高校精品系列-Windows01

1、网络操作系统Windows Server 2003配置与管理第1章 网络操作系统基础v操作系统简介操作系统简介v网络操作系统概念网络操作系统概念v网络操作系统功能网络操作系统功能v网络操作系统工作模式网络操作系统工作模式v网络操作系统体系结构网络操作系统体系结构v主流的网络操作系统主流的网络操作系统vWindows Server 2003体系结构体系结构学学 习习 要要 点点1.1 操作系统简介v 操作系统概念操作系统概念n简称简称OS，是管理系统资源、控制程序执行，改善人机界面，提供各，是管理系统资源、控制程序执行，改善人机界面，提供各种服务，合理组织计算机工作流程，为用户使用计算机提供良好

2、运行种服务，合理组织计算机工作流程，为用户使用计算机提供良好运行环境的一种系统软件。环境的一种系统软件。n计算机系统层次结构：计算机系统层次结构：OS为用户应用程序提供方便统一的调用接口；为用户应用程序提供方便统一的调用接口；OS负责系统资源的管理。负责系统资源的管理。1.1 操作系统简介v 操作系统功能操作系统功能n处理器管理处理器管理n存储管理存储管理 存储分配存储分配 存储共享存储共享 地址转换与存储保护地址转换与存储保护 存储扩充存储扩充n设备管理设备管理n文件管理文件管理n网络与通信管理网络与通信管理n用户接口用户接口1.1 操作系统简介v 操作系统类型操作系统类型n桌面操作系统桌面

3、操作系统n网络操作系统网络操作系统 具有通常操作系统的功能具有通常操作系统的功能 提供高效、可靠的网络通信能力提供高效、可靠的网络通信能力 提供多种网络服务功能提供多种网络服务功能n分布式操作系统分布式操作系统n嵌入式操作系统嵌入式操作系统1.1 操作系统简介v 操作系统基本组件操作系统基本组件n内核（内核（Kernel） Windows操作系统内核使用的关键文件名包含操作系统内核使用的关键文件名包含“kernel”或或“kern” UNIX和和Linux操作系统，内核文件名通常为操作系统，内核文件名通常为“kernel”n用户界面用户界面 命令行界面（命令行界面（CLI） 图形用户界面（图形

4、用户界面（GUI）n文件系统文件系统1.2 网络操作系统概述v 网络操作系统概念网络操作系统概念nNOS是建立在计算机操作系统基础上，用于管理网络是建立在计算机操作系统基础上，用于管理网络通信和共享资源，协调各主机上任务的运行，并向用通信和共享资源，协调各主机上任务的运行，并向用户提供统一的有效的网络接口的软件集合。户提供统一的有效的网络接口的软件集合。n网络操作系统网络操作系统3个层次个层次 位于低层的网络设备驱动程序位于低层的网络设备驱动程序 位于中间层的网络通信协议位于中间层的网络通信协议 位于高层的网络应用软件位于高层的网络应用软件n网络操作系统可将其功能分配给连接到网络上的多台网络操

5、作系统可将其功能分配给连接到网络上的多台计算机计算机n网络操作系统依赖于每台计算机的本地操作系统，使网络操作系统依赖于每台计算机的本地操作系统，使多个用户可以并发访问共享资源多个用户可以并发访问共享资源1.2 网络操作系统概述v 网络操作系统特点网络操作系统特点n硬件独立性硬件独立性n网络连接网络连接n网络管理网络管理n安全性和访问控制安全性和访问控制n网络服务网络服务n多用户支持多用户支持n多种客户端支持多种客户端支持n用户界面用户界面1.2 网络操作系统概述v 网络操作系统功能网络操作系统功能n网络通信网络通信n资源管理资源管理n网络管理网络管理n网络服务网络服务n互操作互操作n网络接口网

