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局域网操作系统

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第8章局域网操作系统计算机网络系统的运行环境与单机单用户系统,单机多用户系统的运行环境是不一样的,它们之间的主要差别在于:
在单机单用户系统中、系统只有一个CPU,作业必须按指令一个一个地顺序完成,系统资源不存在共享问题,作业对系统资源具有独占性.
在单机多用户系统中、系统也只有一个CPU,但是系统中存在多个终端,它们共同享用系统中各资源,存在资源共享问题.系统中所有终端必须受CPU控制.
在网络系统中、系统是由多个相互独立的计算机系统通过通信媒体连接起来的.在启动网络操作系统之前、各独立的系统互不干扰,能够独立地进行工作,而在系统启动了网络操作系统,并把各相对独立的单个系统相互连接起来后,系统中各个相对独立的系统之间需要进行通信时,网络系统具有多用户系统特性.
8.1 局域网操作系统概述实践表明,一个局域网若没有合适的高层软件就很难满足用户的需求.于是生产局域网的厂家纷纷推出各种的局域网高层软件,包括各种局域网系统软件和应用软件.本节将对局域网的系统软件(即网络操作系统NOS)的演变过程及基本服务功能进行简单的介绍.
8.1.1 局域网操作系统的演变过程
局域网操作系统的定义是:在局域网低层所提供的数据传输能力的基础上,为高层网络用户提供共享资源管理和其它网络服务功能的局域网系统软件.
单机操作系统只能为本地用户使用本机资源提供服务,不能满足开放网络环境的要求.对于连网的计算机系统,它们不仅要为使用本地资源和网络资源提供服务,也要为远地网络用户资源提供服务.局域网操作系统的基本任务就是为用户提供各种基本网络服务功能,完成网络共享系统的安全性服务.
局域网操作系统可以分为两类:面向任务型局域网操作系统和通用型局域网操作系统.面向任务型局域网操作系统是为某一种特殊网络应用要求而设计的;通用型局域网操作系统能提供基本的网络服务功能,以支持各个领域的需求.
通用型局域网操作系统又可以分为变形系统和基础系统两类.变形系统是以原单机操作系统为基础、通过增加网络服务功能构成的局域网操作系统.基础级系统则是以计算机裸机的硬件为基础、根据网络服务的特殊要求直接利用计算机硬件和少量软件资源进行设计的局域网操作系统.
纵观十多年来的发展,局域网操作系统经历了对等结构向非对等结构演变的过程如图8-1所示.
图8-1局域网操作系统对等结构向非对等结构演变的过程
1.对等结构局域网操作系统
对等结构的局域网操作系统具有以下特点:连网节点地位平等、每个网络节点上安装的局域网操作系统软件均相同、连网计算机的资源原则上均可相互共享.各连网计算机均可以前后台方式工作,前台为本地用户提供服务,后台为其它节点的网络用户提供服务.以等结构的对等结构的局域网操作系统可以提供共享硬盘,共享打印机、共享CPU,共享屏幕,电子邮件等服务.
对等结构局域网操作系统的优点是:结构简单,网络中任意两个节点均可直接通信;而其缺点是:每台连网计算机既是服务器又是工作站,节点要承担较重的通信管理,网络资源管理和网络服务管理等工作.对于早期资源较少,处理能力有限的微机来说,要同时承担多项管理任务,势必降低性能指标.因此,对等结构局域网操作系统支持的网络系统一般规模均较小.
2.非对等结构局域网操作系统非对等结构局域网操作系统的设计思想是将节点计算机分为网络服务器(SERVER)和网络工作站(WORKSTATION,简称WS)两类.网络服务器采有高配置,高性能计算机、以集中方式管理局域网的共享资源,为网络工作站提供服务;网络工作站一般为配置较低的PC机、用以为本地资源和网络资源提供服务.
非对等结构局域网操作系统的软件也分为两部分,一部分运行在服务器上,另一部分运行在工作站上.安装运行在服务器上的软件,是局域网操作系统的核心部分,其性能直接决定网络服务功能的强弱.
