高校精品系列-Windows01

1、網絡操作系統(tǒng)Windows Server 2003配置與管理第1章 網絡操作系統(tǒng)基礎v操作系統(tǒng)簡介操作系統(tǒng)簡介v網絡操作系統(tǒng)概念網絡操作系統(tǒng)概念v網絡操作系統(tǒng)功能網絡操作系統(tǒng)功能v網絡操作系統(tǒng)工作模式網絡操作系統(tǒng)工作模式v網絡操作系統(tǒng)體系結構網絡操作系統(tǒng)體系結構v主流的網絡操作系統(tǒng)主流的網絡操作系統(tǒng)vWindows Server 2003體系結構體系結構學學 習習 要要 點點1.1 操作系統(tǒng)簡介v 操作系統(tǒng)概念操作系統(tǒng)概念n簡稱簡稱OS，是管理系統(tǒng)資源、控制程序執(zhí)行，改善人機界面，提供各，是管理系統(tǒng)資源、控制程序執(zhí)行，改善人機界面，提供各種服務，合理組織計算機工作流程，為用戶使用計算機提供良好

2、運行種服務，合理組織計算機工作流程，為用戶使用計算機提供良好運行環(huán)境的一種系統(tǒng)軟件。環(huán)境的一種系統(tǒng)軟件。n計算機系統(tǒng)層次結構：計算機系統(tǒng)層次結構：OS為用戶應用程序提供方便統(tǒng)一的調用接口；為用戶應用程序提供方便統(tǒng)一的調用接口；OS負責系統(tǒng)資源的管理。負責系統(tǒng)資源的管理。1.1 操作系統(tǒng)簡介v 操作系統(tǒng)功能操作系統(tǒng)功能n處理器管理處理器管理n存儲管理存儲管理 存儲分配存儲分配 存儲共享存儲共享 地址轉換與存儲保護地址轉換與存儲保護 存儲擴充存儲擴充n設備管理設備管理n文件管理文件管理n網絡與通信管理網絡與通信管理n用戶接口用戶接口1.1 操作系統(tǒng)簡介v 操作系統(tǒng)類型操作系統(tǒng)類型n桌面操作系統(tǒng)桌面

3、操作系統(tǒng)n網絡操作系統(tǒng)網絡操作系統(tǒng) 具有通常操作系統(tǒng)的功能具有通常操作系統(tǒng)的功能 提供高效、可靠的網絡通信能力提供高效、可靠的網絡通信能力 提供多種網絡服務功能提供多種網絡服務功能n分布式操作系統(tǒng)分布式操作系統(tǒng)n嵌入式操作系統(tǒng)嵌入式操作系統(tǒng)1.1 操作系統(tǒng)簡介v 操作系統(tǒng)基本組件操作系統(tǒng)基本組件n內核（內核（Kernel） Windows操作系統(tǒng)內核使用的關鍵文件名包含操作系統(tǒng)內核使用的關鍵文件名包含“kernel”或或“kern” UNIX和和Linux操作系統(tǒng)，內核文件名通常為操作系統(tǒng)，內核文件名通常為“kernel”n用戶界面用戶界面 命令行界面（命令行界面（CLI） 圖形用戶界面（圖形

4、用戶界面（GUI）n文件系統(tǒng)文件系統(tǒng)1.2 網絡操作系統(tǒng)概述v 網絡操作系統(tǒng)概念網絡操作系統(tǒng)概念nNOS是建立在計算機操作系統(tǒng)基礎上，用于管理網絡是建立在計算機操作系統(tǒng)基礎上，用于管理網絡通信和共享資源，協(xié)調各主機上任務的運行，并向用通信和共享資源，協(xié)調各主機上任務的運行，并向用戶提供統(tǒng)一的有效的網絡接口的軟件集合。戶提供統(tǒng)一的有效的網絡接口的軟件集合。n網絡操作系統(tǒng)網絡操作系統(tǒng)3個層次個層次 位于低層的網絡設備驅動程序位于低層的網絡設備驅動程序 位于中間層的網絡通信協(xié)議位于中間層的網絡通信協(xié)議 位于高層的網絡應用軟件位于高層的網絡應用軟件n網絡操作系統(tǒng)可將其功能分配給連接到網絡上的多臺網絡操