6、络接口1.2 网络操作系统概述v 网络操作系统工作模式网络操作系统工作模式n客户机客户机/服务器（服务器（Client/Server）模式）模式n对等（对等（Peer to Peer）模式）模式1.2 网络操作系统概述v 网络操作系统体系结构网络操作系统体系结构n内核组织方式：单内核与微内核内核组织方式：单内核与微内核 单内核（单内核（monolithic kernel） 微内核（微内核（microkernel）1.2 网络操作系统概述v网络操作系统体系结构网络操作系统体系结构n 层次式体系结构层次式体系结构 功能明确，调用关系清晰（即高层对低层单向依赖），保证设计和实现的正确性功能明确，调用

7、关系清晰（即高层对低层单向依赖），保证设计和实现的正确性 各层可分别实现，且便于扩充各层可分别实现，且便于扩充 高层错误不会影响到低层高层错误不会影响到低层 效率低，层次之间的调用开销大，系统内核比较大效率低，层次之间的调用开销大，系统内核比较大1.2 网络操作系统概述v网络操作系统体系结构网络操作系统体系结构n 与客户与客户/服务器模式结合的微内核体系结构服务器模式结合的微内核体系结构 微内核体系结构的实现微内核体系结构的实现 基本的设计思想是将操作系统中与硬件直接相关的部分抽取出来作为一个公共层，称基本的设计思想是将操作系统中与硬件直接相关的部分抽取出来作为一个公共层，称之为硬件抽象层（之

8、为硬件抽象层（HAL）1.2 网络操作系统概述v网络操作系统体系结构网络操作系统体系结构n 与客户与客户/服务器模式结合的微内核体系结构服务器模式结合的微内核体系结构 与客户与客户/服务器模式结合服务器模式结合 将操作系统分成两大部分，一部分是运行在用户模式并以客户将操作系统分成两大部分，一部分是运行在用户模式并以客户/服务器方式运行的进服务器方式运行的进程；另一部分是运行在内核模式的内核（即操作系统最基本部分）程；另一部分是运行在内核模式的内核（即操作系统最基本部分）1.2 网络操作系统概述v网络操作系统体系结构网络操作系统体系结构n 与客户与客户/服务器模式结合的微内核体系结构服务器模式结

9、合的微内核体系结构微内核体系结构的特点微内核体系结构的特点 灵活性和可扩展性灵活性和可扩展性 可靠性高可靠性高 可移植性可移植性 支持分布式系统和网络系统支持分布式系统和网络系统 现代微内核结构操作系统还存在着许多问题，目前主要用于研究性现代微内核结构操作系统还存在着许多问题，目前主要用于研究性操作系统操作系统1.2 网络操作系统概述v网络服务器网络服务器n服务器是在网络环境中为用户计算机提供各种服务的计算机，承服务器是在网络环境中为用户计算机提供各种服务的计算机，承担网络中数据的存储、转发和发布等关键任务，是网络应用的基担网络中数据的存储、转发和发布等关键任务，是网络应用的基础和核心础和核心

10、n从硬件上看服务器通常是较大的系统，主要具备以下特性从硬件上看服务器通常是较大的系统，主要具备以下特性附加的存储器用来支持多任务附加的存储器用来支持多任务附加的磁盘空间用来存储共享文件，或作为扩展的系统内存附加的磁盘空间用来存储共享文件，或作为扩展的系统内存额外的扩展槽用于连接打印机和各种网络接口等共享设备额外的扩展槽用于连接打印机和各种网络接口等共享设备在多处理器服务器上，附加的在多处理器服务器上，附加的CPU用于提高处理能力用于提高处理能力采用冗余技术加入附加的硬件，建立容错系统，提高系统的可靠性和可采用冗余技术加入附加的硬件，建立容错系统，提高系统的可靠性和可用性用性n从软件上看服务器上

11、的操作系统必须比客户端的操作系统具有更从软件上看服务器上的操作系统必须比客户端的操作系统具有更好的性能，支持多用户、多任务好的性能，支持多用户、多任务1.3 常用的网络操作系统vNetwarenNetware是基于客户机是基于客户机/服务器模式的多用户多任务操作服务器模式的多用户多任务操作系统。系统。nNetware软件分两部分软件分两部分Netware shell（工作站外壳）（工作站外壳）安装在工作站（客户机）安装在工作站（客户机）文件服务器文件服务器安装在服务器上安装在服务器上nNetWare具有强大的文件及打印服务能力、良好的兼容具有强大的文件及打印服务能力、良好的兼容性及系统容错能力