早期的非对等结构局域网操作系统以共享硬盘服务器为基础、向网络工作站用户提供共享硬盘,共享打印机、电子邮件,通信等基本服务功能.这种系统效率低,安全性差,使用也不方便.为了克服这些缺点、提出了基于文件服务器的局域网操作系统的设计思想.
基于文件服务器的局域网操作系统操作软件由文件服务器软件和工作站软件两部分组成.文件服务器具有分时系统文件管理的全部功能,向网络用户提供完善的数据,文件和目录服务.
初期开发的基于文件服务器的局域网操作系统属于变形级系统,其典型实例是3网操作系统.在变形级系统中、作为文件服务器的计算机安装了基于DOS的文件服务器软件.由于对硬盘的存取控制仍通过DOS的BIOS进行、因此在服务器大量读写操作时会造成网络性能的下降.
后期开发的局域网操作系统操作均属于基础级系统,它们具有优越的网络性能,能提供很强的网络服务功能,目前大多数局域网操作系统操作都采用这种方式.其典型实例有Novell Windows NT LAN Manager及IBM LanServer等.
8.1.2 局域网操作系统的基本服务功能尽管不同的局域网操作系统具有不同的特点、但它们提供的网络服务功能都有很多相同点.一般来说,局域网操作系统的基本功能都有以下几个方面:
1.文件服务(FILESERVER)
文件服务是局域网操作系统操作中最重要、最基本的网络服务.文件服务器以集中方式管理共享文件,为网络提供完整的数据,文件,目录服务.用户可以根据所规定的权限对文件进行建立,打开、删除,读写等操作.
2.打印服务(PRINTSERVICE)
打印服务也是局域网操作系统操作提供的基本网络服务功能.共享打印服务可以通过设置专门的打印服务器来实现,打印服务器也可由文件服务器或工作站兼任.局域网中可以设置一台或多台共享打印机、向网络用户提供远程共享打印服务.打印服务实现对用户打印请求的接收,打印格式的说明,打印机的配置,打印队列的管理等功能.
3.数据库服务
随着局域网应用的深入,用户对网络数据库服务的需求也日益增加.CLIENTSERVER工作模式以数据库管理系统为后援,将数据库操作与应用程序分离开来,分别由服务器端数据库和客户端工作站来执行.用户可以使用结构化查询语言SQL向数据库服务器发出查询请求,由数据库服务器完成查询后再将结果传送给用户.CLIENTSERVER工作模式优化了局域网操作系统的协同操作性能,有效地增强了局域网操作系统的服务功能.
4.通信服务局域网操作系统提供的通信服务主要有工作站与工作站之间的对等通信,工作站与主机之间的通信服务等功能.
5.信息服务
局域网可以存储一转发方式或对等的点一点通信方式向用户提供电子邮件服务,也可提供文本文件,二进制数据文件的传输服务以及图像,视频,语音等数据的同步传输服务.
6.分布式服务
局域网操作系统的分布式服务功能,将不同的地理位置的局域网中的资源组织在一个全局性的,可复制的分布式数据库中、网络中的多个服务器均有该数据库的副本.用户在一个工作站上注册、便可与多个服务器连接.服务器资源的存放位置对于用户来说是透明的,用户可以通过简单的操作访问大型互连局域网中的所有资源.
8.2 WindowsNT操作系统WindowsNT是Windows桌面图形用户接口和LANManager的汇集,前者是基于DOS操作系统,后者是基于OS2.它是微软公司开发的网络操作系统,NT是NewTechnology(新技术)的简写.
WindowsNT的第一个版本是NT3.1,是32位的操作系统,但它也能运行在已有的Windows,MS-DOS和基于字符的OS2应用.它还包括了所有小组Windows的连网功能.第一个比较完善又比较成功的NT版本是WindowsNT3.51,它还是采用与普通Windows相同的用户界面,但已经不需要运行在DOS环境之上了.目前、NT版本已经从3.X,4.X升级到了5.0,即Windows2000的一个版本.
