分布式結構的網路,網路的每台設備之間均有點到點的鏈路連接。系統可靠性高,容錯能力強但是不經濟。
『貳』 計算機網路中,容錯能力最強的是
A.光纖採用光纖能達到T(1T=1000G)bps以上的極限速度,採用光傳輸信號,傳輸過程中不會受外界電磁波的干擾.。
『叄』 什麼是伺服器的容錯技術
有備無患的做法,向來都是優質的香港機房擁有的作風,這表現在了電源、帶寬線路等方面的冗餘配置。盡管機房能夠提供伺服器在突發情況下正常運行的冗餘配置,但是站長要想網站伺服器能安安穩穩運行完服務期的話,那麼壹基比小喻認為香伺服器機房需要擁有以下5點的容錯性。
一、冗餘的電源供應
站長需要確保選用的香港機房擁有冗餘的電源供應,包括企業級不間斷電源、定期檢測的備用發電機等。盡管停電可能只會偶爾發生,但是選擇到香港機房如果不具備沒有冗餘電力,這可能導致租用的香港伺服器因短時間電力難以恢復的問題而導致網站業務持續中斷。因此選擇香港機房很重要,精心設計的電力系統會解決本地電源故障、電壓變化以及短期和長期停電問題。
二、伺服器硬體冗餘
硬體非常重要。香港伺服器中的硬體設備和網路硬體都應該是以冗餘的方式構建。如果您選擇的服務商和數據中心足夠負責,這些設施都應具備。其中,香港伺服器租用,通常都接入多條國際線路,以BGP智能切換最佳路由,保障網路冗餘,順便一提,葵芳的香港伺服器租用,已接入中國電信CN2專線直達香港,大陸訪問更快更穩定。關於伺服器硬體的冗餘,一般需要客戶付費部署RAID磁碟陣列,可提供更高的數據可靠性。
三、保持軟體最新版本和補丁更新
香港伺服器中軟體需要保持更新,尤其是與安全相關的軟體。畢竟,大量的服務中斷是由應用程序故障引起的,例如彈性負載平衡軟體故障等。而且,未及時更新版本和安全補丁,容易被黑客入侵進而導致更嚴重的損害。
四、伺服器硬體故障監控
針對硬體設施提供密切的監控是不可缺少的。站長應當隨時保持對伺服器硬體和軟體的密切關注,並確保有一個系統可以在突發故障時即時提醒您。當然,可靠的香港伺服器租用服務商一定會部署這樣的實時監控系統。因此站長在選擇香港伺服器租用時應當確認服務商是否具備這樣的部署。
五、降低人為操作的失誤率
在引發在線業務停滯的事件中,大多數情況不是由伺服器或者數據中心引起的,而是應用程序故障、系統缺陷以及人為錯誤操作導致的。因此,站長就需要盡可能提升伺服器管理水平或者請專業人士來管理伺服器。
『肆』 計算機網路最基本的功能之一是
計算機網路的主要功能是數據通信和共享資源。
1、數據通信是指計算機網路中可以實現計算機與計算機之間的數據傳送。
2、共享資源包括共享硬體資源、軟體資源和數據資源。
『伍』 容錯是什麼意思容錯
紅黑碳王屬於力量非常大,速度非常快,控制性能卻偏弱的類型
這樣球接觸拍子後會很快彈出去,手感稍微差一點的球友可能會感覺完全控制不住
也就是說容錯性很低,一個不注意就飛了。配合軟一些的膠皮會有所改善。
如果是初學的業余球友,建議選擇均衡型拍子,比較的柔軟,力量適中,也可以練習打也可以練習拉,等到有一定水平之後再慢慢研究適合自己的打法。
另外前期投入不需要太多,初學者用個100-200左右的拍子也都夠了。紅黑碳王不便宜吧,根據自己的經濟情況決定吧。
『陸』 計算機網路的拓撲結構有哪些它們各有什麼優缺點
計算機連接的方式叫做「網路拓撲結構」(Topology)。網路拓撲是指用傳輸媒體互連各種設備的物理布局,特別是計算機分布的位置以及電纜如何通過它們。設計一個網路的時候,應根據自己的實際情況選擇正確的拓撲方式。每種拓撲都有它自己的優點和缺點。
網路的拓撲的分類:網路拓撲可以根據通信子網的通信信道分為兩類,廣播通信信道子網的拓撲與點到點通信子網的拓撲。
