高校精品系列正規(guī)版資料

高校(gāoxiào)精品系列第一頁，共37頁。第1章網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)基礎(chǔ)(jīchǔ)操作系統(tǒng)簡介網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)概念網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)功能網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)主流(zhǔliú)的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)Linux內(nèi)核體系結(jié)構(gòu)Linux文件系統(tǒng)Linux內(nèi)存管理Linux設(shè)備管理學(xué)習(xí)要點第二頁，共37頁。1.1操作系統(tǒng)(cāozuòxìtǒnɡ)簡介操作系統(tǒng)概念簡稱(jiǎnchēng)OS，是管理系統(tǒng)資源、控制程序執(zhí)行，改善人機界面，提供各種服務(wù)，合理組織計算機工作流程，為用戶使用計算機提供良好運行環(huán)境的一種系統(tǒng)軟件。計算機系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)：OS為用戶應(yīng)用程序提供方便統(tǒng)一的調(diào)用接口；OS負(fù)責(zé)系統(tǒng)資源的管理。第三頁，共37頁。1.1操作系統(tǒng)(cāozuòxìtǒnɡ)簡介操作系統(tǒng)功能處理器管理存儲管理存儲分配存儲共享地址轉(zhuǎn)換與存儲保護存儲擴充設(shè)備管理文件管理網(wǎng)絡(luò)(wǎngluò)與通信管理用戶接口第四頁，共37頁。1.1操作系統(tǒng)(cāozuòxìtǒnɡ)簡介操作系統(tǒng)類型桌面操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)具有(jùyǒu)通常操作系統(tǒng)的功能提供高效、可靠的網(wǎng)絡(luò)通信能力提供多種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)功能分布式操作系統(tǒng)嵌入式操作系統(tǒng)第五頁，共37頁。1.1操作系統(tǒng)(cāozuòxìtǒnɡ)簡介操作系統(tǒng)基本組件(zǔjiàn)內(nèi)核（Kernel）Windows操作系統(tǒng)內(nèi)核使用的關(guān)鍵文件名包含“kernel”或“kern”UNIX和Linux操作系統(tǒng)，內(nèi)核文件名通常為“kernel”用戶界面命令行界面（CLI）圖形用戶界面（GUI）文件系統(tǒng)第六頁，共37頁。1.2網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)概述(ɡàishù)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)概念NOS是建立在計算機操作系統(tǒng)基礎(chǔ)上，用于管理網(wǎng)絡(luò)通信和共享資源，協(xié)調(diào)各主機上任務(wù)的運行，并向用戶提供統(tǒng)一的有效的網(wǎng)絡(luò)接口的軟件集合。網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)3個層次位于低層的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備驅(qū)動程序位于中間層的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議位于高層的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)可將其功能分配給連接到網(wǎng)絡(luò)上的多臺計算機網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)依賴于每臺計算機的本地(běndì)操作系統(tǒng)，使多個用戶可以并發(fā)訪問共享資源第七頁，共37頁。1.2網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)概述(ɡàishù)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)特點(tèdiǎn)硬件獨立性網(wǎng)絡(luò)連接網(wǎng)絡(luò)管理安全性和訪問控制網(wǎng)絡(luò)服務(wù)多用戶支持多種客戶端支持用戶界面第八頁，共37頁。1.2網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)概述(ɡàishù)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)功能(gōngnéng)網(wǎng)絡(luò)通信資源管理網(wǎng)絡(luò)管理網(wǎng)絡(luò)服務(wù)互操作網(wǎng)絡(luò)接口第九頁，共37頁。