第10章 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)管理

　　本章介紹各種網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的分類及各自的特點。本章考核要求為“領(lǐng)會”層次。通過分析Windows NT，重點掌握網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)及實現(xiàn)方法。

　　1、概述

　　網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)是網(wǎng)絡(luò)用戶和計算機網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)服務(wù)。網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)分集中式、客戶/服務(wù)器模式、對等式。

　　網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)除具有一般操作系統(tǒng)的特征外，還有以下特征：

　　· 與硬件無關(guān)，可運行于不同的網(wǎng)絡(luò)硬件上。

　　· 可連接廣域網(wǎng)。

　　· 多種客戶端支持。

　　· 目錄服務(wù)。

　　· 以單一邏輯方式訪問可能位于全球范圍內(nèi)的所有網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和資源。

　　· 多用戶支持。

　　· 網(wǎng)絡(luò)管理。

　　2、當(dāng)前流行的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)

　　VINES操作系統(tǒng)：是一種基于UNIX System V，支持多用戶多任務(wù)，底層支持各種通信協(xié)議的操作系統(tǒng)。系統(tǒng)由工作站和服務(wù)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(wù);聯(lián)網(wǎng)能力強，網(wǎng)絡(luò)目錄服務(wù)功能強大。

　　NFS操作系統(tǒng)：提供了在異種機、異種操作系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)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(wù)、多線程調(diào)度能力并可支持文件、打印、信息傳遞與應(yīng)用服務(wù)的多用途的32位操作系統(tǒng)。主要特點：能實現(xiàn)各種商務(wù)解決方案;支持多種服務(wù)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(wù)功能不如Netware強大，占用服務(wù)器資源多。

　　Nerware：主要特點：具有高性能的文件系統(tǒng);可靠性高;良好的權(quán)限管理，安全保密度高;開放性好;NDS服務(wù)為大型應(yīng)用提供可能。缺點：在其上運行的軟件均需設(shè)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(tǒng)只能運行在IntelX86的PC服務(wù)器上。

　　3、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的實現(xiàn)實例

　　常見的系統(tǒng)模型有：整體式、分層式、客戶/服務(wù)器結(jié)構(gòu)。所有三種模型都把操作系統(tǒng)任務(wù)至少劃分為兩類：用戶模式、內(nèi)核模式。內(nèi)核是操作系統(tǒng)最底層的核心部分。以內(nèi)核模式運行的代碼可以訪問系統(tǒng)硬件和系統(tǒng)數(shù)據(jù)。為保護操作系統(tǒng)和保存的數(shù)據(jù)，只有某些代碼才允許以內(nèi)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(tǒng)中，許多過程都被嵌入系統(tǒng)中，每個過程可以調(diào)用另外的過程，它們之間相互傳遞消息。 而在 分層系統(tǒng)中過程之間不能直接進行直接進行傳送，數(shù)據(jù)的發(fā)送必須通過樹形的層次結(jié)構(gòu)，只能向更低層發(fā)送，不能向上傳遞。

　　客戶/服務(wù)器模式的思想是：把操作系統(tǒng)分成若干進程，其中每個進程實現(xiàn)單個的一套服務(wù)。每個服務(wù)器運行在用戶態(tài)，執(zhí)行一個循環(huán)，檢查是否有客戶已請求該項服務(wù)。當(dāng)客戶發(fā)送一個消息給服務(wù)器來請求一項服務(wù)時，運行在核心態(tài)的操作系統(tǒng)內(nèi)核把消息傳給服務(wù)器;該服務(wù)器執(zhí)行操作;內(nèi)核用另一種消息把結(jié)果返回給客戶。

　　Windows NT的結(jié)構(gòu)采用了層次模型和客戶/服務(wù)器兩種模型。NT的核心部分采用客戶/服務(wù)器模型，只要提供應(yīng)用程序設(shè)計接口API和通常認(rèn)為是操作系統(tǒng)環(huán)境的一些工具。層次操作系統(tǒng)模型在NT執(zhí)行系統(tǒng)的I/O系統(tǒng)中起作用。

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

　　NT的核心態(tài)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(nèi)核模式之間進行交互的單元。

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

　　· 進程管理程序。

　　· 本地過程調(diào)用工具：主要任務(wù)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(jiān)控程序：NT中的所有進程都給定一個訪問標(biāo)志，其中包含一系列的許可權(quán)。 安全引用監(jiān)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(nèi)核：NT的內(nèi)核屬于“微內(nèi)核”。內(nèi)核主要工作是調(diào)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(zhǔn)備并重新啟動系統(tǒng)。

　　· 硬件抽象層HAL：NT讓硬件盡可能遠(yuǎn)離操作系統(tǒng)。不僅使用設(shè)備驅(qū)動程序，而且用硬件抽象層替換了負(fù)責(zé)與硬件交互的操作系統(tǒng)層。　　

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