5、作系統(tǒng)可將其功能分配給連接到網絡上的多臺計算機計算機n網絡操作系統(tǒng)依賴于每臺計算機的本地操作系統(tǒng)，使網絡操作系統(tǒng)依賴于每臺計算機的本地操作系統(tǒng)，使多個用戶可以并發(fā)訪問共享資源多個用戶可以并發(fā)訪問共享資源1.2 網絡操作系統(tǒng)概述v 網絡操作系統(tǒng)特點網絡操作系統(tǒng)特點n硬件獨立性硬件獨立性n網絡連接網絡連接n網絡管理網絡管理n安全性和訪問控制安全性和訪問控制n網絡服務網絡服務n多用戶支持多用戶支持n多種客戶端支持多種客戶端支持n用戶界面用戶界面1.2 網絡操作系統(tǒng)概述v 網絡操作系統(tǒng)功能網絡操作系統(tǒng)功能n網絡通信網絡通信n資源管理資源管理n網絡管理網絡管理n網絡服務網絡服務n互操作互操作n網絡接口網

6、絡接口1.2 網絡操作系統(tǒng)概述v 網絡操作系統(tǒng)工作模式網絡操作系統(tǒng)工作模式n客戶機客戶機/服務器（服務器（Client/Server）模式）模式n對等（對等（Peer to Peer）模式）模式1.2 網絡操作系統(tǒng)概述v 網絡操作系統(tǒng)體系結構網絡操作系統(tǒng)體系結構n內核組織方式：單內核與微內核內核組織方式：單內核與微內核 單內核（單內核（monolithic kernel） 微內核（微內核（microkernel）1.2 網絡操作系統(tǒng)概述v網絡操作系統(tǒng)體系結構網絡操作系統(tǒng)體系結構n 層次式體系結構層次式體系結構 功能明確，調用關系清晰（即高層對低層單向依賴），保證設計和實現的正確性功能明確，調用

7、關系清晰（即高層對低層單向依賴），保證設計和實現的正確性 各層可分別實現，且便于擴充各層可分別實現，且便于擴充 高層錯誤不會影響到低層高層錯誤不會影響到低層 效率低，層次之間的調用開銷大，系統(tǒng)內核比較大效率低，層次之間的調用開銷大，系統(tǒng)內核比較大1.2 網絡操作系統(tǒng)概述v網絡操作系統(tǒng)體系結構網絡操作系統(tǒng)體系結構n 與客戶與客戶/服務器模式結合的微內核體系結構服務器模式結合的微內核體系結構 微內核體系結構的實現微內核體系結構的實現 基本的設計思想是將操作系統(tǒng)中與硬件直接相關的部分抽取出來作為一個公共層，稱基本的設計思想是將操作系統(tǒng)中與硬件直接相關的部分抽取出來作為一個公共層，稱之為硬件抽象層（之

8、為硬件抽象層（HAL）1.2 網絡操作系統(tǒng)概述v網絡操作系統(tǒng)體系結構網絡操作系統(tǒng)體系結構n 與客戶與客戶/服務器模式結合的微內核體系結構服務器模式結合的微內核體系結構 與客戶與客戶/服務器模式結合服務器模式結合 將操作系統(tǒng)分成兩大部分，一部分是運行在用戶模式并以客戶將操作系統(tǒng)分成兩大部分，一部分是運行在用戶模式并以客戶/服務器方式運行的進服務器方式運行的進程；另一部分是運行在內核模式的內核（即操作系統(tǒng)最基本部分）程；另一部分是運行在內核模式的內核（即操作系統(tǒng)最基本部分）1.2 網絡操作系統(tǒng)概述v網絡操作系統(tǒng)體系結構網絡操作系統(tǒng)體系結構n 與客戶與客戶/服務器模式結合的微內核體系結構服務器模式結