8.2.1 WindowsNT组成及特点
1.WindowsNT的组成不管WindowsNT操作系统的版本怎么变化,但是从它的网络操作与系统应用角度来看,又两个概念是始终不变的,那就是工作组模型与域模型.
工作组(Workgroup)是指为了网络邻居等应用浏览方便而定义的一些逻辑上的小组,每台计算机可以属于其中一个或多个组.属于同一组的计算机之间没有从属关系,每台计算机独立管理各自的数据信息.每台计算机的用户名和口令也是相互无关的.工作组模式适合少量计算机联网方式.
域(Domain)也是人为定义的一些逻辑上的小组,每台计算机可以属于其中一个或多个组.与工作组不同的是域内的计算机共享一个用户信息数据库,这个数据库由域控制器统一管理.也就是说,同一个域内的所有计算机的用户名和口令等控制信息都由域控制器统一控制.域模式适合企业内部计算机联网.
2.Windows NT的特点WindowsNT网络操作系统是具有抢先式多任务,多线程调度能力并可支持文件,打印,信息传递与应用服务的多用途32位操作系统.它具有以下特点:
(1)能在健壮,易用的Windows平台上实现各种商务解决方案.
(2)提供了所需的一切工具来建立安全可靠的数据库,访问大型机的数据.
(3)建立消息传递基础设施和管理网络中的所有机器.
(4)可以运行在等多种服务器平台上.
(5)支持SMP对称处理器.
(6)各种安全和先进的容错功能,保证信息的完整性和有效性.
8.2.2 Windows2000的网络功能Windows2000是微软Windows家族中的一个重量级产品、是微软众多程序开发者集体智慧的结晶,在继承了原有操作系统优点的同时,吸收了大量的新技术,既满足了用户现有的需要、也为计算机和网络的发展奠定了基础.虽然Windows2000包括了4个不同的版本,每个版本针对不同的用户开发,但从整体来看,共同的特点是系统的稳定性,安全性都有了很大的改进、而且加强了网络的功能.
1.Windows2000的多版本特点回顾Windows家族的操作系统,从到2000年推出的WindowsMe,除WindowsNT4.0出现了针对不同用户的两个版本和之外,其它的都是以单个版本出现,而Windows2000将其版本一下子扩展了4个和面对Windows2000的这4个版本,该选择哪个呢下面将介绍这4个版本的特点和应用场合.
(1)Windows 2000 2000 Professional是Windows NT workstation4.0的升级产品、是专门为对系统稳定性要求更高的个人和商业用户所开发的单机操作系统.它使用了Windows NT的内核技术,融合了Windows NT 4.0的管理功能和Windows 98的即插即用功能,使系统的整体性能得到了更高层次的提升.作为单机操作系统,Windows 2000 Professional丝毫没有减弱Internet和局域网的连接功能.相反、Windows 2000 Professional的联网功能更加强大,操作更加简单,接近了普通用户的使用要求.例如,域网通过安装Windows 2000 Professional的计算机共享一个帐号上网时,不再需要第三方的代理服务器或网关软件就可以直接完成,而且智能化的安装向导使操作更加方便,快捷.对于系统管理员来说,Windows 2000 Professional是一套更具有可管理性的桌面系统,为网络的部署和管理提供了更强大的技术支持.
Windows 2000 Server在正式推出之前的名字是Windows NT Server5.0,它是Windows NT Server4.0的升级产品.与Windows NT Server4.0相比、Windows 2000 Server在稳定性,可靠性等方面都得到了改进、成为中小型局域网用户首选的主流服务器操作系统.
Windows 2000 Server最吸引人的特点是活动目录,利用活动目录可以建立一套全面的,分布式底层服务,有效地简化对网络用户和资源的管理,使用户更容易访问网络中的可共享资源.另外,Windows 2000 Server支持2路(4个)对称多处理器(SMP)操作,是中小型网络用户应用程序开发,Web服务器,工作组和部门服务器的理想选择,也是Windows NT Server4.0升级时的首选操作系统.
