第1讲-网络操作系统概述课件

网络操作系统

贵州师范大学经济与管理学院2023/7/201一二请在这里输入您的主要叙述内容整体概述三请在这里输入您的主要叙述内容请在这里输入您的主要叙述内容教材与教参教材：《网络操作系统教程》魏国珩，武汉大学出版社教参：《WindowsServer2003网络操作系统》刘永华清华大学出版社《网络操作系统》徐甲同，吉林大学出版社《计算机操作系统》汤子瀛，西安电子科技大学出版社2023/7/203学时、学分、成绩构成计划学时：54学时=36学时（讲授）+18学时（实验）学分：3学分

成绩:平时成绩（20%）+期末成绩（80%）2023/7/204第1章网络操作系统概述1.1计算机与操作系统1.2计算机网络系统1.3网络操作系统2023/7/2051.1计算机与操作系统计算机系统：由硬件系统和软件系统组成软件系统：

包含系统软件和应用软件操作系统是最重要的系统软件第1章目录2023/7/206计算机系统的组成第1章目录2023/7/207计算机硬件系统运算器控制器（个人计算机中运算器和控制器集成在一起称为CPU）存储器输入设备输出设备第1章目录2023/7/208计算机软件系统软件：操作系统、编译程序等支撑软件：数据库、接口、工具等应用软件：日常应用的大多数软件第1章目录2023/7/209操作系统概念操作系统是计算机系统中的一个系统软件，它能有效地组和管理计算机系统中的硬件和软件资源，合理地组织计算机的工作流程，控制程序的执行，并向用户提供各种服务功能，使用户能够灵活、方便、有效地使用计算机，使整个计算机系统能高效地运行操作系统是计算机系统资源的组织者和管理者；是计算机硬件与用户的接口；是一台功能更强大的虚拟机操作系统追求的目标：方便性、

有效性、

可扩充性、

开放性第1章目录2023/7/2010操作系统的特征并发性共享性虚拟性异步性不确定性第1章目录2023/7/2011操作系统的功能进程控制存储管理设备管理文件管理作业管理用户接口第1章目录2023/7/2012操作系统的发展史与类型1、无操作系统的计算机系统人工操作方式脱机输入/输出(Off-LineI/O)方式2、单道批处理系统3、多道批处理系统4、分时系统5、实时系统6、网络操作系统7、分布式操作系统第1章目录2023/7/2013操作系统的研究角度和研究方向研究角度：软件的角度、资源管理的角度、进程的观点、虚拟器的角度、服务提供者观点研究方向：标准化研究、并行操作系统的研究、分布式操作系统研究、网络操作系统研究、智能化操作系统研究第1章目录2023/7/20141.2计算机网络系统网络的基本概念广义观点：计算机与通信技术相结合，实现远程信息处理以进一步达到资源共享的系统资源共享的观点：以资源共享为目的，用通信线路连接起来的具有独立功能的计算机系统的集合物理结构的观点：在网络协议的控制下，由多台主计算机、若干台终端、数据传输设备以及计算机与计算机、终端与计算机之间通信的设备所组成的计算机符合系统用户透明的观点：“存在一个能为用户自动管理资源的网络操作系统，由他来调用完成任务所需要的资源，而整个任务对用户是透明的”综合定义：第1章目录2023/7/2015网络基本功能数据通信资源共享增加可靠性提高系统处理能力第1章目录2023/7/2016网络分类按覆盖范围分：局域网、广域网、城域网、Internet按传输技术分：广播、点对点按网络交换方式分：电路交换、报文交换、分组交换、混合交换按拓扑结构分：总线型、星型、环型、树型、网状型其它方式：宽带与窄带直接交换、存储转发交换、混合交换有线与无线资源共享与分布式公用与专用第1章目录2023/7/2017网络体系结构：OSI与TCP/IP第1章目录2023/7/2018网络系统组成网络硬件系统：服务器、工作站、网卡与接口标准、传输介质、网络互联设备数据通信系统：各种连接技术和数据交换技术网络软件：第1章目录2023/7/2019网络系统工作模式集中模式对等模式C/S模式B/S模式第1章目录2023/7/20201.3网络操作系统操作系统（OperatingSystem，简称OS）是计算机系统中，负责支撑应用程序的运行环境以及用户操作环境的系统软件，同时也是计算机系统的核心与基石。它的职责包括对硬件的直接监管、对各种计算资源（如内存、处理器时间等）的管理、以及提供诸如作业管理之类的面向应用程序的服务等。网络操作系统（NetworkOperatingSystem，简称NOS）除了实现单机操作系统的全部功能外，还具备管理网络中的共享资源，实现用户通信以及方便用户使用网络等功能，是网络的心脏和灵魂，所以，网络操作系统可以理解为网络用户与计算机网络之间的接口，是计算机网络中管理一台或多台主机的软硬件资源、支持网络通信、提供网络服务的程序集合。第1章目录2023/7/2021网络操作系统的发展简史1954年，出现了一种称为收发器（Transceiver）的终端，人们使用这种终端首次实现了将穿孔卡片上的数据从电话线路上发送到远地的计算机。电传打字机也作为远程终端和计算机相连，用户可以在远隔万里的电传打字机上键入自己的程序，而计算机算出的结果可以通过计算机传送到电传打字机打印出来，支持这种用户操作的处理软件系统，就是最早期的网络操作系统，也可以称它们为面向终端的网络操作系统。这里，计算机是网络的中心和控制者，终端围绕中心计算机分布在各处，而计算机的主要任务是进行成批次的处理，早期的网络模式如图所示。第1章目录2023/7/2022网络操作系统的发展简史随着计算机应用的普及，早期的这种网络结构，对于新增终端用户，需要对图中的线路控制进行多方的改动。为此，出现了通信处理机来完成数据通信任务，包括集中器或智能复用器等等，这些都是一种面向终端的网络操作。图

