第5章网络设计与维护.ppt

计算机学院 邵黎 第5章 网络设计与维护 5.1 网络计算模型 计算模型名称： 集中式计算模型 在集中式计算技术时代广泛使用的大型机/小型机计算模型是通过一台物理上与宿主机相连接的非智能终端来是实现宿主机上的应用程序。 在多用户环境中，宿主机应用程序既负责与用户的交互，又负责对数据的管理；宿主机上的应用程序一般也分为与用户交互的前端和管理数据的后端，即数据库管理系统 (DBMS)。 集中式的系统使用户能共享贵重的硬件设备，如磁盘机、打印机和调制解调器等。 但随着用户的增多，对宿主机能力的要求很高，而且开发者必须为每个新的应用重新设计同样的数据管理部件。 客户机/服务器计算模型 在信息系统中，提供数据和服务的计算机称为服务器；向服务器提出请求数据和服务的计算机称为客户；这样的系统工作模式称为客户/服务器计算模式。 在客户/服务器模式中，客户简单地提出服务请求，由服务器提供服务并将结果或错误返回给客户，因此客户/服务器模式是一种主从结构。 客户/服务器把PC机、工作站、服务器、终端和各类计算机系统，通过垂直、水平的纵横网格构成分布式处理环境，从而可高效地实现资源共享。它同时具有很好的可移植性、互操作型和规模的可伸缩性。 多种组织形式： 单客户单服务器 单客户多服务器 多客户单服务器 多客户多服务器 网络操作系统（NOS）是指具有网络功能的操作系统。 定义：网络操作系统就是在计算机网络系统中，管理一台或多台主机的硬、软件资源，支持网络通信，提供网络服务的软件集合。 NOS需要提供高效、可靠的网络通信能力。 NOS能够提供多种网络服务。 网络操作系统除了具有通常的单机操作系统所具备的功能之外，还应具有网络支持功能，其主要功能需包括： （1）提供高效而可靠的网络通信能力。除了支持终端与主机之间的通信外，还要支持主机与主机之间的通信以及多个“用户对”之间同时通信的能力。 （2）提供多种网络服务。 网络操作系统常用的工作模式有三种： 对等模式（Peer-to-Peer）， 文件服务器模式， Client/Server模式。 对等模式下，各主机地位相同，安装相同的协议栈，彼此之间直接共享设定的网络资源。 文件服务器模式下，由服务器提供共享的硬盘和控制一些资源的共享。数据的共享以文件形式通过对文件的加锁、解锁来实施控制的。用户通过对服务器发送请求获得服务。 Client/Server模式下，Client是一组进程，Server是一组进程。 Client进程作为前端，进行应用方面的任务，Server进程作为后端，进行处理方面的任务。 Client与Server通过网络通信发送请求和响应进行联系。 在Client/Server模式里面，把操作系统看做是一些协同工作的进程组成的，这些进程就是Server，为用户（Client）提供各种服务（这里的用户指应用程序）。 Client和Server之间的通信采用请求/回答协议。 Client进程向Server进程发一个请求消息，要求获得某项服务，Server处理以后向Client发回数据或错误信息。 在客户机/服务器模型中，整个操作系统的代码被分成用户模式和核心模式两部分，其中用户模式下运行的操作系统代码作为服务器工作，而核心模式下运行的操作系统代码负责在用户应用程序（客户端）和用户模式下的操作系统服务器之间进行协调和调度。作为服务器工作的进程分别完成一个特定的系统功能，包括内存管理、进程管理、处理器调度等。 客户机/服务器操作系统的处理 用户应用程序首先向操作系统的核心部分发送消息来请求相应的系统服务，然后核心将该消息传递给服务器进程，服务器在完成有关的操作之后，由操作系统核心再将处理的结果以消息的形式返回给客户端。 多线程操作系统的进程与线程 在多线程操作系统中，进程被定义为操作系统所要做的工作，实际包括一个可被进程执行的代码，操作系统分配给该程序执行所需要的虚拟地址空间和其他必需的系统资源集合。 线程是进程的组成部分 线程是进程内的一个执行单元，是进程内的一个可调度实体。如果将进程理解为操作系统任务的逻辑表示，则线程表示了完成该任务的许多可能的子任务之一，线程之间可以并发操作。 进程的线程均在其地址空间内活动 系统资源分配的对象是进程 系统调度的单位是线程 线程在执行过程中需要协