採用廣播通信信道子網的基本拓撲結構主要有4種:匯流排型,樹型,環型,無線通信與衛星通信型,
採用點到點的通信子網的基本拓撲結構主要有4種:星型,環型,樹型與網狀型拓撲。
網路的拓撲結構:分為邏輯拓撲和物理拓撲結構這里講物理拓撲結構。
匯流排型拓撲:是一種基於多點連接的拓撲結構,所有的設備連接在共同的傳輸介質上。匯流排拓撲結構使用一條所有PC都可訪問的公共通道,每台PC只要連一條線纜即可但是它的缺點是所有的PC不得不共享線纜,優點是不會因為一條線路發生故障而使整個網路癱瘓。
環行拓撲:把每台PC連接起來,數據沿著環依次通過每台PC直接到達目的地,在環行結構中每台PC都與另兩台PC相連每台PC的介面適配器必須接收數據再傳往另一台一台出錯,整個網路會崩潰因為兩台PC之間都有電纜,所以能獲得好的性能。
樹型拓撲結構:把整個電纜連接成樹型,樹枝分層每個分至點都有一台計算機,數據依次往下傳優點是布局靈活但是故障檢測較為復雜,PC環不會影響全局。
星型拓撲結構:在中心放一台中心計算機,每個臂的端點放置一台PC,所有的數據包及報文通過中心計算機來通訊,除了中心機外每台PC僅有一條連接,這種結構需要大量的電纜,星型拓撲可以看成一層的樹型結構不需要多層PC的訪問權爭用。星型拓撲結構在網路布線中較為常見。
菊花鏈拓撲:類似於環行拓撲結構,但是中間有一對斷點。
以上幾種拓撲結構可以混合使用,並且星型拓撲較為常見。
注意要區分開網路物理拓撲結構和邏輯拓撲物理拓撲是連接的PC的真實路徑。
邏輯拓撲是數據由一台PC傳輸到另台PC的實際流向而構成的路徑
『柒』 pc 中的哪個適配器卡有數據容錯能力
網路適配器又稱網卡或網路介面卡(NIC),英文名NetworkInterfaceCard。
它是使計算機聯網的設備。
平常所說的網卡就是將PC機和LAN連接的網路適配器。
網卡(NIC) 插在計算機主板插槽中,負責將用戶要傳遞的數據轉換為網路上其它設備能夠識別的格式,通過網路介質傳輸。
它的主要技術參數為帶寬、匯流排方式、電氣介面方式等。
它的基本功能為:從並行到串列的數據轉換,包的裝配和拆裝,網路存取控制,數據緩存和網路信號。
目前主要是8位和16位網卡。
『捌』 如何實現企業級網路系統容錯性設計
如何實現企業級網路系統容錯性設計 合…信鰣合23bool 合肥市電信局計算中心(合肥)l 摘要文章以爭肥市電信局計算機綜合管理網路系統為例,詳細說明 了客錯網路的基本概念,設計原J0,jg 具體 的實現方法,具有普遍的指導意義. 關鍵詞冗餘鏈路FDDITRUCLUSTERRAID5 l 前言 近年來,隨著全國范圍內企業級網路系統建設的蓬勃 發展,網路系統的容錯性日益受到人們的關注.據美國IDC 公司的統計數字表明,6%的數據丟失可歸咎於網路.因此, 一 個沒有高可靠性的網路系統是一個不完整或不完善的 網路,而容錯技術則是提高網路系統可靠性的關鍵. 合肥市電信局作為安徽郵電省會局,擁有市話,移動 等各類用戶40 多萬,其帳務,號線等業務數據非常龐大. 由於電信行業具有覆蓋面廣,業務繁多,實時性強等特點, 在建設合肥電信」九七工程計算機網路系統過程中,合肥 局對業務數據的安全可靠提出了很高的要求.一旦網路故 障,造成數據(尤其是帳務數據)丟失,系統中斷,由此造成 的損失是不可估量的.因此,提高整個網路的高可用性,建 設具有高容錯性能的網路系統,勢在必行.那麼如何設計 一 個高性能,高容錯的網路系統呢? 2 容錯網路設計的一般原則 所謂網路的容錯性即是尋找最常見的故障點,通過冗 余度(Redtmdancy)來加強它們,以最大限度地縮短網路故 障的持續時間(downtime).