(3)Windows 2000 Advanced ServerWindows 2000 Advanced Server的前身是Windows NT Server4.0企业版,它除了具有Windows 2000 Server的所有功能和特性之外,还有一些专为大型企业级服务器所设计的功能,如集群技术,负载平衡等.Windows 2000 Advanced Server对处理器的支持已达到了4路(8个),同时它具有更高的扩展性,互操作性和可管理性,这是Windows 2000 Server所无法比拟的.
Windows 2000 Advanced Server集众多网络操作和Internet服务于一身、是较大型网络首选的操作系统,也是原来Windows NT Server4.0企业版升级时首选的操作系统.
(4)Windows 2000 Datacenter ServerWindows 2000 Datacenter Server是微软公司提供的功能最为强大的服务器操作系统,除了具有Windows 2000 Advanced Server的所有功能外,还支持16路(32个)对称多处理器操作,能够管理高达64GB的内存空间,它为大型的数据仓库,经济分析,科学和工程模拟,联机交易服务等应用进行了专门的优化.到目前为止,该操作系统还未正式推出、不过,如此强大的功能,对于大多数用户来说可能很少用得到.
2.哪些用户需要选择Windows 2000 Server
任何一个新生事物的出现总具有两面性:一面是它具有的特色,甚至是对现状的背叛;另一面是它所存在的一些问题或缺点、Windows 2000的问世也是如此.相对以前的操作系统,Windows 2000确实具有许多优势,如系统的稳定性,安全性,可管理性,可扩展性等、这是它的特点和优势.但Windows 2000也有它的缺点、如对硬件的要求太高,系统过于庞大等.
对于需要组建局域网的新用户,如果您的系统配置较高(尤其是服务器的配置),对网络功能有严格的要求,而且追求更好的性能,您便可以选择Windows 2000 Server.如果应用较为单一、只是提供文件,打印机等系统资源的共享、或用于简单的通信,这时Windows NT Server4.0值得考虑,因为自从推出Windows NT Server4.0后,业界和用户对它的评价都较高,无论从安全性和稳定性等方面都能满足一般中小型局域网用户的需要、而且Windows NT Server4.0对硬件的要求相对较低,目前使用的大多数计算机都能够满足它的运行要求.
8.3 NetWare操作系统NetWare也是目前局域网市场中占有相当份额的网络操作系统,1983年,伴随着Novell公司的面世,NetWare局域网操作系统出现了.
自1985年Novell公司推出NetWare286局域网以来,它便以其良好的性能,安全性和可靠性及硬件结构的灵活性迅速占领网络市场、成为80年代世界上最流行的局域网操作系统之一.进入90年代,网络系统进入网络计算时代,即着眼于在更多不同种类的单元和更广泛的环境资源中使用.当时的产品NetWare3.11是一个全32位的网络操作系统,它支持所有重要的台式操作系统和Macintosh)以及IBMSAA环境.NetWare3.11为需要在多厂商产品环境下进行复杂的网络计算的企事业单位提供了综合平台.NetWare4.x等版本,则使其功能更加完善和强大.现在NetWare的最新版本是5.x,相对于的功能又有了很不错的提升,特别是在用户的使用界面上Novell公司这次是花了很大的功夫来做的.NetWare5.x把TCPIP协议做为基础协议,且将NDS目录服务从操作系统中分离出来,更好地支持跨平台.
8.3.1 NetWare操作系统的组成NetWare操作系统由文件服务器软件,工作站软件,通信软件等组成.其中文件服务器软件和工作站软件是建网不可缺少的软件,安装时需根据硬件的配置生成.
文件服务器软件实现了NetWare的核心协议且提供了NetWare的所有核心服务.文件服务器软件负责对网络工作站网络服务请求的处理.
网络服务器软件提供了文件与打印服务,数据库服务,通信服务,报文服务等功能.服务器与工作站之间的连接是通过通信软件与网卡,传输介质来实现的.通信软件包括网卡驱动程序及通信协议软件,它负责在网络服务器与工作站,工作站与工作站之间建立通信连接.
