第十章 网络操作系统和网络管理
本章介绍各种网络操作系统的分类及各自的特点。通过分析Windows NT，重点掌握网络操作系统体系结构及实现方法。
1、概述（领会）
网络操作系统是网络用户和计算机网络的接口，它管理计算机的硬件和软件资源，为用户提供各种网络服务。网络操作系统分集中式（一台主机多台终端，终端不需装系统，如UNIX）、客户/服务器模式（分为服务器软件和客户机软件，如NETWARE、WINDOWS等）、对等式（简单网络连接、分布式网络连接，所有计算机是同一系统）。
网络操作系统除具有一般操作系统的特征外，还有以下特征：与硬件无关、可连接广域网、多种客户端支持、目录服务、多用户支持、网络管理、安全性和存取控制、容错能力、支持多种服务、互操作性。
2、当前流行的网络操作系统（识记）
VINES操作系统：运行在UNIX之上，支持多用户多任务。系统由工作站和服务器两个模块组成，物理层和链路层几乎接纳所有协议。主要特点：安装简单，管理容易；采用Street Talk全局命名服务；联网能力强，网络目录服务功能强大。
NFS操作系统：提供了在异种机、异种操作系统的网络环境下共享文件的简单方法。事实标准。主要特点：提供透明文件访问及文件传送；容易扩充；可靠性高；配置灵活。目录服务利用了NIS+，基于UDP/FP协议的应用，采用RPC机制，RPC的实现采用XDR的支持。
IBM的OS/2Warp Server：与WinNT类似的多用途操作系统。1996年发布Warp Server4.0及SMP版，综合的TCP/IP工具，Java的运行时服务。
Windows NT：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的32位操作系统。主要特点：能实现各种商务解决方案；支持多种服务器平台；支持SMP对称多处理；各种安全和先进的容错功能，保证信息的完整性和有效性。缺点是：文件服务功能不如Netware强大，占用服务器资源多。
Nerware：主要特点：具有高性能的文件系统；可靠性高；良好的权限管理，安全保密度高；开放性好；NDS服务为大型应用提供可能。缺点：在其上运行的软件均需设计为可加载模块方式NLM，而NLM方式编程较困难；另外，Netware操作系统只能运行在IntelX86的PC服务器上。没讲 Linux？真够落伍的！
3、网络操作系统的实现实例（领会）
常见的系统模型有：整体式、分层式、客户/服务器结构。所有三种模型都把操作系统任务至少划分为两类：用户模式、内核模式。用户模式的应用程序必须请求内核才能访问系统资源。
在整体式操作系统中，许多过程都被嵌入系统中。需要核心机制，难以扩充系统，模块化程度不够。分层系统命令只能向更低层发送，不能向上传递，解决了整体系统中的一些问题。客户/服务器模式的思想是：把操作系统分成若干进程，其中每个进程实现单个的一套服务。单个服务器出现故障不会引起其他部分崩溃，适合于分布式系统。
Windows NT的结构采用了层次模型和客户/服务器两种模型。NT的核心部分NT执行体采用客户/服务器模型，层次操作系统模型在NT执行系统的I/O系统（NT内核和硬件抽象层HAL）中起作用。使用客户/服务器模型提供API.
使用客户/服务器的好处：简化操作系统、改进可靠性、适宜于分布式计算模型。
为解决二进制兼容性问题，NT使用了环境子系统的方法。环境子系统的工作是接管CPU或操作系统的每个二进制代码请求，将它们转换为NT能够成功执行的相应指令。环境子系统实际是一个程序，称为虚拟机器，让应用程序感觉好象是运行在自己的机器上。
NT的核心态程序模块：
1、对象管理程序：NT使用所谓的“对象”作为基本的操作元素，作为用户模式和内核模式之间进行交互的单元。
2、虚拟内存管理程序：NT使用硬盘空间模拟RAM空间供应用程序使用，虚拟内存管理每个进程可能申请的虚拟内存，并防止进程覆盖磁盘上的其他虚拟内存“页”。
3、进程管理程序：在必要是创建和终止进程与线程。
4、本地过程调用工具：主要任务是为属于各自进程的两个线程提供一个通信连接。 安全引用监控程序：NT中的所有进程都给定一个访问标志，其中包含一系列的许可权。
5、安全引用监控程序和对象管理程序并行工作，以确保对象不被非法用户访问。
6、I/O管理程序：大多数I/O驱动程序可动态装入，不需重启WinNT.
7、内核：NT的内核属于“微内核”。内核主要工作是调度和分配线程和进程，处理各种中断，还同步多个CPU以及在断电时进行准备并重新启动系统。
8、硬件抽象层HAL：NT让硬件尽可能远离操作系统。不仅使用设备驱动程序，而且用硬件抽象层替换了负责与硬件交互的操作系统层。
4、网络管理系统（领会）
网络管理系统的主要功能是维护网络正常高效率的运行，能及时检测网络出现的故障并进行处理，能通过监测分析运行状况而估价系统性能，通过网络的配置协调更有效地利用网络资源。常见的有两种“网络管理系统”标准：一、ISO推荐的OSI中的“网络管理系统”规程。二、TCP/IP的“SNMP”。网管发现问题是通过一个或多个用户决定的限值被超过而实现，或对端接站进行轮询，检查变量的值。
在OSI管理体系结构中，定义了五个管理功能：
配置管理：监视网络和系统配置信息，以便跟踪和管理对不同的软、硬件单元进行的网络操作的结果。
故障管理：自动地检测、记录网络故障并通知给用户，使网络有效地运行。
性能管理：衡量和呈现网络性能的各个方面，使用户可在一个可接受的水平上维护网络的性能。
记帐管理：衡量网络的利用率，使一个或一组网络用户可以更有规则地利用网络资源。
安全管理：按照本地的指导来控制对网络资源的访问，以保证网络不被侵害，并保证重要信息不被未授权的用户访问。
简单网络管理协议SNMP：分为网络管理系统、被管理系统和管理协议。
被管理系统指网络上的设备，设备中有可管理软件Agent，被管对象的信息放在管理信息库MIB上。网络管理系统装在网管工作站上。管理协议定义了管理者和代理之间的通信。SNMP通过PDU（协议数据单位）实现网络信息的交换，主要使用5种类型的PDU对网络实施监控，两种用于读取终端信息，两种可以设置终端数据，最后一种被用来监视各种终端事件，如终端的启动和关闭等。被管设备可发起四种类型的命令：读、写、移动操作、报警。MIB是一个有关对象的层次型数据库，可以根据经验和专用分支扩展。NMS轮询被管设备，设备上的Agent访问MIB获取变量值，从而实现管理。
SNMPv2：主要基于安全级的SNMP和简单管理协议SMP.安全级的SNMP定义了安全特性，SMP有更大的灵活性，可运行在OSI或其它网络体系结构之上。SNMPv2的改进：SMI增加了新的数据结构，引入信息模块概念；增加2种PDU；管理的体系结构不仅支持集中式管理还支持分布式管理；对安全性问题提供三种信息格式。
开放的统一的网络管理平台：各厂商的网管软件只针对特定设备进行纵向管理。
网络管理系统的实现结构一般有：集中式（多数情况下的首选，但当网络规模改变时管理能力不易跟上，一种变型是平台方案，分为管理平台和管理应用程序）、分布式（与管理域的概念关联，优点是扩展性好）、分层式（每个域管理者只负责本域的管理，管理者的管理系统位于更高的层次）。
现在的发展：基于WEB的网络管理；Sun公司的Java管理应用程序接口。