1.2網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)概述(ɡàishù)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)工作(gōngzuò)模式客戶機/服務(wù)器（Client/Server）模式對等（PeertoPeer）模式第十頁，共37頁。1.2網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)概述(ɡàishù)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)內(nèi)核(nèihé)組織方式：單內(nèi)核(nèihé)與微內(nèi)核(nèihé)單內(nèi)核(nèihé)（monolithickernel）微內(nèi)核(nèihé)（microkernel）第十一頁，共37頁。1.2網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)概述(ɡàishù)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)層次(céngcì)式體系結(jié)構(gòu)功能明確，調(diào)用關(guān)系清晰（即高層對低層單向依賴），保證設(shè)計和實現(xiàn)的正確性各層可分別實現(xiàn)，且便于擴充高層錯誤不會影響到低層效率低，層次(céngcì)之間的調(diào)用開銷大，系統(tǒng)內(nèi)核比較大第十二頁，共37頁。1.2網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)概述(ɡàishù)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)與客戶/服務(wù)器模式結(jié)合(jiéhé)的微內(nèi)核體系結(jié)構(gòu)微內(nèi)核體系結(jié)構(gòu)的實現(xiàn)基本的設(shè)計思想是將操作系統(tǒng)中與硬件直接相關(guān)的部分抽取出來作為一個公共層，稱之為硬件抽象層（HAL）第十三頁，共37頁。1.2網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)概述(ɡàishù)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)與客戶/服務(wù)器模式結(jié)合的微內(nèi)核體系結(jié)構(gòu)與客戶/服務(wù)器模式結(jié)合將操作系統(tǒng)分成兩大部分，一部分是運行在用戶模式并以客戶/服務(wù)器方式(fāngshì)運行的進程；另一部分是運行在內(nèi)核模式的內(nèi)核（即操作系統(tǒng)最基本部分）第十四頁，共37頁。1.2網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)概述(ɡàishù)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)與客戶/服務(wù)器模式結(jié)合的微內(nèi)核體系結(jié)構(gòu)微內(nèi)核體系結(jié)構(gòu)的特點?靈活性和可擴展性?可靠性高?可移植性?支持分布式系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)?現(xiàn)代微內(nèi)核結(jié)構(gòu)操作系統(tǒng)還存在(cúnzài)著許多問題，目前主要用于研究性操作系統(tǒng)第十五頁，共37頁。1.2網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)概述(ɡàishù)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器服務(wù)器是在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中為用戶計算機提供各種服務(wù)的計算機，承擔(dān)網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)的存儲、轉(zhuǎn)發(fā)和發(fā)布等關(guān)鍵任務(wù)，是網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的基礎(chǔ)和核心從硬件上看服務(wù)器通常(tōngcháng)是較大的系統(tǒng)，主要具備以下特性附加的存儲器用來支持多任務(wù)附加的磁盤空間用來存儲共享文件，或作為擴展的系統(tǒng)內(nèi)存額外的擴展槽用于連接打印機和各種網(wǎng)絡(luò)接口等共享設(shè)備在多處理器服務(wù)器上，附加的CPU用于提高處理能力采用冗余技術(shù)加入附加的硬件，建立容錯系統(tǒng)，提高系統(tǒng)的可靠性和可用性從軟件上看服務(wù)器上的操作系統(tǒng)必須比客戶端的操作系統(tǒng)具有更好的性能，支持多用戶、多任務(wù)第十六頁，共37頁。Windows操作系統(tǒng)的特性第三十一頁，共37頁。