工作站运行的重定向程序负责对用户命令进行解释.当工作站用户应用程序发出网络服务请求时,工作站软件将它交给通信软件发送到服务器;当工作站用户应用程序发出DOS命令,它将提交给本地DOS操作系统执行.同时,工作站软件负责接收并解释来自服务器的信息,然后送交工作站用户的应用程序.
8.3.2NetWare的基本技术特征NetWare为用户应用程序或网络服务程序提供了四个网络应用访问接口,即:数据报接口,虚电路接口,会话接口和工作站Shell接口.数据报接口提供无连接服务.虚电路接口处于数据报之上,提供面向连接的服务,能保证报文的可靠传输.会话接口允许在NetWare环境中、凡是具有NETBIOS功能调用的应用程序都可无修改地运行.工作站Shell接口提供了与DOS环境的兼容.它将DOS请求转换成NetWare服务原语、使得DOS的应用程序在NetWare环境中的运行是透明的.
(1)NetWare内部网桥:用NetWare文件服务器兼作网桥或路由器,通过它可连接四个LAN网络.
(2)NetWare外部网桥:内部网桥用于连接地理位置相距不远的LAN,对于远程LAN间的互连须采用外部网桥,有时亦称作远程网桥.
有二种实现方案:一是用异步远程桥,经异步Modem和电话网实现透明连接.二是使用X.25协议技术.
(3)NetWare的远程工作站:一种在远程工作站上配置远程SHELL,通过串行通信卡和异步Modem及电话网,实现与NetWare的连接,另一种方案是利用装有NetWare ANYWARE软件的异步通讯服务器ACS,实现远程工作站与NetWare的连接.
(4)NetWare互连网关:利用互连网关可实现不同协议网络间通信以及访问本地或远程主机.
在NetWare中、文件服务器的共享磁盘是使用最频繁也是最宝贵的共享资源.在网络通信介质的吞吐率满足要求时,共享磁盘的访问速度就成为影响网络性能最关键的因素.
Novell网采用了先进的五种共享管理技术.
(1)目录Cache:在文件服务器内存中开辟一个用于目录访问管理的高速缓冲区、在缓冲区中存放一些较经常使用的文件目录表和文件分配表(FAT),取代了FAT放在硬盘上的传统做法.当用户请求硬盘读写时,系统先在内存中查找请求数据的盘地址、效率比传统的方法快约100倍.
(2)目录Hash:用Hash法查找目录,取代了传统的顺序查找方法.服务器只需搜索部分目录即可找到所需要的FAT,其响应时间比传统的方法缩短30%左右.
(3)文件Cache:在内存中开辟一个高速缓冲区、将最常用的文件或程序放在该缓冲区中、当某一个文件得到第一个请求时,就从硬盘调入高速缓存,并在该缓冲区中等待再一次请求.服务器监视着该缓冲区、判别哪些文件用的次数较多,从硬盘调入新的文件覆盖缓冲区中使用最少的那些文件,此法比传统方法快约100倍.
(4)后台写盘功能:当工作站用户请求把文件或数据写入共享硬盘时,服务器并不直接进行写盘而是先将数据写入内存缓冲区、然后以后台方式写入硬盘.这样用户就不必等待写盘操作的完成,从而提高了用户工作效率.
(5)硬盘电梯快速搜索:当访问共享硬盘时,传统的方法是按用户的请求顺序(即先来先服务)来移动磁头进行访问.按传统的方法会增加磁头无谓的滑动.Novell网的磁盘电梯快速搜索法是由硬盘管理进程来完成的,根据用户请求访问硬盘的地址来安排查找顺序,不仅减少了磁头无谓的滑动,而且还大大降低了访盘的等待时间,比传统方式增加约50%的吞吐率.
用户在使用LAN时最关心服务器的可靠性问题.Novell率先在微机局域网上采用了先进的系统容错(SFT)技术.SFT是NetWare最具特色的部分之一.SFT具有一、二、三级和事务跟踪系统以及UPS监控五个方面的内容.