12、和比较完备的安全措施性及系统容错能力和比较完备的安全措施1.3 常用的网络操作系统vWindowsnWindows操作系统的发展操作系统的发展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操作系统的体系结构操作系统的体系结构采用微内核体系结构，将对象分为用户模式层和内核模式层采用微内核体

13、系结构，将对象分为用户模式层和内核模式层用户模式层由一组组件（子系统）构成，将与内核模式组件有关用户模式层由一组组件（子系统）构成，将与内核模式组件有关的必要信息与其最终用户和应用程序隔离开来的必要信息与其最终用户和应用程序隔离开来内核模式层有权访问系统数据和硬件，能直接访问内存，并在被内核模式层有权访问系统数据和硬件，能直接访问内存，并在被保护的内存区域中执行保护的内存区域中执行1.3 常用的网络操作系统vWindowsnWindows操作系统的特性操作系统的特性统一的图形窗口界面和操作方法统一的图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务多窗口支持多任务多窗口先进的内存管理

14、先进的内存管理数据共享数据共享具有丰富的应用程序具有丰富的应用程序内置网络和通信功能内置网络和通信功能支持多媒体技术支持多媒体技术1.3 常用的网络操作系统vUNIXnUNIX操作系统的发展操作系统的发展UNIX原本是针对小型机主机环境开发的操作系统原本是针对小型机主机环境开发的操作系统PC的迅速发展和功能不断增强导致的迅速发展和功能不断增强导致UNIX的的PC版本的开发版本的开发UNIX版本多，大多要与硬件相配套版本多，大多要与硬件相配套代表产品包括代表产品包括HP-UX、IBM AIX等等nUNIX操作系统的层次性体系结构操作系统的层次性体系结构1.3 常用的网络操作系统vUNIXnUNI

15、X操作系统的特性操作系统的特性多用户、多任务多用户、多任务良好的用户界面良好的用户界面设备独立性，将文件、目录与设备统一当作文件来看待设备独立性，将文件、目录与设备统一当作文件来看待可移植性可移植性直接支持网络功能，支持直接支持网络功能，支持Internet 系统安全性系统安全性1.3 常用的网络操作系统vLinuxnLinux操作系统的发展操作系统的发展Linux是一套在是一套在GNU公共许可权限下免费获得的自由软件公共许可权限下免费获得的自由软件从技术上说，从技术上说，Linux是一个内核是一个内核一些组织将一些组织将Linux内核、源码以及相关应用软件集成为完整的操作系统内核、源码以及相

16、关应用软件集成为完整的操作系统1991年年10月正式宣布月正式宣布Linux内核系统的诞生内核系统的诞生1994年年Linux第一个正式版本第一个正式版本1.0发布发布Linux版本有版本有Red Hat、Slackware、Debian、SuSE、UbuntunLinux操作系统的单内核模块化体系结构操作系统的单内核模块化体系结构1.3 常用的网络操作系统vLinuxnLinux操作系统的特性操作系统的特性可以自由、免费使用可以自由、免费使用开放性开放性具有良好的性能、完善的功能、超强的稳定性和可靠性，适合需要连续具有良好的性能、完善的功能、超强的稳定性和可靠性，适合需要连续运行的服务器系统

17、运行的服务器系统可以进行内核定制可以进行内核定制支持多种硬件平台，包括支持多种硬件平台，包括PC、笔记本、工作站，甚至大型机、笔记本、工作站，甚至大型机完善的网络支持完善的网络支持可靠的系统安全可靠的系统安全提供可选的类提供可选的类Windows图形界面图形界面设备独立性设备独立性良好的可移植性良好的可移植性1.3 常用的网络操作系统v网络操作系统的选择网络操作系统的选择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可扩展性可扩展性n可定制可定制n应用和开发支持应用和开发支持n选择建议选择建议Windows易于管理和实现各种网络服务易于管理和实现各种网络服务UNIX以其高