為了避免各種故障造成數據的丟 失或出錯,甚至網路的癱瘓,必須果用各種冗餘措施來提 高網路的容錯能力.影響網路系統容錯能力的因素很多, 其中包括:用戶到網路中心的數據鏈路如何冗餘,網路中 心樞紐如何容錯,以及網路主幹,網路伺服器如何容錯等 等. 作為網路容錯性設計,其一般原則如下: (1)並行主幹,雙網路中心. 網路中心是整個網路系統的核心,具有突出重要的地 位.為了加強網路中心,可採用並行網路及冗餘網路中心 的方法,將每個用戶同時連到兩個網路中心上,以提高整 個網路系統的容錯能力. c2]多數據鏈路,多路由的廣域網互聯. 邊界網路至網路中心採用多數據鏈路,多路由的連接 方式,任一數據鏈路的故障並不影響局部網路用戶的正常 使用: c3)採用具有模塊化結構,熱插拔功能的網路設備. 網路設備的模塊化結構,熱插拔功能,不僅使您擁有 靈活的組網方式,而且使您能及時更換故障模塊而不用切 斷電源.以提高網路系統長時間連續工作的能力. (4]網路伺服器採用新技術. 網路伺服器通過採用雙機熱備份,雙機鏡像和容錯存 儲等當今計算機最新技術來增強網路伺服器的容錯性能. 9419995 計算機工程與應用 根據以上原則,結合電信局的實際情況,筆者等成功設 計與實現了具有高容錯性能的合肥市電信局計算機綜合管 理網路系統. 3 容錯網路系統的結構及組成 該系統為企業級區域網,採用了當今最為流行的高速 網路技術FDDI 為網路主幹.以大鍾樓,黃山路局為雙網路 中心的結構模式,12 個遠端分局則以雙E1 鏈路覆蓋.網路 系統的設備選型對提高整個網路系統的性能至關重要,經 過多次調研,筆者選擇了美國著名網路廠商CISCO 公司 的各種高,低檔網路設備及美國DEC 公司Alpha2100 系 列小型機.網路結構如下:(見下一頁) 3.1 並行網路主幹 主幹網路由位於兩個網路中心的4 台Alpha2100 系 列小型機與3 台CATALYST5OOO 和CATALYST1200 交換機通過FDDI 雙環互聯組成.FDDI 作為一種成熟的高 速主幹網路技術,以其傳輸速度快,傳輸距離遠,抗干擾性 強等特點,在全國范圍內得到廣范的使用,其特有的主,副 雙環結構,使它具有良好的」自愈」功能,當主環發生故障 時,備環能即時啟動,因此,FDDI 具有極佳的容錯性.極適 合用於大型企業的網路主幹. 3.2 雙網路中心 該系統承擔著各種大量的實時性,可靠性要求很高的 業務數據信息及數據的傳輸工作,尤其是業務數據中心, 如出現網路癱瘓,其後果不堪設想.因此,筆者建立了大鍾 樓,黃山路雙網路中心的結構模式.它分別由兩台美國 CISCO 公司的高端路由器CISCO7010 和高性能交換機 CATALYST5000 組成,這樣任一網路中心的故障甚至癱 瘓,並不影響整個網路正常使用.另外CISCO7010 路由 器,CATALYST5OOO 交換機均為CISCO 公司的高端產 品,均具有模塊化,插槽式結構和帶電熱插撥的能力,不但 靈活性很高,而且排除故障非常方便,為網路的高可靠性 及高容錯性的可靠保證. 3.3 雙E1 數據鏈路,雙路由 合肥市電信局共有12 個遠端分局,為了提高各分局 網路與中心網路的可靠互聯,筆者採用了」雙E1 數據鏈 路,雙動態路由」的廣域網互聯方式.每個分局的CISCO 2514 路由器均通過兩個E1 通道與兩個網路中心的CISCO 7010 互聯.這樣,即使任一個E1 鏈路斷開,也不會影響各 分局網路系統的正常使用.另外,對於CISCO2514.和 CISCO7010,均果用了」雙動態路由,負載均衡」的配置方 式,實現了局間數據在雙E1 鏈路上的自動均衡分流.目 此,不僅大大提高了廣域網路的容錯性,而且使網問流量 增大了一倍,優化了網路. 