(1)第一级容错技术:第一级SFT又包括冗余FAT,HOT FIX热修复、写后读验证、自动目录管理以及开机目录自动检测.
冗余FAT及自动目录管理:SFT把文件分配表FAT和目录复制成两份,放在硬盘不同的区域,如果原始目录和FAT的存贮区域有故障危险,操作系统自动地转向备份的冗余目录和FAT,以获得所需数据,并且将坏区列入磁盘坏块表,将数据存放在安全的区域.
开机目录自动检测:文件服务器每次启动时,操作系统都要例行核对目录和FAT的二个拷贝、以确证其一致性.
HotFix热修复和写后读验证:所有的NetWare都具有在文件服务器写盘操作后进行读验证的措施.这种写后读验证方法能保证数据第一次写盘的正确性,减少了以后读盘出现差错的可能性.如果写后读验证发现硬盘表面有损坏区、则SFT将把原始数据转到HotFix重定位区域,并将损坏块地址记录在热修复重定位区中的专用区域里、文件服务器从此不再在故障块中存储数据.
(2)第二级容错技术:第二级SFT用来保护由于硬盘或硬盘通道失效而损失的数据,所采用方法分别是磁盘镜像和磁盘双工.
磁盘镜像:磁盘镜像技术是将数据存储到相同控制器通道上的两个磁盘上,其中一个是原盘,一个是镜像盘.它们协同操作,存储和修改相同的文件.若磁盘之一有故障,另一盘仍可继续操作,不会丢失数据或被中断.
磁盘双工:磁盘双工与磁盘镜像类似,同一数据写到两张盘上.不过磁盘双工中的每个磁盘的磁盘通道是分开的,所以两边数据可同时写入,加快了数据传递速度.若某个通道上的任何部件发生故障,另外的磁盘可继续操作而不会发生数据丢失或中断.
(3)第三级容错技术:第三级SFT是为了防止整个文件服务器发生故障(包括一、二及的故障)而引起的全网瘫痪,为此采用了服务器镜像双备份技术.辅助服务器模拟主服务器的磁盘和内存活动,若主服务器检测到硬件故障,则辅助服务器即刻接受网络客户服务,其中的切换对用户是透明的.
(4)事务跟踪系统(TTS):TTS是NetWare的一个附加容错特性,用以防止当数据已被写到数据库文件时,系统故障造成的数据库损坏.
TTS起作用时,NetWare将数据库变更的整个过程看作是单个事务,仅当所有文件更正之后,事务才算整个完成.如果在一个事务执行期间发生系统故障,TTS便放弃这一事务已做的所有修改、并返回到数据库的原始状态.
(5)UPS监控:为了防止电网电压波动或突然中止而影响文件服务器工作,用UPS给文件服务器提供附加电源.SFT的UPS监控功能监视文件服务器的UPS,向网络管理员报告UPS的连接状态以及回答工作站对UPS状态的请求.
当交流电源中断后,UPS直接向文件服务器及其磁盘子系统供电,并通知网上工作站停止工作,断开与文件服务器的联系.文件服务器有足够时间完成数据的写操作并停机、从而保护了硬盘或磁盘子系统中数据的完整性.
安全保密是多用户网络系统中非常重要的问题.Novell网络所提供的保密系统是目前局域网中最强的.
Novell网络对文件服务器上的共享文件提供如下几级保护手段:
(1)注册与口令安全性:网络管理员通过指定用户名、要求口令和设置限制来建立注册与口令安全性.
(2)文件与目录的权限安全性:权限安全性控制一个用户能访问哪些目录,子目录和文件以及允许用户做什么.
权限安全性由受托者指定(TA)和继承权限屏蔽(IRM)两者进行控制.受托者指定将权限授给指定的用户(或组),允许他们以某些权限来使用某个文件或目录.继承权限屏蔽被赋给每个文件或目录.当文件或目录被建立时,缺省IRM包含所有权限.但并不是说,用户具有该目录或文件的全部权限,用户只能使用他们已在TA中被授予的权限.
