网络操作系统概述及架构

一．网络操作系统概述

网络操作系统(Network Operating System)是指能使网络上各个计算机方便而有效地共享网络资源，为用户提供所需的各种服务的操作系统软件。网络系统是由硬件和软件两部分组成，如果用户的计算机已经从物理上连接到一个局域网中，但是没有安装任何网络操作系统，那么该计算机是无法提供任务网络服务功能的。

早期的网络操作系统都是对等结构，在采用这种系统的网络中，所有的连网结点地位平等，安装在每个连网结点的操作系统软件都相同，连网计算机的资源在原则上也都是可以相互共享的，如下图所示。网络中的每台计算机都以前后台方式工作，前台为本地用户提供服务，后台为其他结点的网络用户提供服务，网络中的任何两个结点之间都可以直接实现通信。对等结构的网络操作系统可以提供共享硬盘、共享打印机、电子邮件、共享屏幕与共享CPU 服务。

针对对等网络操作系统的缺点，人们进一步设计了非对等网络操作系统，即将网络中的结点分为工作站和服务器两类。服务器通常采用高配置和高性能的计算机，以集中方式管理网络中的共享资源，并为工作站提供各种服务。工作站一般是配置比较低的计算机，主要用于为本地用户访问本地和网络资源提供服务，如下图所示。

非对等网络操作系统的系统软件分为主从的两部分：一部分运行在服务器上，另一部分运行在工作站上。因为网络服务器集中管理网络资源与服务，所以网络服务器是局域网的逻辑中心。网络服务器上运行网络操作系统的功能与性能，直接决定着网络服务功能的强弱，以及系统的性能与安全性，它是网络操作系统的核心部分。‍

二． 网络操作系统举例

Netware

Netware是NOVELL公司推出的网络操作系统。Netware最重要的特征是基于基本模块设计思想的开放式系统结构。Netware是一个开放的网络服务器平台，可以方便地对其进行扩充。NetWare是具有多任务、多用户的网络操作系统，它的较高版本提供系统容错能力（SFT）。使用开放协议技术（OPT），各种协议的结合使不同类型的工作站可与公共服务器通信。这种技术满足了广大用户在不同种类网络间实现互相通信的需要，实现了各种不同网络的无缝通信，即把各种网络协议紧密地连接起来，可以方便地与各种小型机、中大型机连接通信。NetWare可以不用专用服务器，任何一种PC机均可作为服务器。NetWare服务器对无盘站和游戏的支持较好，常用于教学网和游戏厅。

Linux

Linux是一套免费使用和自由传播的类Unix操作系统，是一个基于POSIX和UNIX的多用户、多任务、支持多线程和多CPU的操作系统。它能运行主要的UNIX工具软件、应用程序和网络协议。它支持32位和64位硬件。Linux继承了Unix以网络为核心的设计思想，是一个性能稳定的多用户网络操作系统。它主要用于基于Intel x86系列CPU的计算机上。这个系统是由全世界各地的成千上万的程序员设计和实现的。其目的是建立不受任何商品化软件的版权制约的、全世界都能自由使用的Unix兼容产品。

Linux以它的高效性和灵活性著称，Linux模块化的设计结构，使得它既能在价格昂贵的工作站上运行，也能够在廉价的PC机上实现全部的Unix特性，具有多任务、多用户的能力。Linux是在GNU公共许可权限下免费获得的，是一个符合POSIX标准的操作系统。Linux操作系统软件包不仅包括完整的Linux操作系统，而且还包括了文本编辑器、高级语言编译器等应用软件。它还包括带有多个窗口管理器的X-Windows图形用户界面，如同我们使用Windows NT一样，允许我们使用窗口、图标和菜单对系统进行操作。

Linux的基本思想有两点：

第一，一切都是文件；

第二，每个软件都有确定的用途。

完全免费

Linux是一款免费的操作系统，用户可以通过网络或其他途径免费获得，并可以任意修改其源代码。这是其他的操作系统所做不到的。正是由于这一点，来自全世界的无数程序员参与了Linux的修改、编写工作，程序员可以根据自己的兴趣和灵感对其进行改变，这让Linux吸收了无数程序员的精华，不断壮大。

完全兼容POSIX 1.0标准

这使得可以在Linux下通过相应的模拟器运行常见的DOS、Windows的程序。这为用户从Windows转到Linux奠定了基础。许多用户在考虑使用Linux时，就想到以前在Windows下常见的程序是否能正常运行，这一点就消除了他们的疑虑。

多用户、多任务

Linux支持多用户，各个用户对于自己的文件设备有自己特殊的权利，保证了各用户之间互不影响。多任务则是现在电脑最主要的一个特点，Linux可以使多个程序同时并独立地运行。

良好的界面

Linux同时具有字符界面和图形界面。在字符界面用户可以通过键盘输入相应的指令来进行操作。它同时也提供了类似Windows图形界面的X-Window系统，用户可以使用鼠标对其进行操作。在X-Window环境中就和在Windows中相似，可以说是一个Linux版的Windows。

丰富的网络功能

Unix是在互联网的基础上繁荣起来的，Linux的网络功能当然不会逊色。它的网络功能和其内核紧密相连，在这方面Linux要优于其他操作系统。在Linux中，用户可以轻松实现网页浏览、文件传输、远程登陆等网络工作。并且可以作为服务器提供WWW、FTP、E-Mail等服务。

可靠的安全、稳定性能

Linux采取了许多安全技术措施，其中有对读、写进行权限控制、审计跟踪、核心授权等技术，这些都为安全提供了保障。Linux由于需要应用到网络服务器，这对稳定性也有比较高的要求，实际上Linux在这方面也十分出色。