3.4 小型機系統的容錯 小型機資料庫伺服器不但是整個綜合應用系統的核 心+也是網路系統容錯性設計的關鍵,根據合肥市電信局 目前的業務規模及今後若干年的遠景規劃,筆者選擇了4 台美國著名DEC 公司的新一代Alpha 系列小型機作為數 據庫伺服器:黃山路的兩台DiotalAlpha2100A5/250 和 大鍾樓的兩台ni6t,dAlphn2100A5/300.這4 台小型 機以DAS 方式分別連接在兩網路中心的FDDI 主幹上.采 用了」雙機容錯,異地容災」的結構模式,保證了業務信息 資源的可靠性,從而極大提高了網路的容錯能力. 為了提高連續不斷的數據可用性,最大限度地降低故 障停機時間和實現最高水準的設備使用率,以確保業務數 據的安全可靠+小型機系統採用了當今世界上最新的容錯 技術: fI)雙機集群TRUCLUSTER 技術 DEC 公司是小型機雙機集群CLUSTER 技術的先驅,其高容錯性能的TRUCLUSTER 技術,極大地提高了系統的容錯能力和業務 數據的可靠性.因此,兩個網路中心的兩台 小型機均採用了DEC 公司TRUCLUSTER Ver1.4 的產品.兩台小型機資料庫伺服器采 用松耦合的方式,以內存通道MCe Channe1)互聯,真正實現了對共享磁碟陣列 的實時,並行訪問+為小型機採用並行數據 庫提供了技術上的支持. (2)ORACLE 並行伺服器 ORACLE 資料庫系統是較完備的關系 型資料庫系統.因此,筆者選用了它的並行 資料庫ORACLEVer7.3.2.3,ORACLE 並行 伺服器允許多節點上同時並行訪問一個數 據庫,它除了提供標準的ORACLE7 所具 有的強大的包括EXPORT&IMPORT,鏡像備 份和歸檔(hot&cold)在內的各種資料庫備份 與恢復功能外,還提供其獨特的容錯特性,如 高可用性和自動聯機恢復.當某個節點或實 例發生故障時,運行實列的後台進程SMON 會監測到這個故障,並自動恢復該故障實 列. (3)獨立磁碟冗餘陣列—RAID 對於雙機集群的容錯系統,為了獲得高 性能的I/O 和較高的存貯能力,採用了當前 計算機I/0 的最新技術—獨立磁碟冗餘技 術RAID.根據組成RAID 的結構不同,可以 把RAID 分成各個等級.為了充分利用陣列 的磁碟空間,又能夠提高磁碟陣列的容錯性 能,可以選擇RAID5.每個RAID5 由多個 數據盤和一個Spare 空閑盤組成,而無校驗 盤,所有的檢驗信息分散於每個數據盤中, 因此所有數據盤可以同時進行讀寫.一旦任 一 數據盤出現故障,RAID5 就可以利用余 下數據盤中的校驗信息,在spare 盤中恢復故障盤中的所 有數據,因而提高了磁碟陣列的容錯能力. 4 結束語 根據網路容錯性設計的一般原則,採用當今各種最新 的網路冗餘技術,筆者成功地實現了合肥市電信局計算機 綜合管理容錯網路系統設計.事實證明,經過一年多的運 行,網路系統的高容錯性為合肥電信」九七工程」的順利運 行,提供了可靠性的保證,從而成為全國電信」九七工程」 中獨具特色的範例.(定稿日期:1998 年3 月) 參考文獻 1.L~DavidJ.Stang,s.Moon.NetrkSeeufi~Secrets. 電子工業出版杜縮 2.[美lLAuRAA.CHAPPEL.Novell』sGuide【nMdtipmt— oeollmernetworldng.電子工業出版社編 合肥市電信局計算機綜合管理系統網路拓撲圖 太鍾樓局計算機中心黃山路局網路中心 三孝口局銅陵I 局……寤惦局 計算機工程與應用1999.595
『玖』 求一篇3000字的關於計算機網路的論文,起末考試要用!拜託了!