(3)文件与目录属性安全性:属性安全性给每个目录和文件指定专门性质.属性安全性不考虑由TA所授予的权限,并能阻止有效权限所允许的任务.
6.开放技术NetWare的开放性主要表现在如下几个方面:
(1)开放的开发环境:提供了ANSI C接口,C网络编译器以及远程过程调用(RPC)开发工具.
(2)开放数据链路接口(ODI):允许SPXIPX,TCPIP以及AppleTalk等多种协议共享同一块网卡及其驱动程序.
(3)NetWareNLM体系结构:NLM为扩展网络操作系统核心服务提供了可能性.NLM体系结构与服务器中的动态分配存储器功能结合,允许Novell公司和第三方开发者在NetWare环境中增加或卸下文件,通信,数据库,管理以及其它服务功能.
8.4 Unix操作系统Unix操作系统是标准的多用户系统,它已经被很多计算机厂商所接受,并被广泛采用.Unix操作系统的核心是TCPIP,这使得Unix和TCPIP共同得到了普及与发展.
1968年,Ken Thompson(科恩・汤普生),Dennis Ritchie(丹尼斯・瑞奇)和ATT(贝尔实验室)的人在进行关于MULTICS项目的研究工作时,他们完成了第一个命令解释器(SHELL)和一些简单的文件处理工具.他们用GE系统为PDP-7进行交叉编译,写好了汇编器(Assembler这时这个系统就算得上是最初的Unix.当然了,当时他们并不是这么认为的.到了1969年,第一个Unix诞生,当时Unix支持的硬件均是DEC公司的PDP-7,软件是ken Thompson自己开发的.最初的Unix跟现代的Unix在框架上相似,使用I-节点、而且有特殊的文件类型来支持目录和设备.所以也有人说Unix是裁剪了的MULTICS,而随着Ken Thompson开发的同时,Dennis Ritchie,Brain Kernighan等人也创建了一种新的编程语言那就是现在的C语言.Ken等人也就随着C的发展在73年用C全部重新写了一遍Unix核心、包括Shell.这无疑是增加了系统的稳定性能,也使编程和调试变得容易得多了,随之,Unix替代了PDP-11上的DEC公司的操作系统,而Ken随后将Unix的代码公布了.这对Unix的以后发展起了很大的推动性.77年,Interactive Systems公司开始向最终用户出售Unix,这使得Unix成为了商业产品、一直到今天完美的Unix.
8.4.1 Unix操作系统特点Unix系统是一个分时,多用户,多任务的操作系统.它具有以下特点:
(1)树形,分级结构的文件系统.文件系统有一个根目录,该根目录下可包含许多文件和子目录,每个子目录下还可以有自己的文件和子目录.文件系统为每个用户提供了共享系统资源的能力和存取控制的能力.
(2)广义的文件概念.Unix系统对文件的概念进行了广义的扩充、它将普通文件,目录和设备都统一在文件的概念中.
(3)灵活的Shell命令语言.首先,作为命令,Shell是一种命令语言、其次,Shell又是一种用于程序设计的语言、另外,Shell本身也是一个普通的程序,而不是操作系统的一部分.
(4)支持众多的高级语言.在Unix系统中、可以使用等高级语言.
(5)良好的可移植性.由于Unix系统的绝大多数代码是用C语言写成的,不依赖于机器,所以其可移植性很强、这样就使Unix成了一个可移植的操作系统.
(6)多用户及多任务系统.Unix系统能十分有效地管理CPU和内存等硬件资源,同时提供安全的使用环境、多个用户可同时使用系统而不会受到他人的干扰.系统提供了后台作业,使一个操作者可同时进行多种工作.
(7)方便的使用工具.Unix系统提供了许多文本处理工具和软件开发工具.
(8)电子邮件和网络通信.Unix通过通信网络或电话线路,可以传输数据信息.
