2011年软件水平考试网络工程师全面复习笔记(42)
2011年软件水平考试网络工程师全面复习笔记(42)第10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。本章考核要求为“领会”层次。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
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、客户/服务器模式、对等式。
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，可运行于不同的网络硬件上。
· 可连接广域网。
· 多种客户端支持。
· 目录服务。
· 以单一逻辑方式访问可能位于全球范围内的所有网络服务和资源。
· 多用户支持。
· 网络管理。
2、当前流行的网络操作系统
VINES操作系统：是一种基于UNIX System V，支持多用户多任务，底层支持各种通信协议的操作系统。系统由工作站和服务器两个模块组成。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。它是基于Client/Server模式的。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。
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。
3、网络操作系统的实现实例
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。内核是操作系统最底层的核心部分。以内核模式运行的代码可以访问系统硬件和系统数据。为保护操作系统和保存的数据，只有某些代码才允许以内核模式运行，而所有其他的代码都以用户方式运行。
在整体式操作系统中，许多过程都被嵌入系统中，每个过程可以调用另外的过程，它们之间相互传递消息。 而在 分层系统中过程之间不能直接进行直接进行传送，数据的发送必须通过树形的层次结构，只能向更低层发送，不能向上传递。
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。每个服务器运行在用户态，执行一个循环，检查是否有客户已请求该项服务。当客户发送一个消息给服务器来请求一项服务时，运行在核心态的操作系统内核把消息传给服务器;该服务器执行操作;内核用另一种消息把结果返回给客户。
Windows NT的结构采用了层次模型和客户/服务器两种模型。NT的核心部分采用客户/服务器模型，只要提供应用程序设计接口API和通常认为是操作系统环境的一些工具。层次操作系统模型在NT执行系统的I/O系统中起作用。
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：
· 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。
· 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” 。
· 进程管理程序。
· 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。 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。 I/O管理程序。
· 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。
· 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
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”。
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。
简单网络望里协议SNMP：SNMP协议的工作机制非常简单，主要通过各种不同类型的消息，即PDU(协议数据单位)实现网络信息的交换。PDU实际上就是一种变量对象，其中每一个变量都是由标题和变量值两部分组成。SNMP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。这样，如果用户希望了解是否某一台终端已经被接入到网络，可以使用SNMP向该终端发送一个具有信息读取功能的PDU。如果终端已经被连接到网络，用户将会得到返回的确认信息。当有终端被关闭时，可以通过事件变量(trap)发出数据包，通知用户终端系统已经被关闭。SNMP协议的最大优势就是设计简单，既不需要复杂的实现过程，也不会占用太多的网络资源，非常便于使用。SNMP协议的最大问题还是由于太过简单而无法处理各种细节信息，无法满足当今日益膨胀的网络的发展需要。同样，SNMPv2对这一问题也进行了改进。
SNMPv2：新版本的协议允许使用更多，更加详细的变量规范，并且加入了两种新的PDU可以对方便数据读取的表数据结构对象进行管理和控制。新版本在支持集中式网络管理机制外还支分布管理策略。
网络管理系统的实现结构一般有：集中式、分布式、分层式。
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