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摘要：本文介紹了局域網(wǎng)操作系統(tǒng)的分類，組成，目前主流局域網(wǎng)操作系統(tǒng)Linux,Netware,WindowsNT。

關鍵詞：局域網(wǎng)操作系統(tǒng)LinuxNetwareWindowsNT

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

KeyWords:NOSLinuxNetwareWindowsNT

1引言

網(wǎng)絡操作系統(tǒng)（NOS）是向連入網(wǎng)絡的一組計算機用戶提供各種服務的一種操作系統(tǒng)。圖1示出了管理單臺計算機資源的一種程序的操作系統(tǒng)。

圖1操作系統(tǒng)的結構

在這種單機方式下，可管理的資源有：

•本地文件系統(tǒng)；

•計算機的存儲器；

•加載和執(zhí)行應用程序；

•對所連的外部設備進行輸入／輸出；

•在多個應用程序間進行CPU調(diào)度。

網(wǎng)絡操作系統(tǒng)（NOS）與操作系統(tǒng)的不同在于它們提供的服務有差別。一般來說，NOS偏重于將“與網(wǎng)絡活動相關的特性加以優(yōu)化，即經(jīng)過網(wǎng)絡來管理諸如共享數(shù)據(jù)文件、軟件應用和外部設備之類的資源，而操作系統(tǒng)（OS）則偏重于優(yōu)化用戶與系統(tǒng)的接口以及在其上面運行的應用。因此，NOS可定義為經(jīng)整個網(wǎng)絡管理資源的一種程序，如圖2所示。

圖2網(wǎng)絡操作系統(tǒng)的結構

NOS管理的資源有：

•由其它工作站訪問的文件系統(tǒng)；

•在NOS上運行的計算機的存儲器；

•加載和執(zhí)行共享應用程序；

•對共享網(wǎng)絡設備的輸入／輸出；

•在NOS進程之間的CPU凋度。

2網(wǎng)絡操作系統(tǒng)的分類

構筑計算機網(wǎng)絡的基本目的是共享資源。根據(jù)共享資源的方式不同，NOS分為兩種不同的機制。如果NOS軟件相等地分布在網(wǎng)絡上的所有節(jié)點，這種機制下的NOS稱之為對等式網(wǎng)絡操作系統(tǒng)；如果NOS的主要部分駐留在中心節(jié)點，則稱為集中式NOS。集中式NOS下的中心節(jié)點稱為服務器，使用由中心節(jié)點所管理資源的應用稱為客戶。因此，集中式NOS下的運行機制就是人們平常所謂的“客戶／服務器”方式。因為客戶軟件運行在工作站上，所以人們有時將工作站稱為客戶。其實只有使用服務的應用才能稱為客戶，向應用提供服務的應用或系統(tǒng)軟件才能稱為服務器。

3網(wǎng)絡操作系統(tǒng)的組成

一種開放式的網(wǎng)絡操作系統(tǒng)必須符合國際上公認的標準。其中，對網(wǎng)絡發(fā)展影響最大的標準首屬開放系統(tǒng)互連（OSI）。在LAN條件下，NOS只涉及OSI參考模型的第3到第7層，第1層和第2層在網(wǎng)板或網(wǎng)絡設備上以固件形式實現(xiàn)，如圖3所示。

圖3OSI模型與NOS模型的對比

NOS由網(wǎng)絡驅(qū)動程序、子網(wǎng)協(xié)議和應用層協(xié)議等3個方面組成。NOS通過網(wǎng)絡驅(qū)動程序與LAN硬件通信，因此它是作為網(wǎng)卡和子網(wǎng)協(xié)議間的聯(lián)系體來工作的。子網(wǎng)協(xié)議是經(jīng)過網(wǎng)絡發(fā)送應用和系統(tǒng)管理信息所必須的通信協(xié)議。應用層協(xié)議則與子網(wǎng)協(xié)議進行通信，并實現(xiàn)NOS對網(wǎng)絡用戶的服務。

3.1網(wǎng)絡驅(qū)動程序

網(wǎng)絡驅(qū)動程序涉及OSI的第2層和第3層，是網(wǎng)卡和高層協(xié)議間的橋梁或接口。網(wǎng)絡驅(qū)動程序把網(wǎng)卡如何對來自和發(fā)往高層的包所使用的方法進行了屏蔽，使高層不必了解收發(fā)操作的復雜性，而網(wǎng)絡驅(qū)動程序本身則必須對網(wǎng)卡的操作有詳細的了解，如網(wǎng)卡上的各種控制寄存器和狀態(tài)寄存器，DMA和I/O端口等。符合LAN標準的網(wǎng)卡，盡管廠商不同，但因為是按照同一標準所生產(chǎn)的，所以必定能夠通過LAN進行通信。例如，中斷請求IRQ，DMA和I/O端口盡管有不同的分配，但不會影響通信。由于對標準的具體實現(xiàn)不同，網(wǎng)絡驅(qū)動程序也就不同。正因為這樣，網(wǎng)絡集成商對所使用的網(wǎng)卡必須選擇配對的驅(qū)動程序，并將所用的網(wǎng)絡驅(qū)動程序同NOS集成到一起。

