网络操作系统_01

1、网络操作系统 Linux配置与管理 第1章 网络操作系统基础 网络操作系统是构建计算机网络的软件 核心和基础，是网络的心脏和灵魂。 了解网络操作系统的概念、功能、特性、 工作模式和体系结构，是我们学习和使 用网络操作系统的基础。 1.1 操作系统简介 什么是网络操作系统？ 网络操作系统和我们日常使用的操作系 统有什么不同？ 操作系统的概念 操作系统是我们使用计算机最基本、最 重要的软件。 操作系统与用户之间的关系： 操作系统发展简史 1946年ENIAC 诞生，至50年代后期：穿孔纸带手工操作 60年代出现批处理系统和多道程序设计，代表作包括IBM的OS/360 和 贝尔实验室的Multics

2、 70年代：Unix、CP/M 80年代： 1980年：西雅图电脑产品公司86-DOS5万$卖给MSMS-DOS 1981年：IBM PC发布，使用MS-DOS；施乐推出第一套商用GUI系统 1983年：Jobs受施乐影响开始开发GUILisaMacintosh；MS开始 Windows开发 1985年：Windows1.0上市，不受欢迎；卡内基梅隆大学开发Mach 90年代： 1990年：Windows3.0发布，各界反应良好，微软开始其了在操作系统上的 垄断地位。 1991年：Linux开始开发 1995年：Windows 95 1998年：Windows 98 1999年：Apple推出

3、Mac OS X 1.0 2000年：Windwos 2000；Apple发布开源的Darwin 2007年：Apple发布iOS 和iPhone；Google联合多家厂商组建开放手机联盟 共同研发改良Android系统，以开源方式发布，2008年10月第一台Android 智能手机上市 操作系统的功能 从原理角度讲，OS的功能主要分为作业 管理，文件管理，存储管理，设备管理 和进程管理五大部分。 从应用角度讲，OS的功能主要分为： 处理器管理：应用程序、进程、线程 存储管理：内存、外存 设备管理：I/O设备、驱动程序 文件管理：对文件的组织、存储、操作和保 护等 网络和通信管理： 用户界面：

4、UI 操作系统的类型 操作系统从1956年诞生，在长期的发展 过程中，形成了3种基本类型：批处理操 作系统、实时操作系统、分时操作系统。 从应用角度的分类： 桌面操作系统：应用最广的，主要用于微机 网络操作系统：Unix、Linux、Windows Server、Netware 分布式操作系统：Hadoop 嵌入式操作系统：Linux、uClinux、WinCE 、 VxWorks 操作系统的基本组件 内核（kernel）： OS的核心，通常依赖CPU所提供的特殊环境，如 Intel x86系列CPU的Ring 0（核心态） 用户界面（UI）： 也称为用户接口，主要分为2类： 命令行界面（CL

5、I） 图形用户界面（GUI） *通常网络操作系统的主要对象是有经验的用户， 所以GUI往往不是必选部分，尤其是类Linux系统中。 文件系统： 文件如何存储、如何组织、如何操作等。 1.2 网络操作系统概述 维基百科的定义： Network Operating System refers to software that implements an operating system of some kind that is oriented to computer networking. 教材定义：网络操作系统是建立在计算机操作 系统基础上，用于管理网络通信和共享资源， 协调各主机上任务的运行

6、，并向用户提供统一 的有效的网络接口的软件集合。 网络功能部分的逻辑层次： 位于低层的网络设备驱动程序 位于中间层的网络通信协议 位于高层的网络应用软件 网络操作系统的特点 硬件独立性：运行于不同的网络硬件 网络连接：支持各种网络协议和网络 网络管理 安全性和访问控制 网络服务 多用户支持 多种客户端支持 网络操作系统的功能 网络操作系统在一般操作系统基础外应 具有以下网络功能： 网络通信：通过网络进行数据传输 资源管理：管理各种网络资源 网络管理：安全性、可靠性、故障检测 网络服务： 互操作性：各种设备/网络的互连 网络接口：界面或API 网络操作系统的工作模式 现代网络操作系统主要有两种工

7、作模式： 客户机/服务器（Clieng/Server）模式，也称 为主从式 对等（Peer to Peer）模式，也称为点对点 网络操作系统的体系结构 网络操作系统在体系结构上主要分为层次结构和微内 核结构两种。 单内核与微内核： 单内核将各种功能模块按层次划分，各模块均运行在内核模 式（核心态），模块之间的联系通过函数或调用来实现。优 点是运行效率高，缺点是内核集成了较多的功能，关系复杂。 微内核的基本思想是内核要尽可能小，将大量功能放到内核 之外实现，内核中仅包含最基本的核心操作功能。 层次式体系结构： 采用结构化设计思想，将OS进行严格的功能分层， 任何一层只能调用比它低的层次所提供的服

8、务。基 本都采用单内核，典型是Unix和Linux，是现实系统 的主流。 缺点是内核比较大，层次之间的调用开销大容易导 致效率变低。 微内核体系结构： 设计思想是将与硬件直接相关的部分抽取出来作为 硬件抽象层（HAL）。典型是卡内基梅隆大学的 Mach。 主要优点是灵活性和扩展性好，对分布式支持比较 好。 缺点是理想丰满，现实骨感。主要用于研究性领域。 实际应用中如Windows NT等也只是使用部分微内核 （混合内核）。 网络服务器 Server这个词儿的不同语义 1.3 常用的网络操作系统 市场上有多种多样的网络操作系统，目 前比较主流的主要是Unix、Linux和 Windows这3个系

9、列。 曾经的王者Netware Novell在80年代初期推出Netware，在90年代 中期之前，是局域网时代的霸主，连IBM、 微软都不是对手。 IPX/SPX协议、NE2000网卡 随Internet的迅猛发展而淡出市场 Unix系列： 历史悠久 稳定性和安全性最好 TCP/IP协议 大中型网络的首选 Linux系列： 自由软件，成本最低 开放性和灵活定制 继承Unix的完善的网络功能和较高的安全性 和稳定性 企业级应用的首选 Windows系列： 桌面系统的霸主 拥有最好的用户体验和可操作性 Wintel 联盟垄断PC市场 性能、安全性比Unix略差，但管理和使用成本相对 较低 网络操作系统的选择 安全性和可靠性 可操作性 软硬件兼容性 可扩展性 可定制性 应用和开发支持 1.4 Linux内核体系结构 层次结构 采用单内核分层结构，包括4个层次： 用户应用程序 操作系统服务：X、Shell、API Linux内核 硬件系统 Linux内核结构 文件系统 支持多种不同的文件系统（对比XP） 主流文件系统有：ext3/ext4、ReiserFS、XFS、 JFS （基本都属于日志文件系统） 虚拟文件系统VFS：将各种不同的文件系统 的实现细节隐藏起来，提供一个统一、抽象 的虚拟文件系统接口，如read(2)、write(2)等 （对比C库的fopen/fread/fw