网络 *** 作系统,是一种能代替 *** 作系统的软件程序,是网络的心脏和灵魂,是向网络计算机提供服务的特殊的 *** 作系统。
借由网络达到互相传递数据与各种消息,分为服务器(Server)及客户端(Client)。服务器的主要功能是管理服务器和网络上的各种资源和网络设备的共用,加以统合并控管流量,避免有瘫痪的可能性。
由于网络计算的出现和发展,现代 *** 作系统的主要特征之一就是具有上网功能,因此,除了在20世纪90年代初期,Novell公司的Netware等系统被称为网络 *** 作系统之外,人们一般不再特指某个 *** 作系统为网络 *** 作系统。
扩展资料:
网络 *** 作系统模式分类:
1、集中模式
集中式网络 *** 作系统是由分时 *** 作系统加上网络功能演变的。系统的基本单元是由一台主机和若干台与主机相连的终端构成,信息的处理和控制是集中的。UNIX就是这类系统的典型。客户机/服务器模式
2、客户机/服务器模式
这种模式是最流行的网络工作模式。服务器是网络的控制中心,并向客户提供服务。客户是用于本地处理和访问服务器的站点。
3、对等模式
采用这种模式的站点都是对等的,既可以作为客户访问其它站点,又可以作为服务器向其他站点提供服务。这种模式具有分布处理和分布控制的功能。
-网络 *** 作系统
它的结构主要有星型结构、环型结构、总线结构、分布式结构、树型结构、网状结构、蜂窝状结构等。星型拓扑结构
星型结构是最古老的一种连接方式,大家每天都使用的电话属于这种结构。星型结构是指各工作站以星型方式连接成网。网络有中央节点,其他节点(工作站、服务器)都与中央节点直接相连,这种结构以中央节点为中心,因此又称为集中式网络。
这种结构便于集中控制,因为端用户之间的通信必须经过中心站。由于这一特点,也带来了易于维护和安全等优点。端用户设备因为故障而停机时也不会影响其它端用户间的通信。同时它的网络延迟时间较小,传输误差较低。但这种结构非常不利的一点是,中心系统必须具有极高的可靠性,因为中心系统一旦损坏,整个系统便趋于瘫痪。对此中心系统通常采用双机热备份,以提高系统的可靠性。
环型网络拓扑结构
环型结构在LAN中使用较多。这种结构中的传输媒体从一个端用户到另一个端用户,直到将所有的端用户连成环型。数据在环路中沿着一个方向在各个节点间传输,信息从一个节点传到另一个节点。这种结构显而易见消除了端用户通信时对中心系统的依赖性。
环行结构的特点是:每个端用户都与两个相临的端用户相连,因而存在着点到点链路,但总是以单向方式 *** 作,于是便有上游端用户和下游端用户之称;信息流在网中是沿着固定方向流动的,两个节点仅有一条道路,故简化了路径选择的控制;环路上各节点都是自举控制,故控制软件简单;由于信息源在环路中是串行地穿过各个节点,当环中节点过多时,势必影响信息传输速率,使网络的响应时间延长;环路是封闭的,不便于扩充;可靠性低,一个节点故障,将会造成全网瘫痪;维护难,对分支节点故障定位较难。
总线拓扑结构
总线结构是使用同一媒体或电缆连接所有端用户的一种方式,也就是说,连接端用户的物理媒体由所有设备共享,各工作站地位平等,无中心节点控制,公用总线上的信息多以基带形式串行传递,其传递方向总是从发送信息的节点开始向两端扩散,如同广播电台发射的信息一样,因此又称广播式计算机网络。各节点在接受信息时都进行地址检查,看是否与自己的工作站地址相符,相符则接收网上的信息。
使用这种结构必须解决的一个问题是确保端用户使用媒体发送数据时不能出现冲突。在点到点链路配置时,这是相当简单的。如果这条链路是半双工 *** 作,只需使用很简单的机制便可保证两个端用户轮流工作。在一点到多点方式中,对线路的访问依靠控制端的探询来确定。然而,在LAN环境下,由于所有数据站都是平等的,不能采取上述机制。对此,研究了一种在总线共享型网络使用的媒体访问方法:带有碰撞检测的载波侦听多路访问,英文缩写成CSMA/CD。