【摘要】:當現代社會逐漸變為具有高度的相互依賴的巨大網路時,我們所生活的世界無法不變成一個被計算機網路緊密聯結起來的世界。計算機網路從技術角度來說,是作為一種布局,將經有關聯但相距遙遠的事物通過通信線路連接起來,但是對網路的思考決不是傳統的二維平面思維甚至三維的球面思維所能達到的。因此,計算機網路的可靠性便成為一項關鍵的技術指標。本文在介紹了網路可靠性的概況後,詳細闡述了計算機網路可靠性優化的技術分析。
【關鍵詞】:計算機網路;可靠性;實施;關於計算機網路論文
在信息時代,網路的生命在於其安全性和可靠性。計算機網路最重要的方面是它向用戶所提供的信息服務及其所擁有的信息資源,網路連接在給用戶帶來方便的同時,也給網路入侵者帶來了方便。因此,未來的計算機網路應該具有很高的安全性和可靠性,可以抵禦高智商的網路入侵者,使用戶更加可靠、更加方便地擁有大量各式各樣的個性化客戶服務。
一、計算機可靠性模型研究
計算機網路可靠性作為一門系統工程科學,經過5 0多年的發展,己經形成了較為完整和健全的體系。我們對計算機網路可靠性定義為:計算機網路在規定的條件下,規定的時間內,網路保持連通和滿足通信要求的能力,稱之為計算機網路可靠性。它反映了計算機網路拓撲結構支持計算機網路正常運行的能力。
計算機網路可靠性問題可以模型化為圖的可靠性問題。計算機網路模型採用概率圖G(V,E)來表示,其中結點集合v表示計算機網路的用戶終端,主機或伺服器等,邊集合E表示計算機網路的鏈路。計算機網路模型的概率圖,是對圖的各邊以及結點的正常運行狀態賦予一定的概率值以後所得到的圖。圖的可靠性問題包含兩個方面的內容:一是分析問題,即計算一個給定圖的可靠度;二是設計問題,即在給定所有元素後,設計具有最大可靠度的圖。圖的可靠度不方便求解時,可先求其失效度(可靠度+失效度=1),然後再求其可靠度。圖的結點和鏈路失效模型可分為鏈路失效模型、結點失效模型、結點和鏈路混合失效模型等三種類型,其中「結點和鏈路混合失效模型」最為常用。
二、計算機網路可靠性的設計原則
在計算機網路設計和建設的工程實踐中,科研人員總結了不少具體的設計經驗和原則,對計算機網路可靠性的優化設計起到了較好的規范和指導作用。在構建計算機網路時應遵循以下幾點原則:
遵循國際標准,採用開放式的計算機網路體系結構,從而能支持異構系統和異種設備的有效互連,具有較強的擴展與升級能力。
先進性與成熟性、實用性、通用性相結合,選擇先進而成熟的計算機網路技術,選擇實用和通用的計算機網路拓撲結構。計算機網路要具有較強的互聯能力,能夠支持多種通信協議。計算機網路的安全性、可靠性要高,具有較強的冗餘能力和容錯能力。計算機網路的可管理性要強,應選擇先進的網路管理軟體和支持SNMP及CMIP的網路設備。應選擇較好的計算機網路鏈路的介質,保證主幹網具有足夠的帶寬,使整個網路具有較快的響應速度。充分利用現有的計算機網路資源,合理地調配現有的硬體設施、網路布線、已經成熟的網路操作系統軟體和網路應用軟體。計算機網路可靠性設計的性價比應盡可能高。
三、計算機網路可靠性主要優化設計方法分析
提高計算機網路相關部件的可靠性與附加相應的冗餘部件是改善計算機網路可靠性的兩條主要途徑。在滿足計算機網路預期功能的前提下,採用冗餘技術(增大備用鏈路條數)一方面可以提高計算機網路的局域片斷的可靠性;另一方面也提高了計算機網路的建設成本。由於每條計算機網路鏈路均有可靠性和成本,故計算機網路中的鏈路的數目越少,相應地,計算機網路的可靠性就越高。下面我們從以下幾方面來加以論述:
(一)計算機網路的容錯性設計策略
