浅析网络操作系统

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摘要：该文对网络操作系统的功能、分类及衡量标准进行了阐述，重点对几种主流的网络操作系统进行了详细的分析。

关键词：NOS；Windows 2003 Server；UNIX；LINUX；分析

中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1009-3044(2011)17-4023-03

1 概述

操作系统是为用户程序运行提供服务。当主机联网使用时，该系统就要同网络中更多的系统和用户交往，这个操作系统的功能要扩充，以适应网络环境的需要。网络环境下的操作系统决定了网络上文件传输的方式及文件处理的效率，作为整个网络与用户的界面，是整个网络的核心，既要为本机提供简便、有效地使用网络资源的手段，又要为网络用户使用本机资源提供服务。故网络操作系统(NOS：Netware Operating System) 除了具备一般操作系统应具有的功能模块(如系统核心、设备管理、存储管理、文件系统等) 之外，还要增加一个网络通信模块。该模块由通信接口、中断处理程序以及各级网络协议软件组成。

网络操作系统的功能包括：允许用户访问网络主机中的各种资源；对这种访问进行控制，仅允许授予权用户访问特定的资源；使远程资源的利用同本地资源一样；提供全网络统一的记帐办法；联机提供最近网络说明资料；提供比单机更可靠的操作，尤其当网络由相同主机组成，更为如此。

网络操作系统以命令形式向用户或上层软件提供服务。这些命令分为四类：用户通信命令、作业迁移命令、数据迁移命令、控制命令。

1.1 用户通信命令

用户通信命令支持用户之间、用户对系统、系统对用户的通信以及状态检查。用户间的通信是非常普通，并己成为使用最为广泛的网络功能。用户可以通过QQ、电子邮件、远程登录等进行通信，也可在多个用户之间实现会议对话。

1.2 作业迁移命令

要完成一个算题任务，往往需要进行若干步骤的处理，这些不同的步骤可以放在不同的主机上运行。这样，那些暂时空闲的主机就有事可做，达到平衡网络负载的目的。作业迁移功能最好集中由中央网络控制机制完成。

1.3 数据迁移命令

数据迁移命令支持对住处的远程访问。数据迁移有两种常用的方法。(1)请求访问远地主机中的某一个数据项，该命令传送至远地机房后，在那里得到这个数据项，然后传送回本地主机；(2)请求访问远地主机中的某一个数据项，把含有该数据项的整个文件传送到本地主机，再实现对该数据项的访问操作。第一种方法用于请求频率不高的情况，第二种方法常用于对一个文件的高频度请求但采用第二种方法时一定要注意数据的一致性问题。

1.4 控制命令

控制命令用于对子网的控制，如控制网络和主机间的交互作用。

2 网络操作系统的分类

2.1 对等网络

不用专用服务器，每台工作站都能充当网络服务的请求者和提供者，有绝对的自，可互相交换文件，如用WINDOWS XP 就可以构建一个简单的对等网络。优点:(1) 使用容易，工作站上资源可直接共享；(2) 易安装与维护；(3) 价格便宜；(4) 不需专用服务器。缺点: (1) 数据保密性差；(2) 文件管理分散。

2.2 服务器结构

网络以服务器为中心，严格定义了每个实体的角色，工作站之间必须通过服务器为媒介实现文件传输，所有文件的存取，邮件传递，消息传送均由服务器控制，例如NOVELL 网络系统。优点: (1) 有很好的数据保密管理机制，能按不同需要给予用户不同权限；(2) 文件的安全管理机制比较科学；(3) 可靠性好。缺点: (1) 多用户在同一时间内进行数据处理时，效率会下降；(2) 工作站上的资源不能直接共享；(3) 安装与维护比对等网络困难；(4) 服务器的运算功能没有发挥。

2.3 主从式结构

在此结构中服务端Server 所提供的功能不仅仅是事件、数据体服务，还有计算、通信等能力，工作时由Client 和Server 各自负担一部分计算和通信的功能，至于谁是请示服务的Client 端，谁是服务的Server 端并无一定界限，取决于运行什么软件。优点: (1) 有效使用资源，实现资源提高系统效率；(2) 成本降低：不用配置专用服务器也能实现类似功能；(3) 提高了可靠性；(4) 缩短了响应时间。缺点:管理困难。