这种结构具有费用低、数据端用户入网灵活、站点或某个端用户失效不影响其它站点或端用户通信的优点。缺点是一次仅能一个端用户发送数据,其它端用户必须等待到获得发送权;媒体访问获取机制较复杂;维护难,分支节点故障查找难。尽管有上述一些缺点,但由于布线要求简单,扩充容易,端用户失效、增删不影响全网工作,所以是LAN技术中使用最普遍的一种。
分布式拓扑结构
分布式结构的网络是将分布在不同地点的计算机通过线路互连起来的一种网络形式。
分布式结构的网络具有如下特点:由于采用分散控制,即使整个网络中的某个局部出现故障,也不会影响全网的 *** 作,因而具有很高的可靠性;网中的路径选择最短路径算法,故网上延迟时间少,传输速率高,但控制复杂;各个节点间均可以直接建立数据链路,信息流程最短;便于全网范围内的资源共享。缺点为连接线路用电缆长,造价高;网络管理软件复杂;报文分组交换、路径选择、流向控制复杂;在一般局域网中不采用这种结构。
树型拓扑结构
树型结构是分级的集中控制式网络,与星型相比,它的通信线路总长度短,成本较低,节点易于扩充,寻找路径比较方便,但除了叶节点及其相连的线路外,任一节点或其相连的线路故障都会使系统受到影响。
网状拓扑结构
在网状拓扑结构中,网络的每台设备之间均有点到点的链路连接,这种连接不经济,只有每个站点都要频繁发送信息时才使用这种方法。它的安装也复杂,但系统可靠性高,容错能力强。有时也称为分布式结构。
蜂窝拓扑结构
蜂窝拓扑结构是无线局域网中常用的结构。它以无线传输介质(微波、卫星、红外等)点到点和多点传输为特征,是一种无线网,适用于城市网、校园网、企业网。服务器定义
从广义上讲,服务器是指网络中能对其它机器提供某些服务的计算机系统(如果一个PC对外提供ftp服务,也可以叫服务器)。
从狭义上讲,服务器是专指某些高性能计算机,能通过网络,对外提供服务。相对于普通PC来说,稳定性、安全性、性能等方面都要求更高,因此在CPU、芯片组、内存、磁盘系统、网络等硬件和普通PC有所不同。
服务器解析
服务器作为网络的节点,存储、处理网络上80%的数据、信息,因此也被称为网络的灵魂。做一个形象的比喻:服务器就像是邮局的交换机,而微机、笔记本、PDA、手机等固定或移动的网络终端,就如散落在家庭、各种办公场所、公共场所等处的电话机。我们与外界日常的生活、工作中的电话交流、沟通,必须经过交换机,才能到达目标电话;同样如此,网络终端设备如家庭、企业中的微机上网,获取资讯,与外界沟通、娱乐等,也必须经过服务器,因此也可以说是服务器在“组织”和“领导”这些设备。
它是网络上一种为客户端计算机提供各种服务的高性能的计算机,它在网络 *** 作系统的控制下,将与其相连的硬盘、磁带、打印机、Modem及各种专用通讯设备提供给网络上的客户站点共享,也能为网络用户提供集中计算、信息发表及数据管理等服务。它的高性能主要体现在高速度的运算能力、长时间的可靠运行、强大的外部数据吞吐能力等方面。
服务器的构成与微机基本相似,有处理器、硬盘、内存、系统总线等,它们是针对具体的网络应用特别制定的,因而服务器与微机在处理能力、稳定性、可靠性、安全性、可扩展性、可管理性等方面存在差异很大。尤其是随着信息技术的进步,网络的作用越来越明显,对自己信息系统的数据处理能力、安全性等的要求也越来越高,如果您在进行电子商务的过程中被黑客窃走密码、损失关键商业数据;如果您在自动取款机上不能正常的存取,您应该考虑在这些设备系统的幕后指挥者————服务器,而不是埋怨工作人员的素质和其他客观条件的限制。
服务器分类
目前,按照体系架构来区分,服务器主要分为两类:
非x86服务器:包括大型机、小型机和UNIX服务器,它们是使用RISC(精简指令集)或EPIC处理器,并且主要采用UNIX和其它专用 *** 作系统的服务器,精简指令集处理器主要有IBM公司的POWER和PowerPC处理器,SUN与富士通公司合作研发的SPARC处理器、EPIC处理器主要是HP与Intel合作研发的安腾处理器等。这种服务器价格昂贵,体系封闭,但是稳定性好,性能强,主要用在金融、电信等大型企业的核心系统中。
x86服务器:又称CISC(复杂指令集)架构服务器,即通常所讲的PC服务器,它是基于PC机体系结构,使用Intel或其它兼容x86指令集的处理器芯片和Windows *** 作系统的服务器,如IBM的System x系列服务器、HP的Proliant 系列服务器等。 价格便宜、兼容性好、稳定性差、不安全,主要用在中小企业和非关键业务中。
通俗点说,服务器就是一台可以提供服务的电脑,而不是很多台电脑组成的一个系统。怎样把所有电器集中起来通过电脑控制?实际上你提出的是一个关于智能家居的问题
智能家居的定义及简介
概念及简介
又称智能住宅,在国外常用Smart Home表示。与智能家居含义近似的有家庭自动化(Home Automation)、电子家庭(Electronic Home、E-home)、数字家园(Digital Family)、家庭网络(Home Net/Networks for Home)、网络家居(Network Home)、智能家庭/建筑(Intelligent Home/Building),在我国香港和台湾等地区,还有数码家庭、数码家居等称法。 。
定义
智能家居是一个居住环境,是以住宅为平台安装有智能家居系统的居住环境,实施智能家居系统的过程就称为智能家居集成。 智能家居集成是利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设备集成。由于智能家居采用的技术标准与协议的不同,大多数智能家居系统都采用综合布线方式,但少数系统可能并不采用综合布线技术,如电力载波,不论哪一种情况,都一定有对应的网络通信技术来完成所需的信号传输任务,因此网络通信技术是智能家居集成中关键的技术之一。安全防范技术是智能家居系统中必不可少的技术,在小区及户内可视对讲、家庭监控、家庭防盗报警、与家庭有关的小区一卡通等领域都有广泛应用。自动控制技术是智能家居系统中必不可少的技术,广泛应用在智能家居控制中心、家居设备自动控制模块中,对于家庭能源的科学管理、家庭设备的日程管理都有十分重要的作用。音视频技术是实现家庭环境舒适性、艺术性的重要技术,体现在音视频集中分配、背景音乐、家庭影院等方面。 又称智能住宅。通俗地说,它是融合了自动化控制系统、计算机网络系统和网络通讯技术于一体的网络化智能化的家居控制系统。智能家居将让用户有更方便的手段来管理家庭设备,比如,通过家触摸屏、无线遥控器、电话、互联网或者语音识别控制家用设备,更可以执行场景 *** 作,使多个设备形成联动;另一方面,智能家居内的各种设备相互间可以通讯,不需要用户指挥也能根据不同的状态互动运行,从而给用户带来最大程度的高效、便利、舒适与安全。
智能家居的起源
20世纪80年代初,随着大量采用电子技术的家用电器面市,住宅电子化(HE,Homen Electronics)出现。80年代中期,将家用电器、通信设备与安保防灾设备各自独立的功能综合为一体后,形成了住宅自动化概念(HA,Home Automation)。80年代末,由于通信与信息技术的发展,出现了对住宅中各种通信、家电、安保设备通过总线技术进行监视、控制与管理的商用系统,这在美国称为Smart Home,也就是现在智能家居的原型
智能家居的表述