3.2子網(wǎng)協(xié)議

子網(wǎng)協(xié)議涉及OSI參考模型的第3層、第4層和第5層。第3層（網(wǎng)絡層）建立在數(shù)據(jù)鏈路層提供的點到點連接上。網(wǎng)絡層的主要任務是如何對通信量進行路由選擇，并提供擁塞和流量控制。網(wǎng)絡層的一項重要服務是提供統(tǒng)一的網(wǎng)絡尋址方法，以便令牌環(huán)和Ethernet網(wǎng)絡能理解。在Novell的Netware環(huán)境下，尋址功能由IPX（網(wǎng)際包交換）來提供，它在功能上相應于OSI的網(wǎng)絡層。

傳輸層可對網(wǎng)絡層提供的服務進行提高，能確保可靠的數(shù)據(jù)交付。它借該層具有的校驗機制保證了端到端的數(shù)據(jù)完整。如果低層服務質(zhì)量不能滿足用戶要求，運輸層可以彌補。在這種意義下，傳輸層具有緩沖作用。該層的功能在SPX或PXP實現(xiàn)。

會話層提供有序的會話服務，如在會話上可提供會話控制，權標管理和活動管理。會話控制是指對使用全工方式還是半雙工方式進行控制。有些協(xié)議，一次只允許會話一方進行關鍵操作。因此，必須提供一種機制，用以防止雙方同時進行這種操作。這就需要控制。實現(xiàn)這種控制的一種方法就是所謂權標。持有權標的一方可進行此操作。確定哪一方保持權標，權標在雙方間如何交接便稱為權標管理。

為說明活動管理的概念，不妨舉一個極端的例子。如果一個人在兩臺機器間進行文件傳送，但網(wǎng)絡每30min出現(xiàn)一次故障，那么，這種文件傳送任務永遠不能完成。其原因是，一旦網(wǎng)絡出現(xiàn)故障，你就得放棄傳輸，并必須重新啟動。要避免這一向題出現(xiàn)，可將整個文件傳送作為一個活動，并將校驗點插到數(shù)據(jù)流中。如果網(wǎng)絡出現(xiàn)故障，可同步到前一個校驗點，不必重新從頭開始，因而即使每30min出現(xiàn)一次故障，也可將文件傳送完成。這種操作便稱之為活動管理。

在多數(shù)情況下，第5層的協(xié)議是不需要的。因為通過使用NetBIOS協(xié)議便可實現(xiàn)第5層的功能。子網(wǎng)協(xié)議及其與OSI的關系如圖4所示。圖中，IPX是網(wǎng)際包交換協(xié)議;SPX是順序包交換協(xié)議；PXP是包交換協(xié)議。這3種協(xié)議來引自Xerox公司的XNS（Xerox網(wǎng)絡標準）協(xié)議。

3.3應用層協(xié)議

應用層協(xié)議最重要的是Netware提供的NCP（NetwareCoreProeocol）。應該指出，有些資料將NCP看成是OSI第5層和第6層的功能，這是不對的。正確的是NCP完全是第7層的功能。NCP作為應用層的協(xié)議，提供了下述主要功能：

•在不同方式下打開文件；

•關閉打開的文件；

•從打開的文件讀取數(shù)據(jù)塊；

•將數(shù)據(jù)塊寫入打開的文件；

•獲取目錄項表；

•處理服務器數(shù)據(jù)庫；

•提供高級連接服務；

•提供同步操作。

從NCP提供的上述主要功能可以看出，NCP是屬于服務協(xié)議，用以控制客戶站和服務器間的交互作用。對此，NCP要在工作站和服務器間建立連接，并在服務器和客戶站間傳送請求和響應。當應用程序請求網(wǎng)絡資源時，該請求便置于NCP報文中，并發(fā)送到服務器進行處理。如果服務器能服務該請求，響應報文再次置于NCP包中并返回到請求的客戶。NCP允許客戶請求范圍廣泛的網(wǎng)絡服務，如文件、打印和命名管理。通過使用NCP，客戶工作站能透明訪問磁盤驅(qū)動器、打印機和其它資源猶如在本地一樣

4Novell局域網(wǎng)時代的引路人

80年代初，隨著IBMPC的問世，PC時代到來了。但當時的PC，由于外部存儲設備及其昂貴，配置普遍不高。因此，人們普遍需要一種能夠提供“共享文件存取”和“打印”功能的服務器，使多臺PC可以通過局域網(wǎng)同文件服務器聯(lián)接起來，共享大硬盤和打印機。

1983年，伴隨著Novell公司的面世，NetWare局域網(wǎng)操作系統(tǒng)出現(xiàn)了，上述的問題和需要在NetWare面前迎刃而解。雖然同期出現(xiàn)的局域網(wǎng)操作系統(tǒng)還有3Com的3[＋]、IBM的PCLAN以及Banyan公司的Vines等，但NetWare以其獨特的設計思想、優(yōu)秀的性能和良好的用戶界面在競爭中勝出。在中國，直到90年代初，NetWare還幾乎是局域網(wǎng)操作系統(tǒng)的代名詞，其NetWare3.12、4.11兩個版本得以廣泛使用。

