第1讲 网络操作系统概述.ppt
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1、网络操作系统网络操作系统2023/1/171教材与教参教材与教参教材:网络操作系统教程魏国珩,武汉大学出版社教参:Windows Server 2003网络操作系统 刘永华 清华大学出版社网络操作系统徐甲同,吉林大学出版社计算机操作系统汤子瀛,西安电子科技大学出版社 2023/1/172023/1/172 23838学时、学分、成绩构成学时、学分、成绩构成计划学时:54学时=36学时(讲授)+18学时(实验)学分:3学分成绩:平时成绩(20%)+期末成绩(80%)2023/1/172023/1/173 33838第1章 网络操作系统概述 1.1 计算机与操作系统 1.2 计算机网络系统 1.3
2、 网络操作系统2023/1/172023/1/174 438381.1 计算机与操作系统计算机系统:由 硬件系统和软件系统组成软件系统:包含系统软件和应用软件 操作系统是最重要的系统软件第1章目录2023/1/172023/1/175 53838计算机系统的组成第1章目录2023/1/172023/1/176 63838计算机硬件系统运算器控制器 (个人计算机中运算器和控制器集成在一起称为CPU)存储器输入设备输出设备第1章目录2023/1/172023/1/177 73838计算机软件系统软件:操作系统、编译程序等支撑软件:数据库、接口、工具等应用软件:日常应用的大多数软件第1章目录2023
3、/1/172023/1/178 83838操作系统概念 操作系统是计算机系统中的一个系统软件,它能有效地组和管理计算机系统中的硬件和软件资源,合理地组织计算机的工作流程,控制程序的执行,并向用户提供各种服务功能,使用户能够灵活、方便、有效地使用计算机,使整个计算机系统能高效地运行 操作系统是计算机系统资源的组织者和管理者;是计算机硬件与用户的接口;是一台功能更强大的虚拟机操作系统追求的目标:方便性、有效性、可扩充性、开放性 第1章目录2023/1/172023/1/179 93838操作系统的特征并发性共享性虚拟性异步性不确定性第1章目录2023/1/172023/1/1710103838操作
4、系统的功能进程控制存储管理设备管理文件管理作业管理用户接口第1章目录2023/1/172023/1/1711113838操作系统的发展史与类型1、无操作系统的计算机系统、无操作系统的计算机系统人工操作方式人工操作方式脱机输入脱机输入/输出输出(Off-Line I/O)方式方式2、单道批处理系统、单道批处理系统3、多道批处理系统、多道批处理系统4、分时系统、分时系统5、实时系统、实时系统6、网络操作系统网络操作系统7、分布式操作系统、分布式操作系统第1章目录2023/1/172023/1/1712123838操作系统的研究角度和研究方向研究角度:软件的角度、资源管理的角度、进程的观点、虚拟器的
5、角度、服务提供者观点研究方向:标准化研究、并行操作系统的研究、分布式操作系统研究、网络操作系统研究、智能化操作系统研究第1章目录2023/1/172023/1/17131338381.2计算机网络系统网络的基本概念 广义观点:计算机与通信技术相结合,实现远程信息处理以进一步达到资源共享的系统 资源共享的观点:以资源共享为目的,用通信线路连接起来的具有独立功能的计算机系统的集合 物理结构的观点:在网络协议的控制下,由多台主计算机、若干台终端、数据传输设备以及计算机与计算机、终端与计算机之间通信的设备所组成的计算机符合系统 用户透明的观点:“存在一个能为用户自动管理资源的网络操作系统,由他来调用完
6、成任务所需要的资源,而整个任务对用户是透明的”综合定义:第1章目录2023/1/172023/1/1714143838网络基本功能网络基本功能 数据通信 资源共享 增加可靠性 提高系统处理能力第1章目录2023/1/172023/1/1715153838网络分类网络分类按覆盖范围分:局域网、广域网、城域网、Internet按传输技术分:广播、点对点按网络交换方式分:电路交换、报文交换、分组交换、混合交换按拓扑结构分:总线型、星型、环型、树型、网状型其它方式:宽带与窄带 直接交换、存储转发交换、混合交换 有线与无线 资源共享与分布式 公用与专用第1章目录2023/1/172023/1/17161