計算機網路容錯性設計的一般指導原則為:並行主幹,雙網路中心。計算機網路容錯性設計的具體設計方案的原則,可以參照以下幾點:
採用並行計算機網路以及冗餘計算機網路中心的方法,將每個用戶終端和伺服器同時連到兩個計算機網路中心上。數據鏈路、路由器在廣域網范圍內的互聯。計算機網路中的邊界網路至網路中心採用多數據鏈路、多路由的連接方式,這樣可以保證任一數據鏈路的故障並不影響局部網路用戶的正常使用。
計算機網路設計時,應採用具有模塊化結構、熱插熱撥功能的網路設備。這不僅可以擁有靈活的組網方式,而且在不切斷電源的情況下能及時更換故障模塊,以提高計算機網路系統長時間連續工作的能力,從而可以大大提高整個計算機網路系統的容錯能力。
網路伺服器應採用新技術,如採用雙機熱備份、雙機鏡像和容錯存儲等技術來增強伺服器的容錯性、可靠性。
在進行網路管理軟體容錯設計時,應採用多處理器和特別設計的具有容錯功能的網路操作系統來實現,提供以檢查點為基本的故障恢復機能。
(二)計算機網路的雙網路冗餘設計策略
計算機網路的雙網路冗餘性設計是在單一計算機網路的基礎上再增加一種備用網路,形成雙網路結構,以計算機網路的冗餘來實現計算機網路的容錯。在計算機網路的雙網路結構中,各個網路結點之間通過雙網路相連。當某個結點需要向其它結點傳送消息時,能夠通過雙網路中的一個網路發送過去在正常情況下,雙網路可同時傳送數據,也可以採用主備用的方式來作為計算機網路系統的備份。當由於某些原因所造成一個網路斷開後,另一個計算機網路能夠迅速替代出錯網路的工作,這樣保證了數據的可靠傳輸,從而在計算機網路的物理硬體設施上保證了計算機網路整體的可靠性。
(三)採用多層網路結構體系
計算機網路的多層網路結構能夠最有效地利用網路第3層的業務功能,例如網路業務量的分段、負載分擔、故障恢復、減少因配置不當或故障設備引起的一般網路問題。另外,計算機網路的多層網路結構也能夠對網路的故障進行很好的隔離並可以支持所有常用的網路協議。計算機網路的多層模式讓計算機網路的移植變得更為簡單易行,因為它保留了基於路由器和集線器的網路定址方案,對以往的計算機網路有很好的兼容性。計算機網路的多層網路結構包含三個層次結構:
接入層:計算機網路的接入層是最終用戶被許可接入計算機網路的起點。接入層能夠通過過濾或訪問控制列表提供對用戶流量的進一步控制。在區域網絡環境中,接入層主要側重於通過低成本,高埠密度的設備提供服務功能,接入層的主要功能如下:為最終網路用戶提供計算機網路的接入埠;為計算機網路提供交換的帶寬;提供計算機網路的第二層服務,如基於介面或Mac地址的Vlan成員資格和數據流過濾。
分布層:計算機網路的分布層是計算機網路接入層和核心層之間的分界點。分布層也幫助定義和區分計算機網路的核心層。該分層提供了邊界定義,並在該處對潛在的費力的數據包操作進行預處理。在區域網環境中,分布層執行最多的功能有:V L A N的聚合;部門級或工作組在計算機網路中的接入;廣播域網或多點廣播域網在計算機網路中的聯網方式的確定;
(四)核心層
計算機核心層是計算機網路的主幹部分。核心層的主要功能是盡可能快速地交換數據。計算機網路的這個分層結構不應該被牽扯到費力的數據包操作或者任何減慢數據交換的處理。在劃分計算機網路邏輯功能時,應該避免在核心層中使用像訪問控制列表和數據包過濾這類的功能。對於計算機網路的層次結構而言,核心層主要負責以下的工作:提供交換區塊之間的連接;提供到其他區塊(如伺服器區塊)的訪問;盡可能快地交換數據幀或者數據包。
