loading第八章
教学时数：自学
网络操作系统
教学目的与要求：本章的学习目的是使学生了解网络操作系统和WindowsNT。要求理解网络操作系统提供的功能和服务，并了解客户/服务器模式及WindowsNT网络命令。
教学重点：网络操作系统的功能和服务，WindowsNT简介。教学难点：网络操作系统的功能和服务。
8．1计算机网络概述
8．1．1计算机网络的拓扑结构在计算机网络中，利用通信线路来连接各计算机的方式是多种多样的。相应地，各计算机之间连接的几何形状也呈现了多样性，由此而形成了多种类型的挖每个落拓扑结构。目前最常见的网络拓扑结构有星形、树形、总线形、环行和网状五种。1．星形和树形网络拓扑结构（1）星形网络拓扑结构。这是指每一个中心结点通过点一点方式与若干个远程结点相使，连网络的拓扑结构呈现放射状的星形，如图8-1（a）所示，其所有各个远程结点之间因无连接而不能直接通信。星形网络拓扑结构的主要特点是其处理和控制功能高度集中，即整个网络对信息的处理功能和对网络的控制功能，都集中在中心结点上。该特点使网络易于构建，但也从多方面带来了不利的影响。首先，它使网络具有潜在的不可靠性，因为一旦中心结点发生故障时，便会造成整个网络的瘫痪；其次，由于星形网络的性能受到中心结点硬件接口及软件功能的限制，最明显的使网络的扩充性较差；第三，随着远程结点的增多和频繁的访问、容易形成瓶颈。图8-1星形和树形网络拓扑结构（2）树形网络拓扑结构。鉴于单级星形网络的诸多不利条件，不适于用于构建大型网络，于是产生了多级星形网络拓扑结构。如果将多级星形重新按层次方式排列，则形成了树形网络，如图8-1（b）所示。树形网络拓扑结构是对星形网络的一种改进。由于在中间层各结点上的处理机，都具有控制和处理能力，因而使整个系统具有一定的分布控制和处理能力，即使中央处理机瘫痪，其它结点处理机仍可维持网络的局部运行。2．公用总线形和环行网络拓扑结构（1）公用总线形网络拓扑结构。这是将若干个结点分别通过一个连接器，连接到一条高速公用总线上所形成的网络拓扑结构，如图8-2（a）所示。通常在总线性网络上都连接有几个至十几个网络工作站和一两个用于提供服务的网络服务器。总线形网络拓扑结构的最大特点，是由多个结点共享一条传输总线，使网络的物理结构简单、信道利用率高，而且是广播通信方式，亦即，由总线上任一结点所发出的信息，能被总线上的所有其它结点接收。但由于公用总线的长度受到一定限制，因而是总线网的地理覆盖范围一般局限于某个单位或部门。图8-2总线形和环形网络拓扑结构（2）环行网络拓扑结构。这是通过点一点的连接方式，将所有的转发器连接成一个环行，其中的每个转发器可用于连接一个网络工作站，站上的信息通过转发器传送到环路上，信息在环路上只作单方向流动。环行网络拓扑结构的最大特点，仍然是由多个结点共享一条传输总线，使网络的物理结构简单，信道利用率高，而且是广播通信方式，见图8-2（b）所示。但基本的环行网络的可靠性差，当环上任一结点的转发器发生故障时，都会导致整个网络瘫痪。3．网状形网络拓扑结构在广域网中最广泛采用的是网状形网络拓扑结构。这是通过点一点的连接方式，将分布在不同地点的、用于实现数据通信的设备PSE（PacketSwitchEquipment）连接在一起，形成一个不规则的网状形网络。该网络专门用于实现数据通信，因而称为通信子网，如图8-3所示。凡要入网的主机（HOST）都应连接到该网络的一个PSE上，任何两主机之间的通信都必须通过该通信子网。所有这些主机都作为网络的信源和信宿，且其中有相当数量的主机都对信息具有强大的处理能力，驻留了大量的可供网络用户共享的文件和资料。由通信子网之外的所有主机构成了数据处理子网，也称为资源子网。可见，网状形网络在逻辑上可分为通信子网和资源子网两部分。