4Linux內(nèi)核(nèihé)體系結(jié)構(gòu)采用微內(nèi)核體系結(jié)構(gòu)，將對象分為用戶模式層和內(nèi)核模式層基本的設(shè)計思想是將操作系統(tǒng)中與硬件直接相關(guān)的部分抽取出來作為一個公共層，稱之為硬件抽象層（HAL）內(nèi)核虛擬內(nèi)存(nèicún)管理器高層錯誤不會影響到低層2網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)概述(ɡàishù)Linux操作系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)第三十一頁，共37頁。提供可選的類Windows圖形界面4Linux內(nèi)核(nèihé)體系結(jié)構(gòu)Netware是基于客戶機/服務(wù)器模式的多用戶多任務(wù)操作系統(tǒng)。與客戶/服務(wù)器模式結(jié)合(jiéhé)的微內(nèi)核體系結(jié)構(gòu)2網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)概述(ɡàishù)第三十五頁，共37頁。1.3常用(chánɡyònɡ)的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)NetwareNetware是基于客戶機/服務(wù)器模式的多用戶多任務(wù)操作系統(tǒng)。Netware軟件分兩部分Netwareshell（工作站外殼）——安裝在工作站（客戶機）文件服務(wù)器——安裝在服務(wù)器上NetWare具有強大的文件及打印服務(wù)能力、良好的兼容性及系統(tǒng)容錯(rónɡcuò)能力和比較完備的安全措施第十七頁，共37頁。1.3常用(chánɡyònɡ)的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)UNIXUNIX操作系統(tǒng)的發(fā)展UNIX原本是針對小型機主機環(huán)境開發(fā)的操作系統(tǒng)PC的迅速發(fā)展和功能不斷增強導(dǎo)致UNIX的PC版本的開發(fā)UNIX版本多，大多要與硬件相配套代表產(chǎn)品(chǎnpǐn)包括HP-UX、IBMAIX等UNIX操作系統(tǒng)的層次性體系結(jié)構(gòu)第十八頁，共37頁。4Linux內(nèi)核(nèihé)體系結(jié)構(gòu)2000年推出Windows2000Server位于低層的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備驅(qū)動程序在多處理器服務(wù)器上，附加的CPU用于提高處理能力在多處理器服務(wù)器上，附加的CPU用于提高處理能力Windows操作系統(tǒng)的特性3常用(chánɡyònɡ)的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)具有(jùyǒu)通常操作系統(tǒng)的功能附加的存儲器用來支持多任務(wù)附加的磁盤空間用來存儲共享文件，或作為擴展的系統(tǒng)內(nèi)存ext2/3多重索引(suǒyǐn)結(jié)構(gòu)2網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)概述(ɡàishù)物理內(nèi)存(nèicún)管理器使用最低限度的段機制和三級分頁機制進程(jìnchéng)在其生命周期中有多種不同的狀態(tài)單內(nèi)核(nèihé)（monolithickernel）1.3常用(chánɡyònɡ)的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)UNIXUNIX操作系統(tǒng)的特性多用戶、多任務(wù)良好的用戶界面設(shè)備獨立性，將文件、目錄與設(shè)備統(tǒng)一當(dāng)作文件來看待可移植性直接(zhíjiē)支持網(wǎng)絡(luò)功能，支持Internet系統(tǒng)安全性第十九頁，共37頁。1.3常用(chánɡyònɡ)的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)LinuxLinux操作系統(tǒng)的發(fā)展Linux是一套在GNU公共許可權(quán)限下免費獲得的自由軟件從技術(shù)上說，Linux是一個內(nèi)核一些組織將Linux內(nèi)核、源碼以及相關(guān)應(yīng)用軟件集成為(chéngwéi)完整的操作系統(tǒng)1991年10月正式宣布Linux內(nèi)核系統(tǒng)的誕生1994年Linux第一個正式版本發(fā)布Linux版本有RedHat、Slackware、Debian、SuSE、UbuntuLinux操作系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)第二十頁，共37頁。1.3常用(chánɡyònɡ)的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)LinuxLinux操作系統(tǒng)的特性可以(kěyǐ)自由、免費使用開放性具有良好的性能、完善的功能、超強的穩(wěn)定性和可靠性，適合需要連續(xù)運行的服務(wù)器系統(tǒng)可以(kěyǐ)進行內(nèi)核定制支持多種硬件平臺，包括PC、筆記本、工作站，甚至大型機完善的網(wǎng)絡(luò)支持可靠的系統(tǒng)安全提供可選的類Windows圖形界面設(shè)備獨立性良好的可移植性第二十一頁，共37頁。