早期网络通信模式第1章目录2023/7/2023网络操作系统的发展简史1964年，巴兰在美国兰德公司的“论分布式通信”的研究报告中，首次提出了分组的概念。1969年，美国的分组交换网ARPANET（互联网的前身）投入使用，分组交换网示意图如图1-2所示。图1-2分组交换网第1章目录2023/7/2024网络操作系统的发展简史第三代计算机网络操作系统，随着国际标准化组织（ISO）1977年出炉的开放系统互连OSI七层参考模型的标准框架，开始了互联网的新纪元。目前流行的网络操作系统主要有：Unix、Linux、Netware、WindowsNT/2000以及WindowsServer2003，这些网络操作系统除了具有传统的操作系统的功能之外，加强了网络通信、资源共享以及用户管理功能。世界各地的计算机通过网络操作系统可以跨平台、跨地域、跨时间实现数据共享。用户之间也进一步加强了交互的功能，用户可以通过音频、视频等多媒体等手段，进行各种交互操作，推动了全球网络的普通应用，网络用户之间的操作也愈加简便。第1章目录2023/7/2025网络操作系统类型集中式客户/服务器模式对等式2023/7/2026网络操作系统基本服务文件服务打印服务目录服务2023/7/2027网络操作系统特征硬件无关性广域网连接支持多类客户端目录服务多用户、多任务网络管理安全性/存取控制系统容错能力互操作性2023/7/2028网络操作系统的功能共享资源管理网络通信网络服务网络管理互操作能力为了方便用户使用网络，以实现用户通信和资源共享，并提高网络资源的利用率和网络的吞吐量，应在网络硬件系统之上覆盖一层网络操作系统，网络操作系统应具有下面几个方面的功能：第1章目录2023/7/2029网络操作系统的功能网络操作系统应该能够对网络中的共享资源（硬件和软件）实施有效的管理，能够协调用户对共享资源的使用，能够保证共享数据的安全性和一致性。1、共享资源管理建立和拆除通信链路：这是为通信双方建立一条暂时性的通信链路。传输控制：对传输过程中的传输进行必要的控制。差错控制：对传输过程中的数据进行差错检测和纠正。流量控制：控制传输过程中的数据流量。路由选择：为所传输的数据选择一条适当的传输路径。2、网络通信第1章目录2023/7/2030网络操作系统的功能电子邮件服务，文件传输、存取和管理服务，共享硬盘服务，共享打印服务。3、网络服务最主要是安全管理，通过存取控制确保存取数据的安全性，通过容错技术保证系统故障时数据能够安全恢复。此外还能对网络性能进行监视，对使用情况进行统计，为提高网络性能、进行网络维护和计费等提供的信息。4、网络管理5、互操作能力在客户/服务器模式的LAN环境下是指连接在服务器上的多种客户机和主机，不仅能与服务器通信，而且还能以透明的方式访问服务器上的文件系统；在互连网络环境下是指不同网络间的客户机不仅能通信，而且也能以透明的方法，访问其它网络的文件服务器。第1章目录2023/7/2031网络操作系统的组成从分层的角度:

网络驱动程序、网络协议软件、应用程序接口软件从逻辑结构看网络环境软件网络管理软件工作站网络软件网络服务软件第1章目录2023/7/2032操作系统安全

安全操作系统是信息安全的基础。操作系统作为各种安全技术的底层，信息交换都是通过操作系统提供的服务来实现的。各种应用程序要想获得运行的高可靠性和信息的完整性、机密性、可用性和可控性，必须依赖于操作系统提供的系统软件基础，任何脱离操作系统的应用软件的高安全性都是不可能的。

