2.5.2 操作系统的网络服务
面对网络环境下计算机的互相通信问题,产生了相应的网络通信协议,这里关心的是,协议定好了,要执行协议,显然由程序软件来完成,那么这个软件在什么位置执行,由谁来控制和管理呢?加利福尼亚大学伯克利分校的UNIX操作系统工作组最早把网络协议的实现软件加入它的UNIX操作系统中,支持网络环境下的计算机通信,逐渐地在操作系统中增加更多的网络功能,形成了网络操作系统。
网络操作系统(NOS,Network Operating System)是网络用户和计算机网络的接口,它除了提供标准操作系统的功能外,最重要的是保证网络节点互相通信,还管理计算机与网络相关的硬件和软件资源。从20世纪70年代开始,有专门的网络操作系统出现,主要的是Novell公司的Net Ware操作系统和Microsoft公司的Windows NT操作系统。随着网络的快速发展,网络服务的需求越来越多,所有的操作系统都具有了网络功能,不再单独定义哪些操作系统是网络操作系统了,而是侧重发展操作系统的网络功能,其中包括电子邮件服务、文件服务、打印服务、目录服务等。
当计算机在单机环境下工作时,用户只面对一台工作设备,当计算机在网络环境下工作时,用户可以通过面前操作的这台机器访问其他任何一台机器。我们把用户面对的这台机器称为本地(机器)设备,其他机器统称为远程(机器)设备。访问远程设备的能力和方法一般由操作系统的网络功能实现。
1.文件服务
文件服务使网络用户可以通过访问虚拟磁盘来访问远程网络主机或服务器,创建、检索和更新远程文件系统中的文件。网络客户端用户向服务器发出访问文件系统的请求,对用户是透明的,用户可以像使用本地机一样使用远程服务器。文件服务能指定访问和控制信息,也提供文件压缩实用程序和数据转移实用程序,数据转移实用程序可以管理不同类型存储设备上的数据。文件服务的主要形式如下。
(1)文件共享
文件共享主要用于局域网环境。允许通过映射,使登录到文件服务器的用户可以像使用本地文件系统一样来使用文件服务器上的文件资源。UNIX、Windows和Net Ware均提供这种形式的文件服务。
(2)基于FTP的文件传输
FTP(File Transfer Protocol)是TCP/IP协议应用层的文件传输协议,基于FTP的文件传输主要用于广域网环境。客户端的用户通过系统注册和登录,可以下载FTP服务器中的文件或将本地的文件资源上传到FTP服务器上。
2.打印服务
网络客户机可以使用网络(远程)打印机,使用方法与本地打印机完全相同,客户机并不知道是由网络中的打印机完成的打印任务。操作系统的打印服务截取了向本地打印机的输出请求,把请求重定向到服务器,服务器按照调度策略,把打印任务传送给网络打印机。使用网络打印服务,可以将多个用户的打印请求放到一台打印机上处理。
3.目录服务
我们了解操作系统的文件系统的目录,记录的是文件的目录,包括文件名和它的属性信息,用来管理文件系统中的文件。这里所说的目录服务的目录,是指网络环境下的资源的信息描述,记录的是网络中的三大资源:物理设备、网络服务和用户,它们的名字、属性以及当前位置和习惯位置;目录服务则对这些资源进行有效的管理和利用。
网络上,特别是互联网上资源丰富并且庞大,这些资源杂乱地散在网络中,虽然网络用户可以共享使用它们,但是要找到这些资源很费力,用户需要知道远程资源的具体地址,要具有使用权限,并且登录远程设备才能使用。为了方便使用,需要一定的机制来访问这些资源,为网络用户提供相关的服务,于是就有了目录服务。早期的目录服务主要提供文件检索功能,Novell就是广为使用的目录服务器系统;随着互联网的发展,网站的定位又成了难题,于是有了域名系统(DNS,Domain Name System)服务,它也是典型的目录服务,即帮用户实现域名与IP地址之间的转换。在Windows体系中,活动目录(AD,Active Directory)功能强大,是符合工业标准的目录服务器。在UNIX或Linux中,也有相应的目录服务器。目录服务对于网络的作用就像黄页(政府及法人机构、工商企业电话号码簿)对电话号码的作用一样。人们可以使用目录服务按名称查找对象或者使用它们查找服务。
目录服务的主要功能是提供资源与地址的对应关系,比如用户想找一台网上的共享打印机或主机时,只需要知道名字就可以了,而不必去关心它真正的物理位置。由目录服务帮助维护这样的资源-地址映射。用户希望在使用网络资源时,不必关心信息和服务在何处或从哪里找到或得到,目录服务就是组织网络资源使之能简单被用户使用。在理想情况下,目录服务将物理网络的拓扑结构和网络协议等细节掩盖起来,这样用户不必了解网络资源的具体位置和连接方式就可以进行访问,由目录服务提供对网络资源和服务的单一逻辑视图,这个视图就是目录,并以统一的界面提供给用户进行访问。
目录服务具有两个组成部分:目录和目录服务。目录,是存储了各种网络对象(用户账户、网络上的计算机、服务器、打印机、容器、组)及其属性的全局数据库。目录服务,提供用户使用资源及存储、更新、定位和保护目录中信息的方法。目录服务提供如下功能。
①用户管理:对用户进行身份验证和授权管理,保证核准用户能够方便地访问各种网络资源,禁止非核准用户的访问。
②分区和复制功能:由于网络规模巨大,网络资源的目录非常多,因此目录服务负责将庞大的目录库分成若干分区,再将这些分区复制到多台服务器中,且使每个分区被复制的位置尽量靠近最常使用这些资源的用户。
③创建、扩充和继承功能:允许在目录中创建新的对象、扩充服务新功能,并且目录对象可以继承其他对象的属性和权利。
④多平台支持功能:目录服务具有跨平台的能力,能支持网络上各种类型的服务器,与企业网络的平台无关。
总的来说,资源访问的传统方法是,要想访问网络上的共享资源,用户必须知道共享资源所在的工作站和服务器的位置,并需要依次登录到每一台提供资源的计算机上。目录服务却使用户无须了解网络中共享资源的位置,只需通过一次登录就可以定位和访问所有的共享资源。这意味着不必每访问一个共享资源就要在提供资源的那台计算机上登录一次。
4.电子邮件服务
电子邮件服务最早出现在电信系统中,后被引入局域网和广域网中,如今,电子邮件服务是使用得最多的网络服务之一。服务器上的电子邮件就像一个邮局,客户端发出的消息到达并存放在这里。当用户有邮件时,电子邮件服务器通知客户端、分发电子邮件并允许用户读、写和回复消息。