9、合的微內核體系結構微內核體系結構的特點微內核體系結構的特點 靈活性和可擴展性靈活性和可擴展性 可靠性高可靠性高 可移植性可移植性 支持分布式系統(tǒng)和網絡系統(tǒng)支持分布式系統(tǒng)和網絡系統(tǒng) 現代微內核結構操作系統(tǒng)還存在著許多問題，目前主要用于研究性現代微內核結構操作系統(tǒng)還存在著許多問題，目前主要用于研究性操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)1.2 網絡操作系統(tǒng)概述v網絡服務器網絡服務器n服務器是在網絡環(huán)境中為用戶計算機提供各種服務的計算機，承服務器是在網絡環(huán)境中為用戶計算機提供各種服務的計算機，承擔網絡中數據的存儲、轉發(fā)和發(fā)布等關鍵任務，是網絡應用的基擔網絡中數據的存儲、轉發(fā)和發(fā)布等關鍵任務，是網絡應用的基礎和核心礎和核心

10、n從硬件上看服務器通常是較大的系統(tǒng)，主要具備以下特性從硬件上看服務器通常是較大的系統(tǒng)，主要具備以下特性附加的存儲器用來支持多任務附加的存儲器用來支持多任務附加的磁盤空間用來存儲共享文件，或作為擴展的系統(tǒng)內存附加的磁盤空間用來存儲共享文件，或作為擴展的系統(tǒng)內存額外的擴展槽用于連接打印機和各種網絡接口等共享設備額外的擴展槽用于連接打印機和各種網絡接口等共享設備在多處理器服務器上，附加的在多處理器服務器上，附加的CPU用于提高處理能力用于提高處理能力采用冗余技術加入附加的硬件，建立容錯系統(tǒng)，提高系統(tǒng)的可靠性和可采用冗余技術加入附加的硬件，建立容錯系統(tǒng)，提高系統(tǒng)的可靠性和可用性用性n從軟件上看服務器上

11、的操作系統(tǒng)必須比客戶端的操作系統(tǒng)具有更從軟件上看服務器上的操作系統(tǒng)必須比客戶端的操作系統(tǒng)具有更好的性能，支持多用戶、多任務好的性能，支持多用戶、多任務1.3 常用的網絡操作系統(tǒng)vNetwarenNetware是基于客戶機是基于客戶機/服務器模式的多用戶多任務操作服務器模式的多用戶多任務操作系統(tǒng)。系統(tǒng)。nNetware軟件分兩部分軟件分兩部分Netware shell（工作站外殼）（工作站外殼）安裝在工作站（客戶機）安裝在工作站（客戶機）文件服務器文件服務器安裝在服務器上安裝在服務器上nNetWare具有強大的文件及打印服務能力、良好的兼容具有強大的文件及打印服務能力、良好的兼容性及系統(tǒng)容錯能力

12、和比較完備的安全措施性及系統(tǒng)容錯能力和比較完備的安全措施1.3 常用的網絡操作系統(tǒng)vWindowsnWindows操作系統(tǒng)的發(fā)展操作系統(tǒng)的發(fā)展1993年年5月推出月推出Windows NT 3.11994年年9月推出月推出Windows NT 3.51996年年7月推出月推出Windows NT 4.02000年推出年推出Windows 2000 Server2003年推出年推出Windows Server 20032008年年3月推出月推出Windows Server 2008nWindows操作系統(tǒng)的體系結構操作系統(tǒng)的體系結構采用微內核體系結構，將對象分為用戶模式層和內核模式層采用微內核體

13、系結構，將對象分為用戶模式層和內核模式層用戶模式層由一組組件（子系統(tǒng)）構成，將與內核模式組件有關用戶模式層由一組組件（子系統(tǒng)）構成，將與內核模式組件有關的必要信息與其最終用戶和應用程序隔離開來的必要信息與其最終用戶和應用程序隔離開來內核模式層有權訪問系統(tǒng)數據和硬件，能直接訪問內存，并在被內核模式層有權訪問系統(tǒng)數據和硬件，能直接訪問內存，并在被保護的內存區(qū)域中執(zhí)行保護的內存區(qū)域中執(zhí)行1.3 常用的網絡操作系統(tǒng)vWindowsnWindows操作系統(tǒng)的特性操作系統(tǒng)的特性統(tǒng)一的圖形窗口界面和操作方法統(tǒng)一的圖形窗口界面和操作方法易用性和兼容性易用性和兼容性支持多任務多窗口支持多任務多窗口先進的內存管理

