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2011軟件水平考試網(wǎng)絡(luò)工程師全面復(fù)習(xí)筆記(40)

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  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(diǎn)。本章考核要求為“領(lǐng)會(huì)”層次。通過分析Windows NT,重點(diǎn)掌握網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)及實(shí)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(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的接口,它管理計(jì)算機(jī)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(yùn)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(gè)模塊組成。主要特點(diǎn):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(qiáng),網(wǎng)絡(luò)目錄服務(wù)功能強(qiáng)大。

  NFS操作系統(tǒng):提供了在異種機(jī)、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(diǎn):提供透明文件訪問及文件傳送;容易擴(kuò)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(diǎn):能實(shí)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(jìn)的容錯(cuò)功能,保證信息的完整性和有效性。缺點(diǎn)是:文件服務(wù)功能不如Netware強(qiáng)大,占用服務(wù)器資源多。

  Nerware:主要特點(diǎn):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(diǎn):在其上運(yùn)行的軟件均需設(shè)計(jì)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(yùn)行在IntelX86的PC服務(wù)器上。

  3、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)實(shí)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(yùn)行的代碼可以訪問系統(tǒng)硬件和系統(tǒng)數(shù)據(jù)。為保護(hù)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(yùn)行,而所有其他的代碼都以用戶方式運(yùn)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(gè)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(jìn)行直接進(jìn)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(jìn)程,其中每個(gè)進(jìn)程實(shí)現(xiàn)單個(gè)的一套服務(wù)。每個(gè)服務(wù)器運(yùn)行在用戶態(tài),執(zhí)行一個(gè)循環(huán),檢查是否有客戶已請求該項(xiàng)服務(wù)。當(dāng)客戶發(fā)送一個(gè)消息給服務(wù)器來請求一項(xiàng)服務(wù)時(shí),運(yùn)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(jì)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(jìn)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(gè)二進(jìn)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(shí)際是一個(gè)程序,稱為虛擬機(jī)器,讓應(yīng)用程序感覺好象是運(yùn)行在自己的機(jī)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(jìn)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(gè)進(jìn)程可能申請的虛擬內(nèi)存,并防止進(jìn)程覆蓋磁盤上的其他虛擬內(nèi)存“頁” 。

  · 進(jìn)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(jìn)程的兩個(gè)線程提供一個(gè)通信連接。 安全引用監(jiān)控程序:NT中的所有進(jìn)程都給定一個(gè)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(jìn)程,處理各種中斷,還同步多個(gè)CPU以及在斷電時(shí)進(jìn)行準(zhǔn)備并重新啟動(dòng)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(dòng)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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