3 衡量网络操作系统的标准

3.1 安全性和可靠性

随着计算机技术的成熟与发展，计算机扮演的角色也越来越重要。无纸办公等，人们及企业越来越依靠计算机。无认是黑客还是骇客，都是网络安全的大忌。一个健壮的网络必须具有一定的防病毒及防外界侵入的能力。网络安全性正在受到用户越来越高的重视，对网络而言，可靠性的重要性是不言而喻的，一个成熟的网络操作系统必须是高可靠性的。

3.2 可使用性

主要是指易用性以及易维护性，还包括可管理性。用户购买网络操作系统的目的就是使用。易于使用是对IT 产品的最基本要求。安装的简单性，对硬件平台不作过高的要求。升级安装以及跨平台迁移等，这些都应该比较容易地实现。易维护性对用户来说同样非常重要。现在大家都在强调使用成本，维护成本自然是用户要加以考虑的，也是对产品的重要要求之一。这就涉及到产品系统在设计上的考虑以及方案的可行性等。能够远程维护是解决方法之一，系统对远程维护的支持以及支持的程度都是衡量易维护性的一个指标。可管理性则是系统以及第三方软件对管理的支持。强有力的网络管理功能及公开的接口，可以使第三方开发相关软件以提高系统的竞争力。

3.3 可集成性与可扩展性

可集成性与可扩展性是衡量网络操作系统的又一个重要方面。可集成性就是对硬件及软件的容纳能力。硬件平台无关性对系统来说非常重要。现在任何一个企业都可能有许多种不同的应用，因而具有不同的硬件及软件环境，而网络操作系统作为这些不同环境集成的管理者，尽可能多地管理各种软硬件资料，这是用户对网络操作系统的要求。对TCP/ IP 的支持应当是最基本的要求。对TCP/ IP 的支持程度自然也是衡量网络操作系统的一个主要指标。可扩展性就是对现有系统的扩充的能力。当用户应用的需求增大时，网络处理能力也要随之增加、扩展，这样可以保证用户在早期的投资不至于浪费，为今后发展打基础。

3.4 应用支持与开发支持

对用户来说，购买系统的目的就是使用，所以，系统的应用软件越多，则该系统就越有价值。这要求有愿意为该系统作开发软硬件厂商的支持。良好的开发支持使第三方厂商愿意，也能方便地进行应用开发。有时用户的特殊要求没有现成的产品，这样用户自己开发或请人开发都有便利的条件，这一点很重要。开放的环境，方便的接口以及为用户周到考虑最终将为厂商自己带来好处。

4 几种典型网络操作系统分析

4.1 Windows 2003 Server

Windows 2003 Server是由微软开发的Windows客户机/服务器操作系统，是Netware 网络操作系统的直接竞争对手。早期Windows NT Server 已经发展到5. 0 版本，并更名为Windows 2000 Server，目前在用为Windows 2003 Server。特点如下：

1) 易用性。Windows 2003 Server 具有与Windows 一致的图形化操作界面，系统的管理和维护非常方便。Windows2003 Server 内部还集成了专门的管理向导，创建用户帐号、设置文件访问权限等操作，都能在管理向导的指导下完成，大大降低系统管理的复杂性。

2) 容错性能优越，一个运行于Windows2003 Server 上的错误的应用程序将不会让系统崩溃，应用程序被一个安全防火墙与操作系统分离开来。

3) 采用OS/2作基础，该系统消除MS - DOS 的640KB 存储容量的制约，因而利用OS/2 的高性能文件系统HPFS 实现了对于多任务、虚拟存储和大容量硬盘的支持。

4) Windows 2003 Server 帮助用户方便地构建功能强大的INTERNET/INTRANET服务器。在系统中集成了IIS( Internet Information Server) 功能，企业能够快速高效地在INTERNET/INTARNET上建立WEB 站点。

5) 开放性。Windows 2003 Server 采用独立于处理器的可移植设计，不仅能很好支持INTEL 系列处理器，还可以很好地在ALPHA、Power PC 及MIPS 芯片上运行，具有很好的跨平台能力。