14、先進的內存管理數據共享數據共享具有豐富的應用程序具有豐富的應用程序內置網絡和通信功能內置網絡和通信功能支持多媒體技術支持多媒體技術1.3 常用的網絡操作系統(tǒng)vUNIXnUNIX操作系統(tǒng)的發(fā)展操作系統(tǒng)的發(fā)展UNIX原本是針對小型機主機環(huán)境開發(fā)的操作系統(tǒng)原本是針對小型機主機環(huán)境開發(fā)的操作系統(tǒng)PC的迅速發(fā)展和功能不斷增強導致的迅速發(fā)展和功能不斷增強導致UNIX的的PC版本的開發(fā)版本的開發(fā)UNIX版本多，大多要與硬件相配套版本多，大多要與硬件相配套代表產品包括代表產品包括HP-UX、IBM AIX等等nUNIX操作系統(tǒng)的層次性體系結構操作系統(tǒng)的層次性體系結構1.3 常用的網絡操作系統(tǒng)vUNIXnUNI

15、X操作系統(tǒng)的特性操作系統(tǒng)的特性多用戶、多任務多用戶、多任務良好的用戶界面良好的用戶界面設備獨立性，將文件、目錄與設備統(tǒng)一當作文件來看待設備獨立性，將文件、目錄與設備統(tǒng)一當作文件來看待可移植性可移植性直接支持網絡功能，支持直接支持網絡功能，支持Internet 系統(tǒng)安全性系統(tǒng)安全性1.3 常用的網絡操作系統(tǒng)vLinuxnLinux操作系統(tǒng)的發(fā)展操作系統(tǒng)的發(fā)展Linux是一套在是一套在GNU公共許可權限下免費獲得的自由軟件公共許可權限下免費獲得的自由軟件從技術上說，從技術上說，Linux是一個內核是一個內核一些組織將一些組織將Linux內核、源碼以及相關應用軟件集成為完整的操作系統(tǒng)內核、源碼以及相

16、關應用軟件集成為完整的操作系統(tǒng)1991年年10月正式宣布月正式宣布Linux內核系統(tǒng)的誕生內核系統(tǒng)的誕生1994年年Linux第一個正式版本第一個正式版本1.0發(fā)布發(fā)布Linux版本有版本有Red Hat、Slackware、Debian、SuSE、UbuntunLinux操作系統(tǒng)的單內核模塊化體系結構操作系統(tǒng)的單內核模塊化體系結構1.3 常用的網絡操作系統(tǒng)vLinuxnLinux操作系統(tǒng)的特性操作系統(tǒng)的特性可以自由、免費使用可以自由、免費使用開放性開放性具有良好的性能、完善的功能、超強的穩(wěn)定性和可靠性，適合需要連續(xù)具有良好的性能、完善的功能、超強的穩(wěn)定性和可靠性，適合需要連續(xù)運行的服務器系統(tǒng)

17、運行的服務器系統(tǒng)可以進行內核定制可以進行內核定制支持多種硬件平臺，包括支持多種硬件平臺，包括PC、筆記本、工作站，甚至大型機、筆記本、工作站，甚至大型機完善的網絡支持完善的網絡支持可靠的系統(tǒng)安全可靠的系統(tǒng)安全提供可選的類提供可選的類Windows圖形界面圖形界面設備獨立性設備獨立性良好的可移植性良好的可移植性1.3 常用的網絡操作系統(tǒng)v網絡操作系統(tǒng)的選擇網絡操作系統(tǒng)的選擇n安全性和可靠性安全性和可靠性n可操作性可操作性n可集成性可集成性n可擴展性可擴展性n可定制可定制n應用和開發(fā)支持應用和開發(fā)支持n選擇建議選擇建議Windows易于管理和實現各種網絡服務易于管理和實現各種網絡服務UNIX以其高

18、效、穩(wěn)定的特點適用于運行任務重大的應用程序的平臺以其高效、穩(wěn)定的特點適用于運行任務重大的應用程序的平臺Linux作為作為UNIX的一個變種，是實現網絡關鍵性應用的理想選擇的一個變種，是實現網絡關鍵性應用的理想選擇1.4 Windows Server 2003體系結構v 系統(tǒng)體系結構系統(tǒng)體系結構n用戶模式用戶模式用戶程序運行在用戶模式用戶程序運行在用戶模式n系統(tǒng)模式系統(tǒng)模式操作系統(tǒng)代碼運行在內核模式操作系統(tǒng)代碼運行在內核模式1.4 Windows Server 2003體系結構v用戶模式用戶模式n環(huán)境子系統(tǒng)環(huán)境子系統(tǒng)Win32子系統(tǒng)子系統(tǒng)POSIX子系統(tǒng)子系統(tǒng)OS/2子系統(tǒng)子系統(tǒng)n整合子系統(tǒng)整合