这种网络形成的最大好处是便于将各种类型的计算机连接成异构信网络。图8-3网状形网络拓扑结构网状形网络拓扑结构的主要特点是，它具有分布性，亦即，在通信子网PSE都是分布在不同的地理位置上。类似地，用作数据处理的主机也是分布在不同的地理位置上。①分布性可使信息得以就近处理，减少了网络中的信息流量；②分布性提高了网络的可靠性，在任何两个重要的通信设备之间，都有两条以上的传输路由；③分布性也改善了网络的可扩充性，网络的扩充几乎不受到限制。8．1．2计算机广域网络计算机网络所覆盖地理范围的大小，可把计算机网络分为广域网和局域网两类。在广域网中，计算机之间互连的距离通常为数公里至数千里，网络的覆盖范围可以是一个地区、一个国家，甚至是全世界。广域网都是基于某种交换方式来实现信息的传递的。相应地，可以按交换方式的不同而把广域网分为：公用交换的电话网、分组交换网、帧中继网以及ATM网。（1）公用交换电话网中，如果一个结点要与另一个结点进行通信，则必须在该两结点之间建立一条通信线路。随着结点数目的增多，其互连线的数目将呈平方关系增多。这种互连方法是不实际的。为了解决在众多结点之间的通信问题而引入了“交换技术”。所谓“交换”（Switching），是指在两个或多个结点之间建立暂时通信线路或链路的操作。建立链路的操作是由交换中心完成的。两个结点在通信之前，须先建立链接，然后源结点把信息通过该链路发送给交换中心，在由交换中心把信息转发到目标结点，通信结束后便拆除该链接。图8-4示出了具有交换中心时的连接方式。由图可见，其连接线数目与结点数目成比例。图8-4全互连和具有交换中心的连接（2）线路交换方式。线路交互方式广泛用于电话系统中，它通过直接接通或断开某些线路来形成所要求的连接，用户之间能够直接通信。通信完毕便拆除该连接，将线路让给其他用户进行通信。（3）线路交换网。将数字设备连接到网上，必须通过调制解调器。在源主机处，有调制器将数字信号转换成模拟信号；而在目标主机处，由解调器完成模拟信号到数字信号的反变换。利用电话网来传输数据的传输速率较低。2．分组交换网（1）报文交换方式。是最早用于电报系统中的数字式交换方式。它是基于“存储一转发“方式进行报文交换的。数字式报文交换中心先将各用户发来的电报接收下来，存储在报文缓冲区中，经过适当的处理后，为该文选择一条转发路由，将它送至该路由输出队列中排队，再依次将该队列中各报文转发出去。报文交换方式适用于传输数字信号。（2）分组交换方式。对报文交换方式的一种改进，是基于“存储一转发”方式来传输信息的。将不定长的报文分解成定长的分组（packet），然后以分组为单位进行传输。这种方式的好处是：简化了对缓冲区的管理，加速了对信息的传输，减少了传输出错率以及重发信息量。（3）分组交换网。是以分组作为传输的基本单位。一个分组由分组头和正文两部分组成。正文是用户要传送的信息，而分组头则是用于控制该分组在网络中传输所必须的控制信息。3．帧中继网（1）帧交换方式的帧中继网。在传统的分组交换方式的基础上发展起来的一种快速交换方式，传输的基本单位是帧，其长度是可变的，采用“存储一转发”方式，帧交换器每收到一个新到的帧时，先将该帧送帧缓冲区中排队，然后按照该帧中的目标地址，将该帧转发给相应路径上的下一个帧交换器。其传输时延比起分组交换网低一个数量级。（2）信元交换方式的帧中继网。采用的是信元交换方式，它是对帧交换方式加以改进形成的具有较好性能的帧中继的交换方式。传输和交换基本单位是具有固定长度的“信元”。优点是获得更小的传输时延及更大的网络吞吐量。②可以用硬件方法实现信元交换，提高交换速度，从而有更高的传输速率。、更小的传输时延且大小固定，嫩够满足多种通信业务的需求。其中包括语言和视频业务。8．1．3计算机局域网络1．基本型局域网（1）以太网（Ethernet）它采用的是公用总线型网络拓扑结构，传输速率为10Mb/s，传输介质，是同轴电缆，网络的最大距离为2.5km。