8.1网络操作系统概述（教案）《计算机网络技术项目教程》（大连理工出版社）

周 次 第 十一 周，第 11 次课；总第16次课 章节名称 第八章：网络服务器的搭建 授课方式 课堂讲授（√）；上机实验（ ）； 实际操作（ ）；课程设计（ ）； 教学时数 2 授课方法 和手段 课堂讲授 教学目的 与要求 目的和要求： 2．网络操作系统概述、DHCP的工作过程、域名空间与解析、 重点：DHCP的工作过程、域名空间与解析 难点：DHCP的工作过程 教学基本内容纲要 8.2.1　网络操作系统概述 1．网络操作系统的概念 网络操作系统是使网络上各计算机能方便而有效地共享网络资源以及为网络用户提供所需的各种服务的软件和有关规程的集合。 网络操作系统的基本任务是屏蔽本地资源与网络资源的差异性，为用户提供各种基本网络服务功能，完成网络共享系统资源的管理，并提供网络系统安全性的管理和维护。 2．网络操作系统的功能 网络通信、 网络是用物理链路将各个孤立的工作站或主机相连在一起，组成数据链路，从而达到资源共享和通信的目的。通信是人与人之间通过某种媒体进行的信息交流与传递。网络通信是通过网络将各个孤立的设备进行连接，通过信息交换实现人与人，人与计算机，计算机与计算机之间的通信。 资源管理、 网络资源是指将网络设备通过多种手段进行安装，部署，维护后形成的可使用的信息容器或通道。它与网络设备的主要区别是： 网络资源是逻辑概念，网络设备是物理概念 网络资源是对网络设备的加工和利用 某种网络资源可能包括多种网络设备 网络资源包含网络运维的多种因素 网络服务、 “网络服务”，是指一些在网络上运行的、面向服务的、基于分布式程序的软件模块，网络服务采用HTTP和XML（标准通用标记语言的子集）等互联网通用标准，使人们可以在不同的地方通过不同的终端设备访问WEB上的数据，如网上订票，查看订座情况。 网络管理、 网络管理包括对硬件、软件和人力的使用、综合与协调，以便对网络资源进行监视、测试、配置、分析、评价和控制，这样就能以合理的价格满足网络的一些需求，如实时运行性能、服务质量等。另外，当网络出现故障时能及时报告和处理，并协调、保持网络系统的高效运行等。网络管理常简称为网管。 互操作能力 互操作能力（Interoperability ）又称互用性，是指不同的计算机系统、网络、操作系统和应用程序一起工作并共享信息的能力。 互操作能力有不同的层面，比如语法层面的互操作性和语义层面的互操作性 3．典型的网络操作系统 UNIX、 UNIX操作系统（尤尼斯），是一个强大的多用户、多任务操作系统，支持多种处理器架构，按照操作系统的分类，属于分时操作系统，最早由KenThompson、Dennis Ritchie和Douglas McIlroy于1969年在AT&T的贝尔实验室开发。目前它的商标权由国际开放标准组织所拥有，只有符合单一UNIX规范的UNIX系统才能使用UNIX这个名称，否则只能称为类UNIX（UNIX-like）。 Linux、 Linux是一套免费使用和自由传播的类Unix操作系统，是一个基于POSIX和UNIX的多用户、多任务、支持多线程和多CPU的操作系统。它能运行主要的UNIX工具软件、应用程序和网络协议。它支持32位和64位硬件。Linux继承了Unix以网络为核心的设计思想，是一个性能稳定的多用户网络操作系统。 Windows Microsoft Windows,是美国微软公司研发的一套操作系统，它问世于1985年，起初仅仅是Microsoft-DOS模拟环境，后续的系统版本由于微软不断的更新升级，不但易用，也慢慢的成为家家户户人们最喜爱的操作系统。 Windows采用了图形化模式GUI，比起从前的DOS需要键入指令使用的方式更为人性化。随着电脑硬件和软件的不断升级，微软的Windows也在不断升级，从架构的16位、32位再到64位， 系统版本从最初的Windows 1.0 到大家熟知的Windows 95、Windows 98、Windows ME、Windows 2000、Windows 2003、Windows XP、Windows Vista、Windows 7、Windows 8、Windows 8.1、Windows 10 和 Windows Server服务器企业级操作系统，不断持续更新，微软一直在致力于Windows操作系统的开发和完善。 