18、效、稳定的特点适用于运行任务重大的应用程序的平台以其高效、稳定的特点适用于运行任务重大的应用程序的平台Linux作为作为UNIX的一个变种，是实现网络关键性应用的理想选择的一个变种，是实现网络关键性应用的理想选择1.4 Windows Server 2003体系结构v 系统体系结构系统体系结构n用户模式用户模式用户程序运行在用户模式用户程序运行在用户模式n系统模式系统模式操作系统代码运行在内核模式操作系统代码运行在内核模式1.4 Windows Server 2003体系结构v用户模式用户模式n环境子系统环境子系统Win32子系统子系统POSIX子系统子系统OS/2子系统子系统n整合子系统整合

19、子系统安全子环境安全子环境服务器服务服务器服务工作站服务选择工作站服务选择1.4 Windows Server 2003体系结构v内核模式内核模式nWindows Server 2003执行程序执行程序I/O管理器管理器安全引用管理器安全引用管理器进程间通信管理器进程间通信管理器虚拟内存管理器（虚拟内存管理器（VMM）进程管理器进程管理器即插即用（即插即用（PnP）管理器）管理器电源管理器电源管理器窗口管理器和图形设备接口（窗口管理器和图形设备接口（GDI）对象管理器对象管理器1.4 Windows Server 2003体系结构v内核模式内核模式n设备驱动程序设备驱动程序硬件设备驱动程序硬件

20、设备驱动程序文件系统驱动程序文件系统驱动程序过滤器驱动程序网络重定向程序和服务器过滤器驱动程序网络重定向程序和服务器n微内核微内核微内核是操作系统的核心，提供一组最基本的服务微内核是操作系统的核心，提供一组最基本的服务不能以线程的方式运行不能以线程的方式运行n硬件抽象层（硬件抽象层（HAL）位于真实硬件之上的一层抽象的软件接口位于真实硬件之上的一层抽象的软件接口对其他设备和组件隐藏硬件接口的详细信息对其他设备和组件隐藏硬件接口的详细信息HAL包含处理硬件相关的包含处理硬件相关的I/O接口、硬件中断等所必需的硬件代码接口、硬件中断等所必需的硬件代码1.4 Windows Server 2003体

21、系结构v处理器体系结构处理器体系结构n采用对称多处理（采用对称多处理（SMP）体系结构）体系结构n将其多任务和多线程能力与将其多任务和多线程能力与SMP能力结合在一起能力结合在一起n对多处理器的支持对多处理器的支持标准版支持标准版支持4路（路（4个个CPU）对称多处理）对称多处理企业版支持企业版支持8路对称多处理路对称多处理数据中心版可支持数据中心版可支持32路对称多处理路对称多处理Web版只能支持版只能支持2路对称多处理路对称多处理v进程与线程进程与线程n进程进程用户模式的进程分配的级别较低，为用户模式的进程分配的级别较低，为015内核模式的进程优先级较高，为内核模式的进程优先级较高，为16

22、31n线程线程每个线程都被分配一个用户标识符每个线程都被分配一个用户标识符ID线程包含微处理器的当前状态线程包含微处理器的当前状态线程在内存中维护着两个堆栈，分别供用户模式与内核模式执行线程在内存中维护着两个堆栈，分别供用户模式与内核模式执行1.4 Windows Server 2003体系结构v 内存管理内存管理n虚拟存储管理器（虚拟存储管理器（VMM）n物理内存物理内存安装在系统主板上安装在系统主板上RAM芯片中的内存芯片中的内存n虚拟内存虚拟内存系统中所有内存的组合系统中所有内存的组合n虚拟存储管理器的功能虚拟存储管理器的功能提供内存映射表提供内存映射表实现内存分页实现内存分页1.4 Windows Server 2003体系结构v 内存管理内存管理n虚拟地址空间布局虚拟地址空间布局4GB虚拟地址空间（虚拟地址空间（ 标准的标准的32位地址位地址 ）分成内核模式和用户模式两个部分）分成内核模式和用户模式两个部分高端高端2GB空间（只为内核模式进程