到90年代使用双绞线。（2）令牌环（Token-Ring）网。它采用的是唤醒网络拓扑结构，传输速率为16Mb/s；传输介质可以是屏蔽双绞线，也可以是非评比双绞线。2．快速局域网快速LAN试图通过提高LAN的传输速率来增加每个站点的带宽的。FDDI光纤网；千兆以太网。（1）FDDI光纤网。FDDI采用了两个光纤环，其中一个作为主环，另一个作为副环，某些重要设置可同时接到两个环上。由于FDDI具有很高的传输速率，用作互连局域网的主干线。（2）快速以太网100BASE–T。具有100Mb/s传输速率的局域网。就成为具有100Mb/s传输速率的主流局域网。3．交换式LAN交换局域网的引入，则是通过减少每个局域网段上站点数目的方法，来增加站点的平均带宽的。局域网更方便、经济。8．1．4开放系统互连参考模式开放实系统的功能分为两部分：（1）本地处理。这部分只涉及到本地的一些处理，比如本地的进程通信。（2）互连处理。互连的含义包括各实系统之间的信息交换和相互合作。在开放实系统中，把有关互连的部分抽象出来，边形成了“开放系统”。1．网络体系结构的基本概念计算机网络都采用了层次式结构。在网络体系统中，最重要的两个基本概念。1）层次式结构计算机网络可分为若干个层次。其中第n层是由分布在不同系统中的、处于n层的子系统所组成，每个（N）子系统中都含有（N）实体。不同系统中处于同一层次的实体称为对对等实体（PeerEntity），除最高层次外，每一个分布在（N）层中的（N）实体，都向N+1）实体提供（N）服务。2）网络协议在计算机网络中，为使在个计算设备之间能正确地传诵信息，必须有一组关于信息的传输顺序、信息格式和信息内容等的约定或规则。人们把这种规定或规则称为网络协议。网络协议含有三要素：（1）语义。协议都含有多种不同类型的协议元素，不同的协议元素有不同的含义。（2）语法。它规定了当把若干个协议元素和数据组合在一起，来表达一个完整的内容时，所须遵循的格式。（3）规则。它规定了时间的执行顺序。在层次结构中的每一层，都可能有若干个协议。3）网络体系结构计算机网络中各层次及其协议的集合，被称为网络体系结构。网络体系结构知识从层次结构及功能来描述计算机网络的结构，并不涉及每一层的硬件和软件组成。2．OSI七层模式各层的功能如下：（1）物理层（PhysicalLayer），通信提供物理链路，实现比特流的透明传输。物理层定义了与传输线及硬件接口的机械、电气功能和过程有关的各种特征，以及建立、维持和拆除物理连接。（2）数据连接层（DataLinkLayer）。用于提供相邻接点间透明的、可靠的信息传输服务。意味着对所传输数据的内容、格式及编码不做任何限制；可靠，表示在该层设置有相应的检错和纠错设施。数据传输的基本单位是帧。（3）网络层（NetworkLayer）。在源DCE和目标DCE之间的信息传输服务。传输的基本单位是分组（packet）。信息在网络中传输时，必须进行路由选择、差错检测、顺序及流量控制。网络层还应向传输层提供数据报或虚电路服务。（4）传输层（TransportLayer）。本层为不同系统内的会晤实体建立端一端（end-to-end）之间的透明、可的数据传输，执行端一端差错控制及顺序和流量控制，管理多路复用等，数据传输的基本单位是报文（message）。（5）会晤层（SessionLayer）。为不同系统内的应用进程之间建立会晤连接，使两进程间能以同步方式交换数据，并能有序地拆除连接，以保证不丢失数据。（6）表示层（PresentationLayer）。本层向应用进程提信息表示方式，对不同表示方式进行转换管理等，使在采用不同表示方式的系统之间能进行通信，并提供标准的应用接口和公用通信服务，如数据加密、正文压缩等。