局域网实施系统

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摘要：本文介绍了局域网操作系统的分类，组成，目前主流局域网操作系统Linux,Netware,WindowsNT。

关键词：局域网操作系统LinuxNetwareWindowsNT

Abstract:ThispaperintroducestheclassificationandcompositionoftheNOS,brieflyintroducesmainNOSforexample:Linux,Netware,WindowsNT.

KeyWords:NOSLinuxNetwareWindowsNT

1引言

网络操作系统（NOS）是向连入网络的一组计算机用户提供各种服务的一种操作系统。图1示出了管理单台计算机资源的一种程序的操作系统。

图1操作系统的结构

在这种单机方式下，可管理的资源有：

•本地文件系统；

•计算机的存储器；

•加载和执行应用程序；

•对所连的外部设备进行输入／输出；

•在多个应用程序间进行CPU调度。

网络操作系统（NOS）与操作系统的不同在于它们提供的服务有差别。一般来说，NOS偏重于将“与网络活动相关的特性加以优化，即经过网络来管理诸如共享数据文件、软件应用和外部设备之类的资源，而操作系统（OS）则偏重于优化用户与系统的接口以及在其上面运行的应用。因此，NOS可定义为经整个网络管理资源的一种程序，如图2所示。

图2网络操作系统的结构

NOS管理的资源有：

•由其它工作站访问的文件系统；

•在NOS上运行的计算机的存储器；

•加载和执行共享应用程序；

•对共享网络设备的输入／输出；

•在NOS进程之间的CPU凋度。

2网络操作系统的分类

构筑计算机网络的基本目的是共享资源。根据共享资源的方式不同，NOS分为两种不同的机制。如果NOS软件相等地分布在网络上的所有节点，这种机制下的NOS称之为对等式网络操作系统；如果NOS的主要部分驻留在中心节点，则称为集中式NOS。集中式NOS下的中心节点称为服务器，使用由中心节点所管理资源的应用称为客户。因此，集中式NOS下的运行机制就是人们平常所谓的“客户／服务器”方式。因为客户软件运行在工作站上，所以人们有时将工作站称为客户。其实只有使用服务的应用才能称为客户，向应用提供服务的应用或系统软件才能称为服务器。

3网络操作系统的组成

一种开放式的网络操作系统必须符合国际上公认的标准。其中，对网络发展影响最大的标准首属开放系统互连（OSI）。在LAN条件下，NOS只涉及OSI参考模型的第3到第7层，第1层和第2层在网板或网络设备上以固件形式实现，如图3所示。

图3OSI模型与NOS模型的对比

NOS由网络驱动程序、子网协议和应用层协议等3个方面组成。NOS通过网络驱动程序与LAN硬件通信，因此它是作为网卡和子网协议间的联系体来工作的。子网协议是经过网络发送应用和系统管理信息所必须的通信协议。应用层协议则与子网协议进行通信，并实现NOS对网络用户的服务。

3.1网络驱动程序

网络驱动程序涉及OSI的第2层和第3层，是网卡和高层协议间的桥梁或接口。网络驱动程序把网卡如何对来自和发往高层的包所使用的方法进行了屏蔽，使高层不必了解收发操作的复杂性，而网络驱动程序本身则必须对网卡的操作有详细的了解，如网卡上的各种控制寄存器和状态寄存器，DMA和I/O端口等。符合LAN标准的网卡，尽管厂商不同，但因为是按照同一标准所生产的，所以必定能够通过LAN进行通信。例如，中断请求IRQ，DMA和I/O端口尽管有不同的分配，但不会影响通信。由于对标准的具体实现不同，网络驱动程序也就不同。正因为这样，网络集成商对所使用的网卡必须选择配对的驱动程序，并将所用的网络驱动程序同NOS集成到一起。