6) 具有较强的安全性和可靠性。Windows NT Server 的安全性达到了美国国防部C2 安全等级。

4.2 UNIX/ XENIX操作系统

UNIX系统在不太长的时间内取得很大成功的根本原因在于UNIX本身的性能和特点:

1) UNIX是一个分时、多用户、多任务的系统，这是UNIX有别于PC - DOS 的根本特征。

2) 内核和核外程序的有机结合。UNIX系统在结构上分成两大层：内核和核外程序，即我们在前边提到的操作系统和实用程序两部分。UNIX的系统特别注意了内核和核外程序的有机结合。内核向核外程序提供了强力的支持；核外程序以内核为基础，充分利用了内核的支持。两者结合起来作为一个整体，向用户提供了各种良好的服务。

3) 良好的用户界面。UNIX向用户提供了两种界面(或称接口) 。一种是用户在终端上通过使用命令和系统进行交互作用的界面，称为用户界面；另一种是面向用户程序的界面，称为系统调用。

UNIX系统的用户界面就是操作系统的外壳shell，它起着命令解释程序和全功能编程语言的双重作用。这种语言并不难学，使用方便、灵活。使用它不仅能提高在系统上进行工作的效率，而且便于扩充系统的功能。UNIX系统的有些实用程序就是后来的用户用shell 语言编写的，系统调用是用户编写程序时可使用的界面。

4) 树形结构的文件系统。UNIX的文件系统是分级树形结构，这一点和PC-DOS相同。但是UNIX文件系统是可装卸，这是PC-DOS所不具有的。它不仅能够扩大文件存储空间，且有利于安全和保密。

5) 文件和设备统一处理。在UNIX系统中，普通的文件、文件的目录表和输入/ 输出设备都是作为文件统一处理的。它们在用户的面前有相同语法和语义，使用相同的保护机制。这样既简化了系统的设计又便于用户使用。

6) 丰富的核外系统程序。UNIX系统的核外部分包含了较丰富的软件开发工具、文本处理程序、高级语言处理程序和系统实用程序。正是这些应用程序大大加强了UNIX的功能，也给它增添了光彩。

7) 系统用C 语言写成，具有良好的可移植性。

4.3 LINUX

LINUX 是一个主要用于IBM PC 及其兼容机平台上的多用户、多任务的操作系统。LINUX是UNIX操作系统的兼容产品，具有UNIX的所有特点。除此之外，由于它是自由软件，所以许多处于开始阶段的INTERNET服务提供商( ISP)，把LINUX用作他们的主操作系统，还有一些公司使用LINUX来装备内联网( INTRANET) 的WEB 服务器。其特点具体如下:

1) LINUX是一个自由软件，人们可以自由地得到LINUX的可执行程序及源代码，并且用户可以按照自己的意愿，对其进行改造，以满足应用方面的特殊需要。

2) 安全可靠性强。因为用户可以自己用源代码来生成可执行程序，不必担心软件中的陷井。

3) LINUX是非商品化产品，不会因软件升级而造成投资的不断增加。

4) 能够相当方便的访问INTERNET。LINUX将网络连接紧密地连在了一起。

5) 具有丰富的实用程序和GNU(通用公共许可证) 应用程序以及它的出色的联网工具。

5 各种网络操作系统的性能比较

综上述，按照衡量网络操作系统优劣标准，根据网络操作系统的特性，可对它们作以下比较:

1) 从用户界面和易用性来看，WINDOWS 2003 SERVER 网络操作系统明显优于其它操作系统。

2) 从网络的开放性来看，LINUX 和UNIX/ XENIX 较之其它的操作系统更具特色，固由其构建的网络操作系统拥有丰富的应用软件。

3) 综合而言，WINDOWS 2003 SERVER 集成了各网络操作系统的特点，它具有最好的可使用性、可集成性与可扩展性，具有最好的应用支持和开发支持。故WINDOWS 2003 SERVER 已成为网络操作系统的首选。

参考文献：

[1] 穆子鲤.网络操作系统市场风云[J].微电脑世界,2007(1):31-38.

[2] 白晓笛.XENIX系统使用入门[M].北京:清华大学出版社,2008.