7、63838网络体系结构:网络体系结构:OSI与与TCP/IP第1章目录2023/1/172023/1/1717173838网络系统组成网络硬件系统:服务器、工作站、网卡与接口标准、传输介质、网络互联设备数据通信系统:各种连接技术和数据交换技术网络软件:第1章目录2023/1/172023/1/1718183838网络系统工作模式网络系统工作模式集中模式对等模式C/S模式B/S模式第1章目录2023/1/172023/1/17191938381.3 网络操作系统操操作作系系统统(Operating System,简简称称OS)是是计计算算机机系系统统中中,负负责责支支撑撑应应用用程程序序的的运运
8、行行环环境境以以及及用用户户操操作作环环境境的的系系统统软软件件,同同时时也也是是计计算算机机系系统统的的核核心心与与基基石石。它它的的职职责责包包括括对对硬硬件件的的直直接接监监管管、对对各各种种计计算算资资源源(如如内内存存、处处理理器器时时间间等等)的的管管理理、以以及及提提供供诸诸如如作作业管理之类的面向应用程序的服务等。业管理之类的面向应用程序的服务等。网网络络操操作作系系统统(Network Operating System,简简称称NOS)除除了了实实现现单单机机操操作作系系统统的的全全部部功功能能外外,还还具具备备管管理理网网络络中中的的共共享享资资源源,实实现现用用户户通通信
9、信以以及及方方便便用用户户使使用用网网络络等等功功能能,是是网网络络的的心心脏脏和和灵灵魂魂,所所以以,网网络络操操作作系系统统可可以以理理解解为为网网络络用用户户与与计计算算机机网网络络之之间间的的接接口口,是是计计算算机机网网络络中中管管理理一一台台或或多多台台主主机机的的软软硬硬件件资资源源、支支持持网网络通信、提供网络服务的程序集合。络通信、提供网络服务的程序集合。第1章目录2023/1/172023/1/1720203838网络操作系统的发展简史网络操作系统的发展简史1954年年,出出现现了了一一种种称称为为收收发发器器(Transceiver)的的终终端端,人人们们使使用用这这种种
10、终终端端首首次次实实现现了了将将穿穿孔孔卡卡片片上上的的数数据据从从电电话话线线路路上上发发送到远地的计算机。送到远地的计算机。电电传传打打字字机机也也作作为为远远程程终终端端和和计计算算机机相相连连,用用户户可可以以在在远远隔隔万万里里的的电电传传打打字字机机上上键键入入自自己己的的程程序序,而而计计算算机机算算出出的的结结果果可可以以通通过过计计算算机机传传送送到到电电传传打打字字机机打打印印出出来来,支支持持这这种种用用户户操操作作的的处处理理软软件件系系统统,就就是是最最早早期期的的网网络络操操作作系系统统,也也可可以以称称它它们们为为面面向向终终端端的的网网络络操操作作系系统统。这这
11、里里,计计算算机机是是网网络络的的中中心心和和控控制制者者,终终端端围围绕绕中中心心计计算算机机分分布布在在各各处处,而而计计算算机机的的主主要任务是进行成批次的处理,早期的网络模式如图所示。要任务是进行成批次的处理,早期的网络模式如图所示。第1章目录2023/1/172023/1/1721213838网络操作系统的发展简史网络操作系统的发展简史随着计算机应用的普及,早期的这种网络结构,对于新增终端用户,随着计算机应用的普及,早期的这种网络结构,对于新增终端用户,需要对图中的线路控制进行多方的改动。为此,出现了需要对图中的线路控制进行多方的改动。为此,出现了通信处理机通信处理机来完成数据通信任
12、务,包括集中器或智能复用器等等,这些都是一来完成数据通信任务,包括集中器或智能复用器等等,这些都是一种面向终端的网络操作。种面向终端的网络操作。图图 早期网络通信模式早期网络通信模式第1章目录2023/1/172023/1/1722223838网络操作系统的发展简史网络操作系统的发展简史1964年,巴兰在美国兰德公司的年,巴兰在美国兰德公司的“论分布式通信论分布式通信”的研究报告中,首次的研究报告中,首次提出了提出了分组分组的概念。的概念。1969年,美国的分组交换网年,美国的分组交换网ARPANET(互联(互联网的前身)投入使用,分组交换网示意图如图网的前身)投入使用,分组交换网示意图如图1
13、-2所示。所示。图图1-21-2分组交换网分组交换网第1章目录2023/1/172023/1/1723233838网络操作系统的发展简史网络操作系统的发展简史第三代计算机网络操作系统,随着国际标准化组织(第三代计算机网络操作系统,随着国际标准化组织(ISO)1977年出年出炉的炉的开放系统互连开放系统互连OSI七层参考模型七层参考模型的标准框架,开始了互联网的标准框架,开始了互联网的新纪元。的新纪元。目前流行的网络操作系统主要有:目前流行的网络操作系统主要有:Unix、Linux、Netware、Windows NT/2000以及以及Windows Server 2003,这些网络操作系统,这
