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ID：Computer-network
计算机操作系统是最靠近硬件的低层软件。操作系统是控制和管理计算机硬件和软件资源、合理组织计算机工作流程并方便用户使用的程序集合，是计算机和用户之间的接口。
网络操作系统是网络用户和计算机网络的接口，管理计算机的硬件和软件资源，如网卡、网络打印机、大容量外存等，为用户提供文件共享、打印共享等各种网络服务以及电子邮件、WWW等专项服务。早期的网络操作系统功能比较简单，仅提供了基本的数据通信、文件和打印服务以及一些安全性特征。但随着网络的不断发展，现代网络操作系统的功能不断扩展，性能也大幅度提高，并出现了多种具有代表性的高性能网络操作系统。如今的网络操作系统市场可谓“百花齐放，百家争鸣”。
1、网络操作系统的基本概念
（1）网络操作系统的定义
操作系统（Operating System，OS）是计算机软件系统中的重要组成部分，是计算机与用户之间的接口。单机的操作系统必须能实现以下两个基本功能。
● 合理组织计算机的工作流程，有效管理系统各类软、硬件资源。
● 为用户提供各种简便有效的访问本机资源的手段。
为了实现上述功能，程序设计员需要在操作系统中建立各种进程，编制不同的功能模块，按层次结构将功能模块有机地组织起来，以完成处理器管理、作业管理、存储管理、文件管理和设备管理等功能。但是，单机操作系统只能为本地用户使用本机资源提供服务，不能满足开放网络环境的要求。如果用户的计算机已连接到一个局域网中，但是没有安装网络操作系统，那么这台计算机也不可能提供任何网络服务功能。对于联网的计算机系统，不仅要为使用本地资源和网络资源的用户提供服务，还要为远程网络用户提供资源服务。因此网络操作系统的基本任务是：屏蔽本地资源与网络资源的差异性，为用户提供各种基本网络服务功能，完成网络共享系统资源的管理，并提供网络操作系统的E-mail服务等。
通常将网络操作系统（Network Operating System，NOS）定义为：使网络上各计算机能够方便、有效地共享网络资源并为网络用户提供所需的各种服务的软件与协议的集合。
NOS与一般单机OS的不同在于提供的服务有差别。一般来说，网络操作系统偏重于将“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。单机操作系统则偏重于优化用户与系统的接口，以及在其上面运行的各种应用程序。因此，网络操作系统实质上是管理整个网络资源的一种程序。
网络操作系统管理的资源有工作站访问的文件系统、在网络操作系统上运行的各种共享应用程序、共享网络设备的输入/输出信息、网络操作系统进程间的CPU调度等。
（2）网络操作系统的特点
网络操作系统除了具有一般操作系统的特征外，还具有自己的特点。一个典型的网络操作系统一般具有以下特点。
1）与硬件系统无关。网络操作系统可以在不同的网络硬件上运行。以网络中最常用的联网设备网卡来说，一般网络操作系统都支持多种类型的网络接口卡，如D-Link、3Com、Intel以及其他厂家的以太网卡或令牌环网卡等。不同的硬件设备可以构成不同的拓扑结构，如星形、环形、总线形或网状形，网络操作系统应独立于网络的拓扑结构。
然而，任何一种网络操作系统都不可能支持所有的联网硬件，从而对联网硬件的支持能力也就成了选择网络操作系统时需要考虑的一个重要因素。
2）多用户支持。网络操作系统应能同时支持多个用户对网络的访问。在多用户环境下，网络操作系统给应用程序以及数据文件提供了足够的、标准化的保护。网络操作系统能够支持多用户共享网络资源，包括磁盘处理、打印机处理、网络通信处理等面向用户的处理程序和多用户的系统核心调度程序。
3）网络管理。支持网络实用程序及其管理功能，如系统备份、安全管理、容错、性能控制等。
4）安全和存取控制。对用户资源进行控制，并提供控制用户对网络访问的方式。
5）用户界面。网络操作系统提供给用户丰富的界面功能，具有多种网络控制方式。
6）路由连接。为了提供网络的互连性，一个功能齐全的网络操作系统可以通过网桥、路由器等网络互连设备将具有相同或不同的网络接口卡及不同协议与不同拓扑结构的网络（包括广域网）连接起来。
7）目录服务。这是一种以单一逻辑的方式访问可能位于全球范围内的所有网络服务和资源的技术。无论用户身在何处，只需通过一次登录就可以访问网络服务和资源。例如，Net Ware提供的NDS（Novell目录服务）等。
8）互操作性。这是网络工业的一种潮流，允许多种操作系统和厂商的产品共享相同的网络电缆系统，并且彼此可以连通访问。例如，Windows NT中提供的Net Ware网关可以方便地访问Net Ware的服务器。
2、网络操作系统的基本功能
不同网络操作系统的功能和特点不尽相同，但是一般来说，网络操作系统都具有以下几个基本功能。
1）文件服务（File Service）。文件服务是网络操作系统操作中最重要、最基本的网络服务。文件服务器以集中的方式管理共享文件，为网络提供完整的数据、文件、目录服务。用户可以根据规定的权限对文件进行建立、打开、删除、读写等操作。