19、子系統(tǒng)安全子環(huán)境安全子環(huán)境服務器服務服務器服務工作站服務選擇工作站服務選擇1.4 Windows Server 2003體系結構v內核模式內核模式nWindows Server 2003執(zhí)行程序執(zhí)行程序I/O管理器管理器安全引用管理器安全引用管理器進程間通信管理器進程間通信管理器虛擬內存管理器（虛擬內存管理器（VMM）進程管理器進程管理器即插即用（即插即用（PnP）管理器）管理器電源管理器電源管理器窗口管理器和圖形設備接口（窗口管理器和圖形設備接口（GDI）對象管理器對象管理器1.4 Windows Server 2003體系結構v內核模式內核模式n設備驅動程序設備驅動程序硬件設備驅動程序硬件

20、設備驅動程序文件系統(tǒng)驅動程序文件系統(tǒng)驅動程序過濾器驅動程序網絡重定向程序和服務器過濾器驅動程序網絡重定向程序和服務器n微內核微內核微內核是操作系統(tǒng)的核心，提供一組最基本的服務微內核是操作系統(tǒng)的核心，提供一組最基本的服務不能以線程的方式運行不能以線程的方式運行n硬件抽象層（硬件抽象層（HAL）位于真實硬件之上的一層抽象的軟件接口位于真實硬件之上的一層抽象的軟件接口對其他設備和組件隱藏硬件接口的詳細信息對其他設備和組件隱藏硬件接口的詳細信息HAL包含處理硬件相關的包含處理硬件相關的I/O接口、硬件中斷等所必需的硬件代碼接口、硬件中斷等所必需的硬件代碼1.4 Windows Server 2003體

21、系結構v處理器體系結構處理器體系結構n采用對稱多處理（采用對稱多處理（SMP）體系結構）體系結構n將其多任務和多線程能力與將其多任務和多線程能力與SMP能力結合在一起能力結合在一起n對多處理器的支持對多處理器的支持標準版支持標準版支持4路（路（4個個CPU）對稱多處理）對稱多處理企業(yè)版支持企業(yè)版支持8路對稱多處理路對稱多處理數據中心版可支持數據中心版可支持32路對稱多處理路對稱多處理Web版只能支持版只能支持2路對稱多處理路對稱多處理v進程與線程進程與線程n進程進程用戶模式的進程分配的級別較低，為用戶模式的進程分配的級別較低，為015內核模式的進程優(yōu)先級較高，為內核模式的進程優(yōu)先級較高，為16

22、31n線程線程每個線程都被分配一個用戶標識符每個線程都被分配一個用戶標識符ID線程包含微處理器的當前狀態(tài)線程包含微處理器的當前狀態(tài)線程在內存中維護著兩個堆棧，分別供用戶模式與內核模式執(zhí)行線程在內存中維護著兩個堆棧，分別供用戶模式與內核模式執(zhí)行1.4 Windows Server 2003體系結構v 內存管理內存管理n虛擬存儲管理器（虛擬存儲管理器（VMM）n物理內存物理內存安裝在系統(tǒng)主板上安裝在系統(tǒng)主板上RAM芯片中的內存芯片中的內存n虛擬內存虛擬內存系統(tǒng)中所有內存的組合系統(tǒng)中所有內存的組合n虛擬存儲管理器的功能虛擬存儲管理器的功能提供內存映射表提供內存映射表實現內存分頁實現內存分頁1.4 Windows Server 2003體系結構v 內存管理內存管理n虛擬地址空間布局虛擬地址空間布局4GB虛擬地址空間（虛擬地址空間（ 標準的標準的32位地址位地址 ）分成內核模式和用戶模式兩個部分）分成內核模式和用戶模式兩個部分高端高端2GB空間（只為內核模式進程