3.2子网协议

子网协议涉及OSI参考模型的第3层、第4层和第5层。第3层（网络层）建立在数据链路层提供的点到点连接上。网络层的主要任务是如何对通信量进行路由选择，并提供拥塞和流量控制。网络层的一项重要服务是提供统一的网络寻址方法，以便令牌环和Ethernet网络能理解。在Novell的Netware环境下，寻址功能由IPX（网际包交换）来提供，它在功能上相应于OSI的网络层。

传输层可对网络层提供的服务进行提高，能确保可靠的数据交付。它借该层具有的校验机制保证了端到端的数据完整。如果低层服务质量不能满足用户要求，运输层可以弥补。在这种意义下，传输层具有缓冲作用。该层的功能在SPX或PXP实现。

会话层提供有序的会话服务，如在会话上可提供会话控制，权标管理和活动管理。会话控制是指对使用全工方式还是半双工方式进行控制。有些协议，一次只允许会话一方进行关键操作。因此，必须提供一种机制，用以防止双方同时进行这种操作。这就需要控制。实现这种控制的一种方法就是所谓权标。持有权标的一方可进行此操作。确定哪一方保持权标，权标在双方间如何交接便称为权标管理。

为说明活动管理的概念，不妨举一个极端的例子。如果一个人在两台机器间进行文件传送，但网络每30min出现一次故障，那么，这种文件传送任务永远不能完成。其原因是，一旦网络出现故障，你就得放弃传输，并必须重新启动。要避免这一向题出现，可将整个文件传送作为一个活动，并将校验点插到数据流中。如果网络出现故障，可同步到前一个校验点，不必重新从头开始，因而即使每30min出现一次故障，也可将文件传送完成。这种操作便称之为活动管理。

在多数情况下，第5层的协议是不需要的。因为通过使用NetBIOS协议便可实现第5层的功能。子网协议及其与OSI的关系如图4所示。图中，IPX是网际包交换协议;SPX是顺序包交换协议；PXP是包交换协议。这3种协议来引自Xerox公司的XNS（Xerox网络标准）协议。

3.3应用层协议

应用层协议最重要的是Netware提供的NCP（NetwareCoreProeocol）。应该指出，有些资料将NCP看成是OSI第5层和第6层的功能，这是不对的。正确的是NCP完全是第7层的功能。NCP作为应用层的协议，提供了下述主要功能：

•在不同方式下打开文件；

•关闭打开的文件；

•从打开的文件读取数据块；

•将数据块写入打开的文件；

•获取目录项表；

•处理服务器数据库；

•提供高级连接服务；

•提供同步操作。

从NCP提供的上述主要功能可以看出，NCP是属于服务协议，用以控制客户站和服务器间的交互作用。对此，NCP要在工作站和服务器间建立连接，并在服务器和客户站间传送请求和响应。当应用程序请求网络资源时，该请求便置于NCP报文中，并发送到服务器进行处理。如果服务器能服务该请求，响应报文再次置于NCP包中并返回到请求的客户。NCP允许客户请求范围广泛的网络服务，如文件、打印和命名管理。通过使用NCP，客户工作站能透明访问磁盘驱动器、打印机和其它资源犹如在本地一样

4Novell局域网时代的引路人

80年代初，随着IBMPC的问世，PC时代到来了。但当时的PC，由于外部存储设备及其昂贵，配置普遍不高。因此，人们普遍需要一种能够提供“共享文件存取”和“打印”功能的服务器，使多台PC可以通过局域网同文件服务器联接起来，共享大硬盘和打印机。

1983年，伴随着Novell公司的面世，NetWare局域网操作系统出现了，上述的问题和需要在NetWare面前迎刃而解。虽然同期出现的局域网操作系统还有3Com的3[＋]、IBM的PCLAN以及Banyan公司的Vines等，但NetWare以其独特的设计思想、优秀的性能和良好的用户界面在竞争中胜出。在中国，直到90年代初，NetWare还几乎是局域网操作系统的代名词，其NetWare3.12、4.11两个版本得以广泛使用。