時至今日，在局域網(wǎng)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網(wǎng)卡，因NetWare的流行而被廣泛使用，不僅Novell，而且還有不少小公司因生產(chǎn)或銷售NE2000兼容網(wǎng)卡而“發(fā)了一筆”。

在與1993年問世的微軟WindowsNTServer及后續(xù)版本的競爭中，NetWare在用做數(shù)據(jù)庫等應用服務器時的性能也有相當提升。而Novell的NDS目錄服務及后來的基于Internet的E－Directory目錄服務，反而成為了NetWare中最有特色的功能而受到業(yè)界的贊許。與之相應，Novell對NetWare的認識也由最早的NOS（局域網(wǎng)操作系統(tǒng)），變?yōu)榭蛻魴C/服務器架構服務器，再到Internet應用服務器。1998年9月14日，NetWare5.0，把TCP/IP協(xié)議做為基礎協(xié)議，且將NDS目錄服務從操作系統(tǒng)中分離出來，更好地支持跨平臺。

但現(xiàn)在，由于Linux,Unix,Windows系列在市場中激烈競爭，Netware的市場份額并不大，現(xiàn)已申請破產(chǎn)保護。

5Linux

Linux操作系統(tǒng)是芬蘭大學生林納斯．托瓦茲根據(jù)Unix操作系統(tǒng)向微機移植開發(fā)的網(wǎng)絡操作系統(tǒng)，是自由軟件運動重大的技術成果。近幾年來，Linux發(fā)展很快，已經(jīng)能與Unix和Microsoft鼎足三份天下，而其發(fā)展的速度已遠遠超過微軟。

Linux是和Unix很相似的一種操作系統(tǒng)，具有Unix的全部特征，并和Posix兼容。它是一個真正的多用戶多任務操作系統(tǒng)，是一個優(yōu)秀的應用軟件開發(fā)平臺。在Intranet和Intenet應用中占有明顯的優(yōu)勢，可無償取用，任意修改。

Linux具有如下優(yōu)點：

功能強大，運行穩(wěn)定，配置靈活，不僅具有Unix的全部功能，并且也具有其他操作系統(tǒng)的功能；

聯(lián)網(wǎng)功能強大，能和多種機種聯(lián)網(wǎng)。在相同條件下（包括多處理功能），它比WindowsNT,Novell和大多數(shù)Unix系統(tǒng)的性能更卓越。在各種條件下，都能可靠的服務，支持所有的通用的Internet協(xié)議，包括E-mail,Gopher,Telnet,Web,FTP等。對Dos,Windows,Novell,OS/2等系統(tǒng)，它也可以做到無縫支持，只要16MB,甚至更少的空間，Linux就能實現(xiàn)一切，簡單，緊密的融合到用戶的局域網(wǎng)中去；

安全可靠，節(jié)省資金；

安裝容易；

由于它是一套自由軟件，用戶可無償?shù)氐玫剿捌湓创a，可以無償?shù)墨@得大量應用程序，可任意修改和補充。

Linux在服務器方面已經(jīng)遠遠非常成熟，在高負荷地情況下，Linux地穩(wěn)定性比WindowsNT要好很多，完全可以替代Unix和WindowsNT。

6WindowsNT

WindowsNTServer是一個功能十分強大的網(wǎng)絡操作系統(tǒng)，能安全、簡便地運行幾乎所有較新版的大眾化軟件，WindowsNT還支持多處理器操作，對網(wǎng)絡提供了更高的可擴展性，為耗費內(nèi)存較多的應用程序提供更多的內(nèi)存。WindowsNT目前常用版本為4.0和5.0。WindowsNT5.0即Windows2000，它結合了Windows98和WindowsNT4.0的很多優(yōu)良的功能/性能與一身，超越了WindowsNT的原來含義。

Windows2000系列分成四個產(chǎn)品：

Windows2000Professional,Windows2000Server,Windows2000AdvancedServer,Windows2000DatacenterServer。Windows2000Professional是一個商業(yè)用戶的桌面操作系統(tǒng)，也適合移動用戶，是WindowsNTWorkstation4.0的升級。Windows2000Server和AdvancedServer分別是WindowsNTServer4.0及其企業(yè)版的升級產(chǎn)品。Windows2000DatacenterServer是一個新的品種，主要通過OEM的方式銷售，是，支持32個以上的CPU和64GB的內(nèi)存，以及4個節(jié)點的集群服務。微軟即將推出最新版本W(wǎng)indows2003Server,在功能上會更強大。

7結語

網(wǎng)絡操作系統(tǒng)(NOS)是用戶和計算機網(wǎng)絡之間的接口，網(wǎng)絡用戶通過網(wǎng)絡操作系統(tǒng)請求網(wǎng)絡服務。網(wǎng)絡操作系統(tǒng)是軟件平臺的核心，可稱為操作平臺。NOS的功能和性能，在很大程度上決定了網(wǎng)絡的整體水平，同時也大體上決定了應用及技術的發(fā)展方向。

參考文獻：

封富君，李俊山，Linux與自由軟件，現(xiàn)代計算機，161期