1.1.2 认识网络操作系统的功能与特性

操作系统的功能通常包括处理器管理、存储器管理、设备管理、文件系统管理，以及为方便用户使用操作系统而向用户提供的用户接口。网络操作系统除了提供上述资源管理功能和用户接口外，还提供网络环境下的通信、网络资源管理、网络应用等特定功能。它能够协调网络中各种设备的动作，向客户提供尽量多的网络资源，包括文件和打印机、传真机等外围设备，并确保网络中数据和设备的安全性。

1.网络操作系统的功能

（1）共享资源管理

网络操作系统能够对网络中的共享资源（硬件和软件）实施有效的管理，协调用户对共享资源的使用，并保证共享数据的安全性和一致性。

（2）网络通信

网络通信是网络最基本的功能，其任务是在源主机和目的主机之间实现无差错的数据传输。为此，网络操作系统采用标准的网络通信协议实现以下主要功能。

●建立和拆除通信链路：这是为通信双方建立的一条暂时性的通信链路。

●传输控制：对传输过程中的数据进行必要的控制。

●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。

（3）网络服务

网络操作系统在前两个功能的基础上为用户提供了多种有效的网络服务，如电子邮件服务，文件传输、存取和管理服务（如文件传输服务），共享硬盘服务和共享打印服务。

（4）网络管理

网络管理最主要的任务是安全管理，一般通过存取控制来确保存取数据的安全性，以及通过容错技术来保证系统发生故障时数据能够安全恢复。此外，网络操作系统还能对网络性能进行监视，并对使用情况进行统计，以便为提高网络性能、进行网络维护和计费等提供必要的信息。

（5）互操作能力

在客户机/服务器模式的局域网（Local Area Network,LAN）环境下的互操作，是指连接在服务器上的多种客户机不仅能与服务器通信，还能以透明的方式访问服务器上的文件系统；在互连网络环境下的互操作，是指不同网络间的客户机不仅能通信，而且能以透明的方式访问其他网络的文件服务器。

2.网络操作系统的特性

（1）客户机/服务器模式

客户机/服务器（Client/Server,C/S）模式是近年来比较流行的应用模式，它把应用划分为客户端和服务器端，客户端把服务请求提交给服务器端，服务器端负责处理请求，并把处理结果返回至客户端。如Web服务、大型数据库服务等都是典型的客户机/服务器模式。

基于标准浏览器访问数据库时，中间往往还需加入Web服务器，运行ASP或Java平台，通常称为三层模式，也称为浏览器/服务器（Browser/Server,B/S）模式。它是客户机/服务器模式的特例，只是客户端基于标准浏览器，无须安装特殊软件。

（2）32位网络操作系统

32位网络操作系统采用32位内核进行系统调度和内存管理，支持32位设备驱动器，使得网络操作系统和设备间的通信更为迅速。随着64位处理器的诞生，许多厂家已推出了支持64位处理器的网络操作系统。

（3）抢先式多任务

网络操作系统一般采用微内核类型结构设计。微内核始终保持对系统的控制，并给应用程序分配时间段，控制其运行。在指定的时间结束时，微内核抢先运行进程并将控制移交给下一个进程。以微内核为基础，可以引入大量的特征和服务，如集成安全子系统、抽象的虚拟化硬件接口、多协议网络支持以及集成化的图形界面管理工具等。

（4）支持多种文件系统

有些网络操作系统还支持多文件系统，具有良好的兼容性，可实现对系统升级的平滑过渡。例如，Windows Server 2016支持文件配置表（File Allocation Table,FAT）、高性能文件系统（High Performance File System,HPFS）及其本身的新技术文件系统（New Technology File System, NTFS）。NTFS是Windows自己的文件系统，它支持文件的多属性连接以及长文件名到短文件名的自动映射，使得Windows Server 2016支持大容量的硬盘空间，这样既增加了安全性，又便于管理。

（5）Internet支持

今天，Internet 已经成为网络的一个总称，网络的范围（局域网或广域网）与专用性越来越模糊，专用网络与Internet网络标准日趋统一。因此，各品牌网络操作系统都集成了许多标准化应用，如Web服务、文件传输协议（File Transfer Protocol,FTP）服务、网络管理服务等，甚至是E-mail。各种类型的网络几乎都连接到了Internet上，对内、对外均按Internet标准提供服务。

（6）并行性

有的网络操作系统支持群集系统，可以实现在网络的每个节点处为用户建立虚拟处理器，各节点机并行执行。一个用户的作业被分配到不同节点机上，网络操作系统管理这些节点机协作完成用户的作业。

（7）开放性

随着Internet的产生与发展，不同结构、不同网络操作系统的网络需要实现互连，因此，网络操作系统必须支持标准化的通信协议“如传输控制协议/网际协议（Transmission Control Protocol/Internet Protocol,TCP/IP）、NetBios 增强用户接口（NetBios Enhanced User Interface,NetBEUI）等”和应用协议“如超文本传输协议（HyperText Transfer Protocol,HTTP）、简单邮件传输协议（Simple Mail Transfer Protocol,SMTP）、简单网络管理协议（Simple Network Management Protocol,SNMP）等”，支持与多种客户端操作系统平台的连接。只有保证系统的开放性和标准性，使系统具有良好的兼容性、迁移性、可升级性、可维护性等，才能保证厂家在激烈的市场竞争中生存，并最大限度地保障用户的投资。

（8）可移植性和伸缩性

目前，网络操作系统一般都支持广泛的硬件产品，不仅支持Intel系列处理器，而且可运行在精简指令集计算机（Reduced Instruction Set Computing,RISC）芯片（如DEC Alpha、MIPSR4400、Motorola PowerPC 等）上。网络操作系统往往还支持多处理器技术，如支持对称多处理（Symmetrical Multi-Processing,SMP）技术，支持的处理器个数从1到32不等，或者更多，这使得系统具有很好的伸缩性。

（9）高可靠性

网络操作系统是运行在网络核心设备（如服务器）上的管理网络并提供服务的关键软件。它必须具有高可靠性，能够保证系统365天、24小时全天不间断地工作。如果由于某些情况（如访问过载）系统总是崩溃或服务停止，用户是无法忍受的，因此，网络操作系统必须具有良好的稳定性。

（10）安全性

为了保证系统和系统资源的安全性、可用性，网络操作系统往往集成用户权限管理、资源管理等功能。例如，为每种资源都定义自己的存取控制表（Access Control List,ACL），定义各个用户对某个资源的存取权限，且使用用户安全标识符（Security Identifiers,SID）唯一区别用户。

（11）容错性

网络操作系统能提供多级系统容错能力，包括日志式的容错特征列表、可恢复文件系统、磁盘镜像、磁盘扇区备用以及对不间断电源（Uninterruptible Power System,UPS）的支持。强大的容错性是系统可靠运行（可靠性）的保障。

（12）图形化界面

目前，网络操作系统的研发者非常注重系统的图形用户界面（Graphical User Interface,GUI）开发。良好的图形用户界面可以为用户提供直观、美观、便捷的操作接口。