14、些网络操作系统除了具有传统的操作系统的功能之外,加强了网络通信、资源共除了具有传统的操作系统的功能之外,加强了网络通信、资源共享以及用户管理功能。享以及用户管理功能。世界各地的计算机通过网络操作系统可以跨平台、跨地域、跨时间实世界各地的计算机通过网络操作系统可以跨平台、跨地域、跨时间实现现数据共享数据共享。用户之间也进一步加强了交互的功能,用户可以通。用户之间也进一步加强了交互的功能,用户可以通过音频、视频等多媒体等手段,进行各种交互操作,推动了全球过音频、视频等多媒体等手段,进行各种交互操作,推动了全球网络的普通应用,网络用户之间的操作也愈加简便。网络的普通应用,网络用户之间的操作也愈加简便
15、。第1章目录2023/1/172023/1/1724243838网络操作系统类型集中式客户/服务器模式对等式2023/1/172023/1/1725253838网络操作系统基本服务文件服务打印服务目录服务2023/1/172023/1/1726263838网络操作系统特征硬件无关性广域网连接支持多类客户端目录服务多用户、多任务网络管理安全性/存取控制系统容错能力互操作性2023/1/172023/1/1727273838网络操作系统的功能网络操作系统的功能共享资源管理网络通信网络服务网络管理互操作能力为了方便用户使用网络,以实现用户通信和资源共享,并为了方便用户使用网络,以实现用户通信和资源共
16、享,并提高网络资源的利用率和网络的吞吐量,应在网络硬件系统之提高网络资源的利用率和网络的吞吐量,应在网络硬件系统之上覆盖一层网络操作系统,网络操作系统应具有下面几个方面上覆盖一层网络操作系统,网络操作系统应具有下面几个方面的的功能功能:第1章目录2023/1/172023/1/1728283838网络操作系统的功能网络操作系统的功能网络操作系统应该能够对网络中的共享资源(硬件和软件)实施有效网络操作系统应该能够对网络中的共享资源(硬件和软件)实施有效的管理,能够协调用户对共享资源的使用,能够保证共享数据的安的管理,能够协调用户对共享资源的使用,能够保证共享数据的安全性和一致性。全性和一致性。1
17、 1、共享资源管理、共享资源管理建立和拆除通信链路建立和拆除通信链路:这是为通信双方建立一条暂时性:这是为通信双方建立一条暂时性的通信链路。的通信链路。传输控制传输控制:对传输过程中的传输进行必要的控制。:对传输过程中的传输进行必要的控制。差错控制差错控制:对传输过程中的数据进行差错检测和纠正。:对传输过程中的数据进行差错检测和纠正。流量控制流量控制:控制传输过程中的数据流量。:控制传输过程中的数据流量。路由选择路由选择:为所传输的数据选择一条适当的传输路径:为所传输的数据选择一条适当的传输路径。2 2、网络通信、网络通信第1章目录2023/1/172023/1/1729293838网络操作系
18、统的功能网络操作系统的功能电电子子邮邮件件服服务务,文文件件传传输输、存存取取和和管管理理服服务务,共共享享硬硬盘盘服服务务,共共享享打印服务。打印服务。3 3、网络服务、网络服务最最主主要要是是安安全全管管理理,通通过过存存取取控控制制确确保保存存取取数数据据的的安安全全性性,通通过过容容错错技技术术保保证证系系统统故故障障时时数数据据能能够够安安全全恢恢复复。此此外外还还能能对对网网络络性性能能进进行行监监视视,对对使使用用情情况况进进行行统统计计,为为提提高高网网络络性性能能、进进行行网网络络维维护和计费等提供的信息。护和计费等提供的信息。4 4、网络管理、网络管理5 5、互操作能力、互
19、操作能力在在客客户户/服服务务器器模模式式的的LAN环环境境下下是是指指连连接接在在服服务务器器上上的的多多种种客客户户机机和和主主机机,不不仅仅能能与与服服务务器器通通信信,而而且且还还能能以以透透明明的的方方式式访访问问服服务务器器上上的的文文件件系系统统;在在互互连连网网络络环环境境下下是是指指不不同同网网络络间间的的客客户户机机不不仅仅能能通通信信,而而且且也也能能以以透透明明的的方方法法,访访问问其其它它网网络络的的文文件服务器。件服务器。第1章目录2023/1/172023/1/1730303838网络操作系统的组成网络操作系统的组成从分层的角度:网络驱动程序、网络协议软件、应用程
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