时至今日，在局域网文件、打印共享的性能方面，NetWare仍居前列。此外，Novell早年推出的NE2000网卡，因NetWare的流行而被广泛使用，不仅Novell，而且还有不少小公司因生产或销售NE2000兼容网卡而“发了一笔”。

在与1993年问世的微软WindowsNTServer及后续版本的竞争中，NetWare在用做数据库等应用服务器时的性能也有相当提升。而Novell的NDS目录服务及后来的基于Internet的E－Directory目录服务，反而成为了NetWare中最有特色的功能而受到业界的赞许。与之相应，Novell对NetWare的认识也由最早的NOS（局域网操作系统），变为客户机/服务器架构服务器，再到Internet应用服务器。1998年9月14日，NetWare5.0，把TCP/IP协议做为基础协议，且将NDS目录服务从操作系统中分离出来，更好地支持跨平台。

但现在，由于Linux,Unix,Windows系列在市场中激烈竞争，Netware的市场份额并不大，现已申请破产保护。

5Linux

Linux操作系统是芬兰大学生林纳斯．托瓦兹根据Unix操作系统向微机移植开发的网络操作系统，是自由软件运动重大的技术成果。近几年来，Linux发展很快，已经能与Unix和Microsoft鼎足三份天下，而其发展的速度已远远超过微软。

Linux是和Unix很相似的一种操作系统，具有Unix的全部特征，并和Posix兼容。它是一个真正的多用户多任务操作系统，是一个优秀的应用软件开发平台。在Intranet和Intenet应用中占有明显的优势，可无偿取用，任意修改。

Linux具有如下优点：

功能强大，运行稳定，配置灵活，不仅具有Unix的全部功能，并且也具有其他操作系统的功能；

联网功能强大，能和多种机种联网。在相同条件下（包括多处理功能），它比WindowsNT,Novell和大多数Unix系统的性能更卓越。在各种条件下，都能可靠的服务，支持所有的通用的Internet协议，包括E-mail,Gopher,Telnet,Web,FTP等。对Dos,Windows,Novell,OS/2等系统，它也可以做到无缝支持，只要16MB,甚至更少的空间，Linux就能实现一切，简单，紧密的融合到用户的局域网中去；

安全可靠，节省资金；

安装容易；

由于它是一套自由软件，用户可无偿地得到它及其源代码，可以无偿的获得大量应用程序，可任意修改和补充。

Linux在服务器方面已经远远非常成熟，在高负荷地情况下，Linux地稳定性比WindowsNT要好很多，完全可以替代Unix和WindowsNT。

6WindowsNT

WindowsNTServer是一个功能十分强大的网络操作系统，能安全、简便地运行几乎所有较新版的大众化软件，WindowsNT还支持多处理器操作，对网络提供了更高的可扩展性，为耗费内存较多的应用程序提供更多的内存。WindowsNT目前常用版本为4.0和5.0。WindowsNT5.0即Windows2000，它结合了Windows98和WindowsNT4.0的很多优良的功能/性能与一身，超越了WindowsNT的原来含义。

Windows2000系列分成四个产品：

Windows2000Professional,Windows2000Server,Windows2000AdvancedServer,Windows2000DatacenterServer。Windows2000Professional是一个商业用户的桌面操作系统，也适合移动用户，是WindowsNTWorkstation4.0的升级。Windows2000Server和AdvancedServer分别是WindowsNTServer4.0及其企业版的升级产品。Windows2000DatacenterServer是一个新的品种，主要通过OEM的方式销售，是，支持32个以上的CPU和64GB的内存，以及4个节点的集群服务。微软即将推出最新版本Windows2003Server,在功能上会更强大。

7结语

网络操作系统(NOS)是用户和计算机网络之间的接口，网络用户通过网络操作系统请求网络服务。网络操作系统是软件平台的核心，可称为操作平台。NOS的功能和性能，在很大程度上决定了网络的整体水平，同时也大体上决定了应用及技术的发展方向。

参考文献：

封富君，李俊山，Linux与自由软件，现代计算机，161期