5，形成了两个主要版本：AT&T的Unix SV和BSD 4.3。目前Unix操作系统的版本有AT&T和SCO的Unix SVR3.2、SVR4.0和SVR4.3。3.各大公司的Unix系统有：IBM的AIX、SUN公司的SunOS、HP公司的HP-UX等。4.Unix原本是针对小型机和主机环境开发的，是一种集中式分时多用户的体系结构。当客户机/服务器工作模式得到发展后，Unix又有了新市场。,4.8.2
39、 Unix的结构与特性,1.Unix的系统结构2.Unix的系统特性,1.Unix的系统结构,Unix可分为两大部分：操作系统内核与核外程序。内核部分又由两个主要部分组成：文件子系统和进程控制子系统。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；进程子系统负责进程的创建、撤消、同步、通信、进程调度及存储管理。核外程序则由用户程序和系统提供的服务组成。,2.Unix的系统特性,Unix是一个多用户、多任务的操作系统；Unix系统大部分用C语言编写，系统易读、易修改、易移植；提供了丰富的系统调用，整个系统的实现十分紧凑、简洁、优美；提供了功能强大的可编程Shell语言，作为用户界面，具有简
40、洁高效的特点；采用树形文件结构，具有良好的安全性、保密性和可维护性；提供了多种通信机制，如管道通信、软件中断通信、消息通信、共享存储器通信和信号灯通信等。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，实现了虚拟内存管理。,4.8.3 Unix的标准化,为解决UNIX版本过多的问题，1984年Unix用户协会颁布了试用标准，后由IEEE接收与继承，制定了许多基于Unix的“易移植操作系统环境”（POSIX）。计算机厂家在Unix标准上曾分为两大阵营：一是“Unix国际”（UI），以AT&T和Sun公司为首；另一个是“开放系统基金会”（OSI）。1993年3月两大阵营联合成立了“公共开放软件
41、环境”组织（COSE），以实现Unix的统一。1995年Unix的两个重要标准颁布：规定Unix的图形界面CDE和规定Unix的应用程序界面Unix 95。1998年，IBM、Intel、SCO三巨头进一步制定了蒙特雷计划，建立了一条企业级的商用Unix产品线，平台适应范围从部门服务器扩大到大型数据库中心的超级服务器。目前AIX和UnixWare已相互融合并达到了二进制级的互操作性。,Unix的特点,UNIX操作系统特点鲜明，短小精悍，高效开放，取得巨大成功。主要技术特点表现如下：UNIX操作系统是多用户、多任务的分时操作系统，每个用户都可以同时运行多个进程，效率高，速度快。UNIX系统结构分
42、为内核与外壳两大部分。内核有文件子系统和进程控制子系统。前者对系统中的文件进行管理，可高速缓存。进程控制子系统负责进程的创建、撤消、同步、通信、调度等。外壳由Shell解释程序、各种高级语言和编译程序、实用程序和系统调用接口等组成。采用树状目录结构，具有良好的安全性、保密性、扩展性和可维性。文件的物理结构采用索引结构方式。采用进程兑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，大大提高了内存的使用效率。提供了多种通信机制，如管道通信、软中断通信、消息通信、共享存储器通信和信号灯通信。后来的操作系统都或多或少地借鉴了UNIX的通信机制。,4.8.4 几种典型的Unix系统,1.S
43、un公司的Solaris2.HP公司的HP-UX3.SCO公司的OpenServer和UnixWare4.IBM公司的AIX,1.Sun公司的Solaris,Solaris是Sun公司的Unix系统，它是在SunOS的基础上进一步设计开发的。它运行在Sun公司的RISC芯片的工作站和服务器上，基特有的装载能力和高性能，使其成为Internet上使用最广泛的网络操作系统。Solaris 7系列产品是Sun公司用于网络计算的基本操作系统，是一种64位大型系统，硬件环境为Intel和SPARC系统，广泛用于工作组、数据中心和ISP的环境。针对不同的应用场合，其产品分为三种服务器软件：Easy Acc
44、ess Server、Enterprise Server和ISP Server。Easy Access Server是一种完全的网络解决方案通过它的安装，在客户端不需要再安装任何软件，就可提供与PC客户机的无缝连接，其中包括前面介绍的所有操作系统。也可将Windows NT与Unix无缝连接。Enterprise Server是应用于ERP、电子商务和数据仓库的大型Unix系统，它包括最多256个处理机的群集，它包括带宽管理软件、资源管理软件、群集管理软件、卷管理软件和安全管理软件。ISP Server服务器软件提供了一个建立可靠的、高性能的ISP所需的服务，包括FTP、Internet ne
45、ws、WWW及其他增值服务。,2.HP公司的HP-UX,HP-UX是HP公司的Unix系统，其设计目标是为HP公司的网络可靠稳定的运行、能进行管理的Unix系统，它以良好的开放性、互操作性和出色的软件功能而广泛应用于金融等领域。HP的HP-UX 10.20/11.00是用于HP9000系列的标准企业级的64位Unix系统。DEC被Compaq公司于90年代收购，而HP前几年又收购了Compaq。DEC曾开发了运行在Digital Alpha 64位芯片上的Unix网络操作系统。Digital Unix是目前真正的64位操作系统，具有强大的网络功能。它还支持FDDI、ATM等网络系统。,3.SC
46、O公司的OpenServer和UnixWare,SCO Unix是Unix中举足轻重的成员。产品分为OpenServer和UnixWare。前者包括OpenServer3到5各种版本；后者包括UnixWare2到7各种版本。OpenServer是处于领先地位的、基于Intel硬件平台的、商业化的Unix系统。它以优良的多任务、多用户环境，对有大量输入输出操作的应用的良好支持，使其适合于运行客户机/服务器应用程序，在政府部门、中小型企业等领域得到广泛应用。它能直接与Windows NT的域服务器共同工作。UnixWare本来是Novell的产品，后被SCO收购，因此它很像NetWare的Unix
47、操作系统。UnixWare与NetWare很好地集成，可使用UnixWare文件系统映射NetWare服务器中的文件。UnixWare用户可以访问NetWare服务器文件，也可访问共享的打印机。,4.IBM公司的AIX,AIXIBM公司的UNIX操作系统，它符合Open Group的UNIX98行业标准，支持32/64位的系统环境，可以在所有的IBMp系列和RS/6000工作站、服务器和大型并行超级计算机上运行。AIX从1986年1月诞生，本是技术工作站的操作系统。最先支持了IBM公司的Power CPU开发出来的RS/6000系统。AIX通过动态逻辑分区DLPAR技术在一个服务器内部创建多哥虚拟服务器。提供动态随需应变容量升级功能提供更高的灵活性、可扩展性、可用性。基于AIX 5L的集群系统管理器CSM支持和优化集群服务器的管理，实现各个结点之间的同步和协调响应。通过C2级认证，提供了对可拔插身份验证模块、基于用户PKI证书、企业身份验证、BIND V9、SNMP V3、移动IPV6、无线访问协议等众多安全标准和规则的支持。,