8.5 Linux操作系统Linux是一套免费使用和自由传播的类Unix操作系统,它主要用于基于Intelx86系列CPU的计算机上.这个系统是由全世界各地的成千上万的程序员设计和实现的.其目的是建立不受任何商品化软件的版权制约的,全世界都能自由使用的Unix兼容产品.
它最早是由LinusTorvalds设计的.当时Linux是他的一项个人研究项目,其目的是为Minix用户设计一个比较有效的UnixPC版本.LinusTorvalds称它为Linux.Minix是由教授开发的,发布在Internet上,免费给全世界的学生使用.Minix具有较多Unix的特点、但与Unix不完全兼容、Linus打算为Minix用户设计一个较完整的UnixPC版本,于1991年发行了Linux0.11版本,并将它发布在Internet上,免费供人们使用.
以后几年,其他的Linux爱好者根据自己的使用情况,综合现有的Unix标准和Unix系统中应用程序的特点、修改并增加了一些内容、使得Linux的功能更完善.
尽管Linux拥有了Unix的全部功能和特点、但它却是最小,最稳定和最快速的操作系统.在最小配置下,它可以运行在仅4MB的内存上.
Linux是在Internet开放环境中开发的,它由世界各地的程序员不断完善,而且免费供用户使用.尽管如此,它仍然遵循商业Unix版本的标准-POSIX标准.
8.5.1 Linux特性Linux操作系统在短短的几年之内得到了非常迅猛的发展,这与Linux具有的良好特性是分不开的.Linux包含了Unix的全部功能和特性.简单的说,Linux具有以下主要特性:
(1)开放性开放性是指系统遵循世界标准规范、特别是遵循开放系统互连(OSI)国际标准.凡遵循国际标准所开发的硬件和软件,都能彼此兼容、可方便地实现互连.
(2)多用户多用户是指系统资源可以被不同用户各自拥有使用,即每个用户对自己的资源(例如:文件,设备)有特定的权限,互不影响.Linux和Unix都具有多用户的特性.
(3)多任务多任务是现代计算机的最主要的一个特点.它是指计算机同时执行多个程序,而且各个程序的运行互相独立.
(4)良好的用户界面Linux向用户提供了两种界面:用户界面和系统调用.
(5)设备独立性设备独立性是指操作系统把所有外部设备统一当作成文件来看待、只要安装它们的驱动程序,任何用户都可以象使用文件一样,操纵,使用这些设备,而不必知道它们的具体存在形式.
(6)提供了丰富的网络功能完善的内置网络是Linux的一大特点.Linux在通信和网络功能方面优于其他操作系统.其他操作系统不包含如此紧密地和内核结合在一起的连接网络的能力、也没有内置这些联性的灵活性.而Linux为用户提供了完善的,强大的网络功能.
(7)可靠的系统安全Linux采取了许多安全技术措施,包括对读,写进行权限控制,带保护的子系统,审计跟踪,核心授权等、这为网络多用户环境中的用户提供了必要的安全保障.
(8)良好的可移植性可移植性是指将操作系统从一个平台转移到另一个平台使它仍然能按其自身的方式运行的能力.
本章小结
本章主要讲述了以下内容:
(1)局域网操作系统的演变过程局域网操作系统经历了对等结构向非对等结构演变的过程,介绍了对等结构,非对等结构的特点及优缺点、接下来介绍局域网操作系统的基本服务功能,主要包括文件服务,打印服务,数据库服务,通信服务,信息服务,分布式服务等.
(2)介绍了典型的网络操作系统,Windows Linux,分别介绍各操作系统发展历史,组成,基本技术特征以及特点等.
习题
1. 局域网操作系统与单机操作系统的主要区别是什么
2. 对等结构局域网操作系统与非对等结构局域网操作系统的主要区别是什么
3. 局域网操作系统的基本服务功能是什么
4. 试说明Windows NT操作系统的特点.
5. 试说明NetWare操作系统的基本技术特征.
6. 试说明Unix操作系统的特点.
7. 试说明Linux操作系统特点.

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