1.3常用(chánɡyònɡ)的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)WindowsWindows操作系統(tǒng)的發(fā)展1993年5月推出1994年9月推出1996年7月推出2000年推出Windows2000Server2003年推出WindowsServer2003年3月推出WindowsServerWindows操作系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)采用微內(nèi)核體系結(jié)構(gòu)，將對象分為用戶模式層和內(nèi)核模式層用戶模式層由一組組件（子系統(tǒng)）構(gòu)成，將與內(nèi)核模式組件有關(guān)的必要信息與其最終用戶和應(yīng)用程序隔離開來內(nèi)核模式層有權(quán)訪問系統(tǒng)數(shù)據(jù)和硬件，能直接訪問內(nèi)存(nèicún)，并在被保護的內(nèi)存(nèicún)區(qū)域中執(zhí)行第二十二頁，共37頁。1.3常用(chánɡyònɡ)的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)WindowsWindows操作系統(tǒng)的特性統(tǒng)一的圖形窗口界面和操作方法易用性和兼容性支持多任務(wù)多窗口先進的內(nèi)存管理(guǎnlǐ)數(shù)據(jù)共享具有豐富的應(yīng)用程序內(nèi)置網(wǎng)絡(luò)和通信功能支持多媒體技術(shù)第二十三頁，共37頁。1.3常用(chánɡyònɡ)的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的選擇安全性和可靠性可操作性可集成性可擴展性可定制應(yīng)用和開發(fā)支持選擇建議Windows易于管理和實現(xiàn)各種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)UNIX以其高效、穩(wěn)定的特點適用于運行任務(wù)(rènwu)重大的應(yīng)用程序的平臺Linux作為UNIX的一個變種，是實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵性應(yīng)用的理想選擇第二十四頁，共37頁。1.4Linux內(nèi)核(nèihé)體系結(jié)構(gòu)Linux系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)分層設(shè)計每層只能(zhīnénɡ)與它相鄰的層通信層次間具有從上到下的依賴關(guān)系4個層次第二十五頁，共37頁。1.4Linux內(nèi)核(nèihé)體系結(jié)構(gòu)Linux內(nèi)核(nèihé)結(jié)構(gòu)第二十六頁，共37頁。1.4Linux內(nèi)核(nèihé)體系結(jié)構(gòu)Linux內(nèi)核模塊第二十七頁，共37頁。1.4Linux內(nèi)核(nèihé)體系結(jié)構(gòu)進程(jìnchéng)管理進程(jìnchéng)狀態(tài)及其變化進程(jìnchéng)在其生命周期中有多種不同的狀態(tài)第二十八頁，共37頁。1.4Linux內(nèi)核(nèihé)體系結(jié)構(gòu)進程管理(guǎnlǐ)進程的模式內(nèi)核模式用戶模式進程的類型系統(tǒng)進程用戶進程第二十九頁，共37頁。1.4Linux內(nèi)核(nèihé)體系結(jié)構(gòu)進程管理進程控制各個進程構(gòu)成樹狀的進程族系進程0是以后所有進程的祖先父進程創(chuàng)建子進程之后(zhīhòu)，通常等待子進程運行終止進程調(diào)度進程調(diào)度機制主要涉及調(diào)度方式、調(diào)度時機和調(diào)度策略實時進程具有較高級別的優(yōu)先權(quán)Linux線程Linux系統(tǒng)支持內(nèi)核空間的多線程Linux內(nèi)核不需要區(qū)分進程和線程，它采用同樣的管理機制第三十頁，共37頁。1.4Linux內(nèi)核(nèihé)體系結(jié)構(gòu)進程間通信機制信號機制信號也是一種用戶進程之間通信和同步的機制管道文件(wénjiàn)管道可以實現(xiàn)單向的字節(jié)流傳輸管道機制可避免利用文件(wénjiàn)傳遞大量數(shù)據(jù)而造成空間時間上浪費SystemV進程間通信機制消息隊列共享內(nèi)存信號量第三十一頁，共37頁。1.4Linux內(nèi)核(nèihé)體系結(jié)構(gòu)文件系統(tǒng)ext2/3文件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)(jiégòu)第三十二頁，共37頁。1.4Linux內(nèi)核(nèihé)體系結(jié)構(gòu)文件系統(tǒng)ext2/3多重索引(suǒyǐn)結(jié)構(gòu)第三十三頁，共37頁。1.4Linux內(nèi)核(nèihé)體系結(jié)構(gòu)文件系統(tǒng)