智能家居其实有两种表述的语意,定义中描述的,以及我们通常所指的都是智能家居这一住宅环境,既包括单个住宅中的智能家居,也包括在房地产小区中实施的基于智能小区平台的智能家居项目,如深圳红树西岸智能家居。第二种语意是指智能家居系统产品,是由智能家居厂商生产、满足智能家居集成所需的主要功能的产品,这类产品应通过集成安装方式完成,因此完整的智能家居系统产品应是包括了硬件产品、软件产品、集成与安装服务、售后在内的一个完整服务过程。
智能家居的子系统
智能家居系统包含的主要子系统有:家居布线系统、家庭网络系统、智能家居(中央)控制管理系统、家居照明控制系统、家庭安防系统、背景音乐系统、家庭影院与
智能家居-单户系统图
多媒体系统、家庭环境控制系统等八大系统。其中,智能家居(中央)控制管理系统、家居照明控制系统、家庭安防系统是必备系统,家居布线系统、家庭网络系统、背景音乐系统、家庭影院与多媒体系统、家庭环境控制系统为可选系统。 在智能家居系统产品的认定上,厂商生产的智能家居(智能家居系统产品)必须是属于必备系统,能实现智能家居的主要功能,才可称为智能家居。因此,智能家居(中央)控制管理系统、家居照明控制系统、家庭安防系统都可直接称为智能家居(智能家居系统产品)。而可选系统都不能直接称为智能家居,只能用智能家居加上具体系统的组合表述方法,如背景音乐系统,称为智能家居背景音乐。将可选系统产品直接称作智能家居,是对用户的一种误导行为。 在智能家居环境的认定上,只有完整地安装了所有的必备系统,并且至少选装了一种及以上的可选系统的智能家居才能称为智能家居。
家居布线系统
对于一个智能住宅需要有一个能支持语音/数据、多媒体、家庭自动化、保安等多种应用的布线系统,这个系统也就是智能化住宅布线系统。
家庭安防系统
家庭安防系统包括如下几个方面的内容: 门磁开关、紧急求助、烟雾检测报警、燃气泄露报警、碎玻探测报警、红外微波探测报警等。
智能家居能实现的功能和提供的服务:
1、始终在线的网络服务,与互联网随时相连,为在家办公提供了方便条件。 2、安全防范:智能安防可以实时监控非法闯入、火灾、煤气泄露、紧急呼救的发生。一旦出现警情,系统会自动向中心发出报警信息,同时启动相关电器进入应急联动状态,从而实现主动防范。 3、家电的智能控制和远程控制,如对灯光照明进行场景设置和远程控制、电器的自动控制和远程控制等。 4、交互式智能控制:可以通过语音识别技术实现智能家电的声控功能;通过各种主动式传感器(如温度、声音、动作等)实现智能家居的主动性动作响应。 5、环境自动控制。如家庭中央空调系统。 6、提供全方位家庭娱乐。如家庭影院系统和家庭中央背景音乐系统。 7、现代化的厨卫环境。主要指整体厨房和整体卫浴。 8、家庭信息服务:管理家庭信息及与小区物业管理公司联系。 9、家庭理财服务。通过网络完成理财和消费服务。 10、自动维护功能:智能信息家电可以通过服务器直接从制造商的服务网站上自动下载、更新驱动程序和诊断程序,实现智能化的故障自诊断、新功能自动扩展。
智能家居与智能小区的关系
智能家居可以成为智能小区的一部分,也可以独立安装。 中国人口众多,城市住宅也多选择密集型的住宅小区方式,因此很多房地产商会站在整个小区智能化的角度来看待家居的智能化,也就出现了一统天下、无所不包的智能小区。欧美由于独体别墅的居住模式流行,因此住宅多散布城镇周边,没有一个很集中的规模,当然也就没有类似国内的小区这一级,住宅多与市镇相关系统直接相连。这一点也可解释为什么美国仍盛行ADSL、Cable Modem等宽带接入方式,而国内光纤以太网发展如此迅猛。因此欧美的智能家居多独立安装,自成体系。而国内习惯上已将它当作智能小区的一个子系统考虑,这种做法在前一阶段应该是可行的,而且是实用的,因为以前设计选用的智能家居功能系统多是小区配套的系统。但智能家居最终会独立出来成为一个自成体系和系统,作为住宅的主人完全可以自由选择智能家居系统,即使是小区配套来统一安装,也应该可以根据需要自由选择相应产品和功能、可以要求升级、甚至你对整个设计不感兴趣,完全可以独立安装一套。我们的观点是,智能家居实施其实是一种“智能化装修”,智能小区只不过搭建了大环境、完成了粗装修,接下来的智能化“精装修”要靠自己来实施。
