网络操作系统概述-组网工程与技术

网络操作系统是计算机网络的重要组成部分，每个网络节点只有安装网络操作系统后，才能作为网络成员对其他节点提供网络服务。单机操作系统只能为本地用户使用本机资源提供服务，不能满足开放的网络环境的服务需求。连网计算机的资源既是本机资源又是网络资源，它们既要为本地用户使用资源提供服务，又要为远程网络用户使用资源提供服务。

1.网络操作系统的定义

OSI参考模型定义的计算机网络由七层构成，而初期的局域网标准只定义低层（物理层、数据链路层）协议。例如，IEEE802协议只涵盖物理层与数据链路层的内容。实现局域网协议的硬件与驱动程序只能为用户提供数据传输功能，因此人们将早期的局域网定义为通信网络。局域网要为用户提供完备的网络服务功能，就必须具备局域网高层软件（即网络操作系统）。

网络操作系统（Network Operating System，NOS）是具有网络功能的操作系统，用于管理网络通信与共享网络资源，协调网络环境中多个网络节点中的任务，并向用户提供统一的、有效的网络接口的软件集合。网络操作系统主要有网络通信、资源管理、网络服务、网络管理与互操作能力等功能。网络操作系统通常包括两个组成部分：客户端操作系统与服务器端操作系统。网络操作系统的基本任务就是屏蔽本地资源与网络资源的差异性，为用户提供各种网络服务功能，并提供网络系统的安全性服务。

2.网络操作系统的分类

纵观近十多年来网络操作系统的发展，网络操作系统经历了从对等结构向非对等结构演变的过程。图1-25给出了网络操作系统的演变过程。

网络操作系统可以分为面向任务型与通用型两种类型。其中，面向任务型的网络操作系统是为某种特定的网络应用而设计的操作系统；通用型的网络操作系统能够提供基本的网络服务功能，并且支持用户在各个网络应用领域的需求。通用型的网络操作系统又可以分为变形级系统与基础级系统两类。其中，变形级系统是在原有的单机操作系统的基础上，通过增加网络服务功能而形成的；基础级系统则是以计算机硬件为基础，根据网络服务的特殊要求，利用计算机硬件与少量软件专门设计的网络操作系统。

图1-25 网络操作系统的演变过程

对等结构网络操作系统中的所有连网节点地位平等，安装在每个节点的操作系统软件相同，并且连网节点的资源可以相互共享。每台连网节点都以前后台方式工作，前台为本地用户提供服务，后台为其他节点的网络用户提供服务。局域网中任何两个节点之间都可以直接通信。对等结构操作系统可以共享硬盘、打印机、屏幕与CPU服务等。对等结构网络操作系统的优点是结构简单，任何节点之间都能直接通信。对等结构网络操作系统的缺点是每台连网节点既是工作站又是服务器，节点既要完成本地用户的信息处理任务，又要承担较重的网络通信管理与共享资源管理任务，这将会严重增加连网节点的负荷。因此，对等结构操作系统支持的网络系统一般规模较小。

非对等结构网络操作系统分为服务器端软件与工作站端软件两个部分。由于服务器集中管理网络资源与服务，因此服务器是局域网的逻辑中心部分。服务器运行的网络操作系统的功能与性能，直接决定着网络服务、系统性能与安全性。早期的非对等结构网络操作系统中，通常在局域网中安装一台或几台带大容量硬盘的服务器。服务器硬盘可以作为多个网络工作站使用的共享硬盘空间。

服务器将共享的硬盘空间划分为多个虚拟盘体。虚拟盘体可以分为专用盘体、公用盘体与共享盘体3个部分。专用盘体可以被分配给不同的用户，用户通过网络命令将专用盘体链接到工作站，并通过口令、盘体属性来保护存储的用户数据；公用盘体为只读属性，它允许多个用户同时进行读操作；共享盘体的属性为可读写，它允许多用户同时进行读写操作。共享硬盘服务系统的缺点是用户每次使用服务器硬盘时首先要链接，需要自己用DOS命令建立专用盘体上的目录结构，因此使用不便、效率低、安全性差。

3.文件服务器的概念

为了克服共享硬盘服务系统的缺点，研究人员提出基于文件服务的网络操作系统。这种网络操作系统分为文件服务器与工作站软件两个部分。文件服务器具有分时系统文件管理的全部功能，它支持文件的概念与标准的文件操作，提供网络用户访问文件、目录的并发控制与安全保密措施。因此，文件服务器应具备完善的文件管理功能，能够对全网实行统一的文件管理，各工作站用户可以不参与文件管理工作。文件服务器能为网络用户提供完善的数据、文件和目录服务。

目前，流行的网络操作系统都属于基于文件服务的操作系统。例如，Microsoft公司的WindowsNT操作系统、Novell公司的NetWare操作系统、IBM公司的LAN Server操作系统、UNIX操作系统与开放的Linux操作系统等。这些操作系统能够提供强大的网络服务功能，它们的发展为局域网的广泛应用奠定了基础。(www.xing528.com)

4.网络操作系统的基本功能

网络操作系统除了具备单机操作系统的基本功能，还需要能够提供网络通信与资源共享等功能。尽管不同网络操作系统具有不同的特点，但是它们提供的网络服务功能有很多相同点。网络操作系统都具有以下几种基本功能。

（1）文件服务

文件服务（File Service）是最重要、基本的网络服务功能。文件服务器以集中方式管理共享文件，网络工作站根据权限对文件进行读写或其他操作，文件服务器为网络用户的文件安全提供必需的控制方法。

（2）打印服务

打印服务（Print Service）是基本的网络服务功能之一。打印服务可以通过设置专门的打印服务器完成，或者由工作站或文件服务器来担任。在局域网中安装一台或几台网络打印机，网络用户就可以远程共享网络打印机。打印服务负责实现打印请求接收、打印机配置、打印队列管理等功能。网络打印服务在接收用户打印请求后，本着先到先服务的原则，将多个用户需要打印的文件排队打印。

（3）数据库服务

数据库服务（Database Service）是一种重要的网络服务功能。数据库服务可以提供远程的数据库查询功能。客户端可以用结构化查询语言（SQL）向数据库服务器发送查询请求，由服务器进行查询后将查询结果返回客户端。

（4）通信服务

通信服务（Communication Service）是一种重要的网络服务功能。网络通信服务主要包括工作站与服务器之间的通信服务、工作站与工作站之间的对等通信等。

（5）网络管理服务

网络管理服务（Network Management Service）是一种重要的网络服务功能。网络操作系统提供了丰富的网络管理工具，可以提供网络性能分析、网络状态监控、网络存储管理等多种服务功能。

（6）Internet服务

为了适应Internet与Intranet的网络应用，网络操作系统一般都支持TCP/IP，提供各种Internet服务与支持Java开发工具，使局域网服务器很容易成为Internet服务器，全面支持对Internet与Intranet的访问。