縱觀未來計算機網路的發展,人們對待網路的要求將越來越高。他們希望創造一個「點擊到一切」的世界,盡管這個簡單的想法讓它成為現實並不是一件很容易的事情,但是一旦認識到計算機網路美好的發展前景,憑借人類的智慧,我們有理由相信我們的世界將由此得到它前所未有的自由。
【參考文獻】:
[1]葉明鳳,計算機網路可靠性的研究,電腦開發與應用,2001
[2]張紅宇,計算機網路優化探討,嘉興學院學報,2006
[3]龔波,張文,楊紅霞,網路基礎,北京:電子工業出版社,2003
『拾』 網路操作系統的主要特點
操作系統(英語;Operating
System,簡稱OS)是一管理電腦硬體與軟體資源的程序,同時也是計算機系統的內核與基石。操作系統身負諸如管理與配置內存、決定系統資源供需的優先次序、控制輸入與輸出設備、操作網路與管理文件系統等基本事務。操作系統是管理計算機系統的全部硬體資源包括軟體資源及數據資源;控製程序運行;改善人機界面;為其它應用軟體提供支持等,使計算機系統所有資源最大限度地發揮作用,為用戶提供方便的、有效的、友善的服務界面。操作系統是一個龐大的管理控製程序,大致包括5個方面的管理功能:進程與處理機管理、作業管理、存儲管理、設備管理、文件管理。目前微機上常見的操作系統有DOS、OS/2、UNIX、XENIX、LINUX、Windows、Netware等。但所有的操作系統具有並發性、共享性、虛擬性和不確定性四個基本特徵。
操作系統的型態非常多樣,不同機器安裝的OS可從簡單到復雜,可從手機的嵌入式系統到超級電腦的大型操作系統。許多操作系統製造者對OS的定義也不大一致,例如有些OS集成了圖形化使用者界面,而有些OS僅使用文本介面,而將圖形界面視為一種非必要的應用程序。
操作系統理論在計算機科學中為歷史悠久而又活躍的分支,而操作系統的設計與實現則是軟體工業的基礎與內核。
類型
操作系統大致可分為6種類型。
①簡單操作系統。它是計算機初期所配置的操作系統,如IBM公司的磁碟操作系統DOS/360和微型計算機的操作系統CP/M等。這類操作系統的功能主要是操作命令的執行,文件服務,支持高級程序設計語言編譯程序和控制外部設備等。
②分時系統。它支持位於不同終端的多個用戶同時使用一台計算機,彼此獨立互不幹擾,用戶感到好像一台計算機全為他所用。
③實時操作系統。它是為實時計算機系統配置的操作系統。其主要特點是資源的分配和調度首先要考慮實時性然後才是效率。此外,實時操作系統應有較強的容錯能力。
④網路操作系統。它是為計算機網路配置的操作系統。在其支持下,網路中的各台計算機能互相通信和共享資源。其主要特點是與網路的硬體相結合來完成網路的通信任務。
⑤分布操作系統。它是為分布計算系統配置的操作系統。它在資源管理,通信控制和操作系統的結構等方面都與其他操作系統有較大的區別。由於分布計算機系統的資源分布於系統的不同計算機上,操作系統對用戶的資源需求不能像一般的操作系統那樣等待有資源時直接分配的簡單做法而是要在系統的各台計算機上搜索,找到所需資源後才可進行分配。對於有些資源,如具有多個副本的文件,還必須考慮一致性。所謂一致性是指若干個用戶對同一個文件所同時讀出的數據是一致的。為了保證一致性,操作系統須控制文件的讀、寫、操作,使得多個用戶可同時讀一個文件,而任一時刻最多隻能有一個用戶在修改文件。分布操作系統的通信功能類似於網路操作系統。由於分布計算機系統不像網路分布得很廣,同時分布操作系統還要支持並行處理,因此它提供的通信機制和網路操作系統提供的有所不同,它要求通信速度高。分布操作系統的結構也不同於其他操作系統,它分布於系統的各台計算機上,能並行地處理用戶的各種需求,有較強的容錯能力。⑥智能操作系統(見智能軟體)。