8.2.2　DHCP服务的工作过程 1．DHCP的概念 DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol，动态主机配置协议）是一个局域网的网络协议，使用U IMP协议工作，主要有两个用途：为内部网络或网络服务供应商自动分配IP地址，网络管理员对所有计算机进行中央管理的手段。 2． DHCP的工作过程 DHCP工作时要求客户机和服务器进行交互，由客户机通过广播向服务器发起申请IP地址的请求，然后由服务器分配一个IP地址以及其他的TCP/IP设置信息。整个过程可以分为以下步骤： IP地址租用申请：DHCP客户机的TCP/IP首次启动时，就要执行DHCP客户程序，以进行TCP/IP 的设置。由于此时客户机的TCP/IP还没有设置完毕，就只能使用广播的方式发送DHCP请求信息包，广播包使用 UDP端口67和68进行发送，广播信息中包括了客户机的网络界面的硬件地址和计算机名字，以提供DHCP服务器进行分配。 IP地址租用提供：当接收到DHCP客户机的广播信息之后，所有的DHCP服务器均为这个客户机分配一个合适的IP地址，将这些IP地址、网络掩码、租用时间等信息，按照DHCP客户提供的硬件地址发送回DHCP客户机。这个过程中对DHCP服务器没有对客户计算机进行限制，因此客户机能收到多个IP地址提供信息。 IP地址租用选择：由于客户机接收到多个服务器发送的多个IP地址提供信息，客户机将选择一个IP地址，拒绝其他提供的IP地址，以便这些地址能分配给其他客户。客户机将向它选择的服务器发送选择租用信息。 IP地址租用确认：服务器将收到客户的选择信息，如果也没有例外发生，将回应一个确认信息，将这个IP地址真正分配给这个客户机。客户机就能使用这个IP地址及相关的TCP/IP数据，来设置自己的TCP/IP堆栈。 更新租用：DHCP中，每个IP地址是有一定租期的，若租期已到，DHCP服务器就能够将这个IP地址重新分配给其他计算机。因此每个客户计算机应该提前不断续租它已经租用的IP地址，服务器将回应客户机的请求并更新该客户机的租期设置。一旦服务器返回不能续租的信息，那么DHCP客户机只能在租期到达时放弃原有的IP地址，重新申请一个新 IP地址。为了避免发生问题，续租在租期达到50%时就将启动，如果没有成功将不断启动续租请求过程。 释放IP地址租用：客户机可以主动释放自己的IP地址请求，也可以不释放，但也不续租，等待租期过期而释放占用的IP地址资源。 8.2.3　域名空间与解析 域名（Domain Name），是由一串用点分隔的名字组成的Internet上某一台计算机或计算机组的名称，用于在数据传输时标识计算机的电子方位（有时也指地理位置）； 域名空间 域名空间 是互联网上企业/个人或机构间相互联络的网络地址。 1． DNS的结构 通常 Internet 主机域名的一般结构为：主机名.三级域名.二级域名.顶级域名。 Internet 的顶级域名由 Internet网络协会域名注册查询负责网络地址分配的委员会进行登记和管理，它还为 Internet的每一台主机分配唯一的 IP 地址。全世界现有三个大的网络信息中心： 位于美国的 Inter-NIC，负责美国及其他地区； 位于荷兰的RIPE-NIC，负责欧洲地区；位于日本的APNIC ，负责亚太地区 2．域名空间的划分 一般俗称的“网站空间”就是专业名词“虚拟主机”的意思。就是把一台运行在互联网上的服务器划分成多个“虚拟”的服务器，每一个虚拟主机都具有独立的域名和完整的Internet服务器（支持WWW、FTP、E-mail等）功能。 ３．域名空间的划分 教学重点 与难点 重点：DHCP的工作过程、域名空间与解析 难点：DHCP的工作过程 教学过程 设计 复习 10 分钟，授新课 70 分钟，安排讨论 5 分钟， 布置作业 分钟，提问 5 分钟 作业布置 无 课后小结 参考资料 学科网（北京）股份有限公司 $$