2023/7/2033安全操作系统的发展时期标志特点开始时期1967年安全Adept-50项目的启动，开始产生第1个安全操作理念。安全操作系统经历了从无到有的探索过程，安全操作系统的基本思想、理论、技术和方法逐步建立。发展时期1983年美国的TCSEC[DOD1983]标准颁布。人们以TCSEC为蓝本研制安全操作系统。多安全策略时期1993年TCSEC中实现多种安全策略。人们超越TCSEC的范围，在安全操作系统中实现多种安全策略。动态策略时期1999年实现安全政策的多样性使安全操作系统支持多种安全政策的动态变化。2023/7/2034安全等级安全等级适用于实施低计算机在一个安全的区域里；计算机不包含和访问敏感信息。操作系统安全未应用；使用防病毒软件；防止计算机遭遇偷窃行为。中计算机含有或访问公司数据；计算机可被一人以上访问。能够审计；使用文件级权限保护；实施账号策略；操作系统提供反措施和保护对策。高计算机含有高度敏感或极有价值的数据；计算机处在一个高风险的位置。操作系统为满足选择性功能被分成最小部分；在操作系统上使用额外的更严格的策略和保护措施。2023/7/2035安全机制普通安全机制特殊安全机制信任的功能性

事件检测

审计跟踪

安全恢复

加密机制

数字签名机制

访问控制机制

数据完整性机制

认证机制数据填充机制

2023/7/2036安全标准——TCSEC(1)安全级别说明DD1最低保护。无需任何安全措施。属于这个级别的操作系统有：DOS、Windows、Apple的MacintoshSystem7.1。CC1自决的安全保护。系统能够把用户和数据隔开，用户可以根据需要采用系统提供的访问控制措施来保护自己的数据，系统中必有一个防止破坏的区域，其中包含安全功能。用户拥有注册帐号和口令，系统通过帐号和口令来识别用户是否合法，并决定用户对程序和信息拥有什么样的访问权。C2访问控制保护。控制粒度更细使得允许或拒绝任何用户访问单个文件成为可能。系统必须对所有的注册、文件的打开、建立和删除进行记录。审计跟踪必须追踪到每个用户对每个目标的访问。能够达到C2级的常见操作系统有：UNIX系统、XENIX、WindowsNT。2023/7/2037安全标准——TCSEC(2)安全级别说明BB1有标签的安全保护。系统中的每个对象都有一个敏感性标签而每个用户都有一个许可级别。许可级别定义了用户可处理的敏感性标签。系统中的每个文件都按内容分类并标有敏感性标签，任何对用户许可级别和成员分类的更改都受到严格控制。较流行的B1级操作系统是OSF/1。B2结构化保护。系统的设计和实现要经过彻底的测试和审查。系统应结构化为明确而独立的模块，实施最少特权原则。必须对所有目标和实体实施访问控制。政策，要有专职人员负责实施，要进行隐蔽信道分析。系统必须维护一个保护域，保护系统的完整性，防止外部干扰。目前，UnixWare2.1/ES作为国内独立开发的具有自主版权的高安全性Unix系统，其安全等级为B2级。B3安全域。系统的安全功能足够小，以利广泛测试。必须满足参考监视器需求以传递所有的主体到客体的访问。要有安全管理员，审计机制扩展到用信号通知安全相关事件，还要有恢复规程，系统高度抗侵扰。例如XTS-300防火墙、多级安全平台等。AA1核实保护。最初设计系统就充分考虑安全性。有“正式安全策略模型”，其中包括由公理组成的数学证明。系统的顶级技术规格必须与模型相对应，系统还包括分发控制和隐蔽信道分析。2023/7/2038常见的网络操作系统模块化的系统设计逻辑化文件系统开放式系统优秀的网络功能

Unix操作系统是一个通用的、交互作用的分时系统，最早版本是美国电报电话公司（AT&T）Bell实验室的K.Thompson和M.Ritchie共同研制的，目的是为了在贝尔实验室内创造一种进行程序设计研究和开发的良好环境。它从一个非常简单的操作系统，发展成为性能先进、功能强大、使用广泛的操作系统，并成为事实上的多用户、多任务操作系统的标准。主要特性如下：优秀的安全性良好的移植性可以在任何档次的计算机上使用第1章目录2023/7/2039常见的网络操作系统

Linux是一种在PC上执行的、类似Unix的操作系统。1991年，芬兰赫尔辛基大学的一位年轻学生LinusB.Torvalds发表了第一个Linux，它是一个完全免费的操作系统，在遵守自由软件联盟协议下，用户可以自由地获取程序及其源代