支持多种平台

Linux可以运行在多种硬件平台上，如具有x86、680x0、SPARC、Alpha等处理器的平台。此外Linux还是一种嵌入式操作系统，可以运行在掌上电脑、机顶盒或游戏机上。

相关用户

普通用户可以在其权限许可的范围内使用系统资源，而超级用户（用户名为root）不仅可以使用系统中的所有资源而且可以管理系统资源。

工作方式

Linux的工作方式分为字符工作方式和图形工作方式。

内核

Linux是最受欢迎的自由电脑操作系统内核。它是一个用C语言和汇编语言写成，符合POSIX标准的类Unix操作系统。

技术上说Linux是一个内核。“内核”指的是一个提供硬件抽象层、磁盘及文件系统控制、多任务等功能的系统软件。一个内核不是一套完整的操作系统。一套基于Linux内核的完整操作系统叫作Linux操作系统，或是GNU/Linux。

Windows

Windows是微软公司生产的操作系统，是微软公司最主要的产品之一。Windows分为两个分支，桌上版本和服务器版本。

其中，大部分个人电脑都是装在的Windows操作系统，因为其封闭性，操作简单，多是图形化操作，隐藏指令，对用户的技能要求低，可以很容易掌握。目前，常用的版本为Windows XP, Windows 7，最新版本为Windows 8。

另外一个Windows产品的分支为服务器版本，服务器操作系统，一般指的是安装在大型计算机上的操作系统，比如Web服务器、应用服务器和数据库服务器等，是企业IT系统的基础架构平台，也是按应用领域划分的3类操作系统之一（另外2种分别是桌面操作系统和嵌入式操作系统）。同时，服务器操作系统也可以安装在个人电脑上。相比个人版操作系统，在一个具体的网络中，服务器操作系统要承担额外的管理、配置、稳定、安全等功能，处于每个网络中的心脏部位。

目前比较常用的版本为Windows Server 2003, Windows Server 2008, 最新版本为Windows Server 2012。

Windows Server 2012是一套基于Windows 8基础上开发出来的服务器版系统，与以往的版本相比，具有以下特点

网络方面：

1.NIC组提供容错连接两个或多个网络接口。NIC是网络适配器的简称，英文全称为“Network Interface Card”。

2.SMB2.2增加了加密和文件共享和存储资源的可用性改进。

开发人员认为SMB 2.2将允许兼容应用在虚拟化及云环境中交付更快的执行，同时具有更好的扩展性及可靠性。

3.IP地址管理(IPAM)有助于发现，监控，审计和管理网络的IP地址。Windows Servers 2012中的IPAM为IP地址空间以及网络上相应的基础结构服务器提供一个集中管理审核平台。配置成功后，对于DHCP、DNS以及域控制就实现了集中管控。Windows Servers 2012可以实现让用户可以多途径的跟踪IP主机，查找病毒或是相关信息故障的源头。

4.DHCP提供多个服务器之间的故障转移和负载平衡。

Windows Server 2012虚拟化方面：

Hyper-V增加了很多新的功能和更新的功能，可实现扩展的多用户云

存储系统，集群，容错和灾难恢复数据中心之间的虚拟机更容易复制。

虚拟交换机提高更好的多用户支持和安全的网络虚拟化，并扩展可以添加监测功能，转发和过滤数据包。

Windows Server 2012存储方面的改变

1.Windows Server 2012的重复数据删除功能比单一实例存储更高效的原因是因为SIS是在文件级别工作。

2.新的弹性文件系统有更好的文件的完整性，可用性和可扩展性。新文件系统ReFS会被用在Windows Server 2012服务器版本中。在Windows Server 8中，微软将会使用新技术来提高硬件和软件的兼容性，但是这种技术仅仅是为了计算机管理员设计的，所以在Windows 8的客户端版本中不会看到ReFS。

3.存储池，组多个硬盘驱动器，并在它们之间创建虚拟磁盘(存储空间）。

OSX

Mac OS X 是苹果Mac操作系统Mac OS最新版本。Mac OS X 于2001年首次推出。它包含两个主要的部份：Darwin，是以BSD原始码和Mach微核心为基础，类似Unix的开放原始码环境，由苹果电脑采用和与独立开发者协同作进一步的开发；及一个由苹果电脑开发，命名为 Aqua 之有版权的 GUI。Mac OS X Server 亦同时于2001年发售. 架构上来说与工作站(客户端)版本相同，只有在包含的工作群组管理和管理软件工具上有所差异，提供对于关键网络服务的简化存取，像是邮件传输服务器，以及域名服务器(DNS)。同时它也有不同的授权型态。

简单来说，它是Mac OS“版本10”的分支，然而它与早期发布的Mac OS相比，在Mac OS的历史上是倾向独立发展的。 它以Mach内核为基础，加入UNIX的BSD实现，再集成到NeXTSTEP当中（NeXTSTEP为当时史蒂夫·乔布斯（Steve Jobs）于1985年被迫离开苹果后，到NeXT公司所发展的）。

尽管苹果官方声称，Mac OS X只能在使用G3或更高级的微处理器的计算机上运行。但实际上，通过修改，Mac OS X亦能成功安装并运行在较早期的Power PC 604e上；甚至有人通过PearPC模拟器Linux版，在更早期的Centris 650（25MHz）上安装Mac OS X 10.3，只是以此方式安装的Mac OS X，没有多大的实用价值可言。（仅系统自我检测便得花上数天时间）Mac OS X通过提供一种称为Classic的模拟环境，保留了与较旧的Mac OS应用程序的兼容性，允许用户在Mac OS X中把Mac OS 9当作一个程序进程来运行，使大部分旧的应用程序就像在旧的操作系统下运行一样。

推荐阅读：

Windows Server 2012概述及特点

Linux系统的特点及应用

NetWare、AIX、OSX操作系统

标签：操作系统  互联网