实现智能家居智能化的系统的组成
所谓的家庭智能化就是通过家居智能管理系统的设施来实现家庭安全、舒适、信息交互与通信的能力。家居智能化系统由如下三个方面组成: (1)家庭安全防范(HS); (2)家庭设备自动化(HA); (3)家庭通讯(HC)。 在建设家居智能化系统时,依据我国有关标准,具体提出了如下的基本要求: (1)应在卧室、客厅等房间设置有线电视插座; (2)应在卧室、书房、客厅等房间设置信息插座; (3)应设置访客对讲和大楼出入口门锁控制装置; (4)应在厨房内设置燃气报警装置; (5)宜设置紧急呼叫求救按钮; (6)宜设置水表、电表、燃气表、暖气(有采暖地区)的自动计量远传装置。 智能家居控制功能及方式
遥控功能
不论在家里的哪个房间,用一个遥控器便可控制家中所有的照明、窗帘、空调、音响等电器。例如,看电视时,不用因开关灯和拉窗帘而错过关键的剧情;卫生间的换气扇没关,按一下遥控器就可以了。遥控灯光时可以调亮度,遥控音响时可以调音量,遥控拉帘或卷帘时,可以调行程,遥控百页帘时可以调角度。
集中控制功能
使用集中控制器,不必专门布线,只要将插头插在220V电源插座上,就可控制家里所有的灯光和电器,一般放在床头和客厅。可以在家里不同的房间有多个集中控制器。躺在床上,就可控制卧室的窗帘、灯光、音响及全家的电器。控制灯光时可以调亮度,控制音响时可以调音量,控制拉帘或卷帘时,可以调行程,控制百页帘时可以调角度。
感应开关
在卫生间、壁橱装感应开关、有人灯开、无人灯灭。
网络开关的网络功能
一个开关可以控制整个网络,整个网络也可以控制任意一个(组)灯或电器。其控制对象可以任意设置和改变,轻松实现全开全关,场景设置,多控开关等复杂的网络 *** 作功能。门厅的T型网络开关可设成全开全关键、及门厅灯的开关;出门时不必每个房间检查一遍,只要按一个键就可以将所有的灯和电器关闭,需要时也可按一个键打开所有的灯。客厅的T型网络开关可设成场景设置键,按一个键开一组灯,不必逐一打开。也可配合全宅音响、空调、窗帘等进行复杂的场景设置。T型网络开关也是可变开关,它的控制对象可以随意设置,今天是窗帘的开关,明天可以将它设为音响的开关。同时T型网络开关还是多控开关,传统开关最多只能在两处实现对同一对象的控制(双控开关),使用T型网络开关,可以在任意多处对同一对象进行控制。控制灯光时可以调亮度,控制音响时可以调音量,控制拉帘或卷帘时,可以调行程,控制百页帘时可以调角度。
网络开关的本地控制功能
所有的灯和电器都可使用墙上的网络开关进行本地开关控制;既实现了智能化,又考虑到多数人在墙上找开关的习惯。开灯时,灯光由暗渐渐变亮,关灯时,灯光由亮渐渐变暗,避免亮度的突然变化刺激眼睛,给眼睛一个缓冲,保护人眼;避免大电流和高温的突变对灯丝的冲击,保护灯泡,延长使用寿命;无论通过遥控还是本地开关均可调光, 网络开关能够记忆设定好亮度,下次开灯时自动恢复。
电话远程控制功能
电话应答机将家里和外界连成了网络,在任何地方,都可以使用电话远程控制家中的电器产品,例如,开启空调、关闭热水器,甚至在度假时,将家中的灯或窗帘打开和关闭,让外人觉得家中有人。电话应答机本身也是一个八位的集中控制器,放在床头柜上,只要将插头插在220V电源插座上,就可已在床上控制家里所有的灯光、电器和窗帘等等,也有调光功能。
网络型空调及红外线控制
网络型空调控制器将空调的控制连到整个网络中来,可以使
下雨自动关窗
用电话来远程控制空调,也可以使用无线遥控器在楼下将楼上的空调启动和关闭,集中控制器、定时控制器、网络开关、无线感应开关等等也都可以控制空调了。
网络型窗帘控制器
