[科普中国]-网上操作系统-

概念

网上操作系统又称“网络操作系统”。计算机网络可以定义为一些互连的自主计算机系统的集合。所谓自主计算机是指计算机具有独立处理能力，而互连则表示计算机之间能够实现通信和相互合作。按网络所覆盖的地理范围大小可把计算机网络分成广域网（Wide Area Network，缩写为WAN）和局域网（Local Area Network，缩写为LAN）2类。

早期的网络操作系统（Network Operating System，缩写为NOS）实际上是在原自主计算机操作系统之上附加上具有实现网络访问功能的模块，因此通常将网络操作系统定义为：网络操作系统是使网络上各计算机方便而有效地共享网络资源，为网络用户提供所需各种服务的软件和有关规程的集合。

工作原理网络操作系统的功能网络操作系统应具有下述的功能：

（1）高效、可靠的网络通信。

（2）对网络中共享资源（在LAN中有硬盘、打印机等）有效的管理。

（3）提供电子邮件、文件传输、共享硬盘、打印机等服务。

（4）网络安全管理。

（5）提供互操作能力。

网络操作系统的模式网络操作系统具有以下2种工作模式：

（1）客户/服务器（Client/Server，缩写为C/S）模式

C/S模式是流行的网络工作模式，它具有分布处理和集中控制的特征。这种模式网络可分为以下2类：

1、服务器：它是网络的控制中心，其任务是向客户提供1种或多种服务。服务器可有多种类型，如提供文件/打印服务的文件服务器，提供数据库服务的数据库服务器等。在服务器中包含大量的服务支持软件。

2、客户：这是用于本地处理和访问服务器的站点，在客户中包含本地处理软件和访问服务器上服务程序的软件接口。

（2）对等（peer-to-peer）模式

采用这种模式的操作系统网络中，各个站点是对等的。每个站点既可作为客户去访问其他站点，又可作为服务器向其他站点提供服务，在网络中既无服务处理中心，也无控制中心，或者说，网络的服务和控制功能分布在各个站点上。可见该模式具有分布处理及分布控制的特征。1

现代操作系统的特点现代操作系统的特点是内装网络，即把网络功能包含到操作系统的内核中，作为操作系统核心功能的一个组成部分。Microsoft公司的Windows NT，AT&T公司的UNIX System V、Sun公司的Sun OS、HP公司的HP/OX、IBM公司的AIX、Linux等都已把TCP/IP网络功能包含在内核中。

Windows NT把网络功能作为该系统执行体的I/O系统的一部分。NT的I/O系统包含5部分：I/O管理程序、文件系统、缓冲存储管理系统、设备驱动程序、网络驱动程序。

NT的内装网络是这样工作的：首先用户软件（例如Win32 I/O API）通过调用本机NT I/O服务子程序发出I/O请求（如向对方写盘），于是I/O管理程序为它创建一个I/O请求包（IRP），并将请求传送给文件系统的驱动程序之一——Windows NT重定向程序。重定向程序将请求包提高给传输驱动程序，传输驱动程序处理请求包，并将其放在网络上。这样当请求到达Windows NT的目的地时，由传输驱动程序接收并复制数据到缓冲区，然后调用文件驱动程序，发送I/O命令写盘。2

网络操作系统的特征网络操作系统具有操作系统的基本特征，如并发性，包括多任务、多进程、多线程；共享性，包括资源的互斥访问，同时访问；虚拟性，把一个物理上的对象变成多个逻辑意义的对象。网络操作系统也具有以下特征。

硬件独立性网络操作系统应独立于具体的硬件平台，支持多平台，即系统应该可以运行于各种硬件平台之上。如既可以运行于基于x86的Intel系统，还可以运行于基于RISC精简指令集的系统，如DEC Alpha、MIPS R4000等。用户作系统迁移时，可以直接将基于Intel系统的机器平滑转移到RISC系列主机上，不必修改系统。为此微软公司提出了HAL（硬件抽象层）的概念。HAL与具体的硬件平台无关，改变硬件平台，无须作别的变动，只要改换其HAL，系统就可以作平稳转换。

网络特性能够连接不同的网络，提供必要的网络连接支持；能够支持各种的网络协议和网络服务；具有网络管理的工具软件，能够方便地完成网络的管理。

有很高的安全性能够进行系统安全性保护和各类的存取权限控制；能够对用户资源进行控制，提供用户对网络的访问方法。

当然，网络操作系统还具有可移植性和可集成性。在多用户环境下，网络操作系统给应用程序及其数据文件提供了足够的、标准化的保护。在多进程系统中，为了避免两个进程并行处理所带来的问题，可以采用多线程的处理方式。抢先式多任务就是操作系统不专门等待某一线程完成后，再将系统控制交给其他线程，而是主动将系统控制交给首先申请得到系统资源的其他线程，这样使得系统具有更好的操作性能。另外，支持SMP（对称多处理器）技术也是对现代网络操作系统的基本要求。3