2）数据库服务（Database Service）。随着局域网应用的深入，用户对网络数据库服务的需求也日益增加。客户机/服务器工作模式以数据库管理系统（Database Management System，DBMS）为后援，将数据库操作与应用程序分离开，分别由服务器端数据库和客户端工作站来执行。用户可以使用结构化查询语言（Structured Query Language，SQL）向数据库服务器发出查询请求，由数据库服务器完成查询后再将结果传送给用户。客户机/服务器工作模式优化了网络操作系统的协同操作性能，有效地增强了网络操作系统的服务功能。
3）打印服务（Print Service）。打印服务也是网络操作系统提供的基本网络服务功能。共享打印服务可以通过设置专门的打印服务器来实现，打印服务器也可由文件服务器或工作站兼任。局域网中可以设置一台或多台共享打印机，向网络用户提供远程共享打印服务。打印服务主要实现对用户打印请求的接收、打印格式的说明、打印机的配置、打印队列的管理等功能。
4）信息服务（Message Service）。局域网不仅可以通过存储/转发方式或对等的点对点通信方式向用户提供电子邮件服务，还可以提供文本文件、二进制数据文件的传输服务以及图像、视频、语音等数据的同步传输服务。
5）通信服务（Communication Service）。网络操作系统提供的通信服务主要有工作站与工作站之间的对等通信、工作站与主机之间的通信服务等功能。
6）分布式服务（Distributed Service）。网络操作系统的分布式服务功能将不同地理位置的网络中的资源组织在一个全局性的、可复制的分布式数据库中，网络中的多个服务器均有该数据库的副本。用户在一个工作站上注册便可与多个服务器连接。服务器资源的存放位置对于用户来说是透明的，用户可以通过简单的操作访问大型局域网中的所有资源。
7）网络管理服务（Network Management Service）。网络操作系统提供了丰富的网络管理服务工具，可以提供网络性能分析、网络状态监控、存储管理等多种管理服务。
3、网络操作系统的发展
纵观十多年来的发展，网络操作系统经历了由对等结构向非对等结构演变的过程，如图1所示。
图1 网络操作系统的演变过程
（1）对等结构网络操作系统
对等结构的网络操作系统具有以下特点：所有的联网计算机地位平等，每个计算机上安装的网络操作系统都相同，联网计算机上的资源可相互共享。各联网计算机均可以前、后台方式工作，前台为本地用户提供服务，后台为网络上的其他用户提供服务。对等结构的网络操作系统可以提供硬盘共享、打印机共享、CPU共享、屏幕共享以及电子邮件等服务。
对等结构网络操作系统的优点是：结构简单，网络中任意两个节点均可直接通信。缺点是：每台联网计算机既是服务器又是工作站，节点要承担较重的通信管理、网络资源管理和网络服务管理等工作。对于早期资源较少、处理能力有限的微型计算机来说，要同时承担多项管理任务，势必会降低网络的整体性能。因此，对等结构网络操作系统支持的网络系统一般规模较小。
（2）非对等结构网络操作系统
非对等结构网络操作系统的设计思想是将网络节点分为网络服务器和网络工作站（Workstation）两类。网络服务器采用高配置、高性能的计算机，以集中的方式管理网络中的共享资源，为网络工作站提供服务。而网络工作站一般为配置较低的PC，用以为本地用户和网络用户提供资源服务。
非对等结构网络操作系统的软件也分为两部分：一部分运行在服务器上；另一部分运行在工作站上。安装运行在服务器上的软件是网络操作系统的核心部分，其性能直接决定网络服务功能的强弱。
（3）以共享硬盘服务器为基础的网络操作系统
早期的非对等结构网络操作系统以共享硬盘服务器为基础，向网络工作站用户提供共享硬盘、共享打印机、电子邮件、通信等基本服务功能。这种系统效率低、安全性差，使用也不方便。为了克服这些缺点，人们提出了基于文件服务器的网络操作系统的设计思想。
（4）以共享文件服务为基础的系统
基于文件服务器的网络操作系统由文件服务器软件和工作站软件两部分组成。文件服务器具有分时系统文件管理的全部功能，并可向网络用户提供完善的数据、文件和目录服务。
初期开发的基于文件服务器的网络操作系统属于变形级系统。变形级系统是在原有的单机操作系统的基础上通过增加网络服务功能而构成的。在变形级系统中，作为文件服务器的计算机安装了基于DOS的文件服务器软件。由于对硬盘的存取控制仍通过DOS的BIOS进行，因此在服务器进行大量的读/写操作时会造成网络性能下降。
后期开发的网络操作系统都属于基础级系统。基础级系统是以计算机硬件为基础，根据网络服务的特殊要求，直接利用计算机硬件与少量软件资源专门设计的网络操作系统。基础级系统具有优越的网络性能，能提供很强的网络服务功能，目前大多数局域网操作系统都采用这类系统。
（5）目前常见的网络操作系统
随着计算机网络的飞速发展，在市场上出现了多种网络操作系统，目前较常见的网络操作系统主要包括UNIX、Net Ware、Windows Server，还有发展势头强劲的Linux等。这几大网络操作系统具有许多共同点，同时又各具特色，被广泛应用于各类网络环境中，并都占有一定的市场份额。网络建设者应熟悉这几种网络操作系统的特征及优缺点，并应根据实际的应用情况以及网络使用者的水平层次来选择合适的网络操作系统。
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