功能
操作系統的主要功能是資源管理,程序控制和人機交互等。計算機系統的資源可分為設備資源和信息資源兩大類。設備資源指的是組成計算機的硬體設備,如中央處理器,主存儲器,磁碟存儲器,列印機,磁帶存儲器,顯示器,鍵盤輸入設備和滑鼠等。信息資源指的是存放於計算機內的各種數據,如文件,程序庫,知識庫,系統軟體和應用軟體等。
資源管理
系統的設備資源和信息資源都是操作系統根據用戶需求按一定的策略來進行分配和調度的。操作系統的存儲管理就負責把內存單元分配給需要內存的程序以便讓它執行,在程序執行結束後將它佔用的內存單元收回以便再使用。對於提供虛擬存儲的計算機系統,操作系統還要與硬體配合做好頁面調度工作,根據執行程序的要求分配頁面,在執行中將頁面調入和調出內存以及回收頁面等。
處理器管理或稱處理器調度,是操作系統資源管理功能的另一個重要內容。在一個允許多道程序同時執行的系統里,操作系統會根據一定的策略將處理器交替地分配給系統內等待運行的程序。一道等待運行的程序只有在獲得了處理器後才能運行。一道程序在運行中若遇到某個事件,例如啟動外部設備而暫時不能繼續運行下去,或一個外部事件的發生等等,操作系統就要來處理相應的事件,然後將處理器重新分配。
操作系統的設備管理功能主要是分配和回收外部設備以及控制外部設備按用戶程序的要求進行操作等。對於非存儲型外部設備,如列印機、顯示器等,它們可以直接作為一個設備分配給一個用戶程序,在使用完畢後回收以便給另一個需求的用戶使用。對於存儲型的外部設備,如磁碟、磁帶等,則是提供存儲空間給用戶,用來存放文件和數據。存儲性外部設備的管理與信息管理是密切結合的。
信息管理是操作系統的一個重要的功能,主要是向用戶提供一個文件系統。一般說,一個文件系統向用戶提供創建文件,撤銷文件,讀寫文件,打開和關閉文件等功能。有了文件系統後,用戶可按文件名存取數據而無需知道這些數據存放在哪裡。這種做法不僅便於用戶使用而且還有利於用戶共享公共數據。此外,由於文件建立時允許創建者規定使用許可權,這就可以保證數據的安全性。
程序控制
一個用戶程序的執行自始至終是在操作系統控制下進行的。一個用戶將他要解決的問題用某一種程序設計語言編寫了一個程序後就將該程序連同對它執行的要求輸入到計算機內,操作系統就根據要求控制這個用戶程序的執行直到結束。操作系統控制用戶的執行主要有以下一些內容:調入相應的編譯程序,將用某種程序設計語言編寫的源程序編譯成計算機可執行的目標程序,分配內存儲等資源將程序調入內存並啟動,按用戶指定的要求處理執行中出現的各種事件以及與操作員聯系請示有關意外事件的處理等。
人機交互
操作系統的人機交互功能是決定計算機系統「友善性」的一個重要因素。人機交互功能主要靠可輸入輸出的外部設備和相應的軟體來完成。可供人機交互使用的設備主要有鍵盤顯示、滑鼠、各種模式識別設備等。與這些設備相應的軟體就是操作系統提供人機交互功能的部分。人機交互部分的主要作用是控制有關設備的運行和理解並執行通過人機交互設備傳來的有關的各種命令和要求。早期的人機交互設施是鍵盤顯示器。操作員通過鍵盤打入命令,操作系統接到命令後立即執行並將結果通過顯示器顯示。打入的命令可以有不同方式,但每一條命令的解釋是清楚的,唯一的。隨著計算機技術的發展,操作命令也越來越多,功能也越來越強。隨著模式識別,如語音識別、漢字識別等輸入設備的發展,操作員和計算機在類似於自然語言或受限制的自然語言這一級上進行交互成為可能。此外,通過圖形進行人機交互也吸引著人們去進行研究。這些人機交互可稱為智能化的人機交互。這方面的研究工作正在積極開展。