网络型窗帘控制器将窗帘的控制连到整个网络中来,控制拉帘或卷帘时,可以调行程,控制百页帘时可以调角度。不仅可以使用本地开关来控制窗帘,还可以使用电话来远程控制窗帘,也可以使用无线遥控器在楼下将楼上的窗帘打开和关闭,集中控制器、定时控制器、网络开关、无线感应开关等等也都可以控制窗帘了。
可编程定时控制
定时控制器可以对家中的固定事件进行编程,例如,定时开关窗帘,定时开关热水器等等,电视、音响、照明、喂宠物等均可设定时控制。定时控制器本身也是一个八位的集中控制器,放在床头柜上,只要将插头插在220V电源插座上,就可已在床上控制家里所有的灯光、电器和窗帘等等,也有调光功能。同时它还有时间显示和闹表的功能。
多功能遥控器
六和一多功能遥控器集六种遥控功能于一身,首先它是无线遥控器,可以控制家中的照明,窗帘,空调等系统。同时它也是红外遥控器,内置了许多品牌的电视,音响,VCD等红外控制指令集。还可以学习两种红外线遥控器的控制功能。放在客厅的茶几上, 看电视或听音响时, 一个遥控器就可以非常方便地遥控所有的设备。
无线感应探头
可随意摆放,能控制任意的电器,例如大门口外,当有人来时,它可以触发自动门铃,也可以将灯开启,甚至可以开音响、热水器等。放在阳台上,可以知道是否有人从阳台非法闯入。
全宅音响系统
全宅音响系统可将传统的音响延伸到家中的每个房间及每一个角落。在阳台浇花时可以欣赏悠扬的音乐,清早盥洗时可以听到电台的新闻, 甚至在厨房也可以听到现场转播。 系统可接驳家中现有的电视,广播,VCD, DVD及音响系统提供的声源;每个房间的音箱可以单独开关和调音量,无需考虑功率匹配;系统支持高保真立体声技术, 对音质不作任何处理。利用现有的网络化智能家居控制手段, 如:遥控器、 集中控制器、网络开关等方式对音箱进行开、关、调音量、全开全关、部分开关, 也可配合照明系统、空调系统、窗帘等进行复杂的场景设置。
扩展和升级
为扩展和升级提供了良好的基础。可扩展和升级语音控制子系统,计算机控制子系统,智能安防子系统,智能门禁子系统,智能电器控制子系统。 第一个成熟应用的智能家居产品
智能家居的起源?
20 世纪 80 年代初,随着大量采用电子技术的家用电器面市,住宅电子化(HE,Home Electronics)出现。80年代中期,将家用电器、通信设备与安保防灾设备各自独立的功能综合为 一体后,形成了住宅自动化概念(HA,Home Automation )。80 年代末,由于通信与信息技术的发展,出现了对住宅中各种通信、家电、安保设备通过总线技术进行监视、控制与管理的商用系统,这在美国称为 Smart Home,也就是现在 智能家居的原型。 智能家居概念的起源甚早,但一直未有具体的建筑案例出现,直到1984年美国联合科技公司(United Techno1ogies Building System)将建筑设备信息化、整合化概念应用于美国康乃迪克州(Conneticut)哈特佛市(Hartford)的CityPlaceBuilding时,才出现了首栋的[智能型建筑],从此也揭开了全世界争相建造智能家居的序幕。
第一个智能家居相关标准?
1979年,美国的斯坦福研究所提出了将家电及电气设备的控制线集成在一起的家庭总线(HOMEBUS), 并成立了相应的研究会进行研究,1983年美国电子工业协会组织专门机构开始制定家庭电气设计标准,并 于 1988年编制了第一个适用于家庭住宅的电气设计标准,即:《家庭自动化系统与通讯标准》,也有称之 为家庭总线系统标准(HBS,Home Bus System)。在其制定的设计规范与标准中,智能住宅的电气设计要求 必须满足以下三个条件,即: 1、 具有家庭总线系统; 2、通过家庭总线系统提供各种服务功能; 3、 能和住宅以外的外部世界相连接。
第一个成熟应用的智能家居产品?
X-10
X-10是全球第一个利用电线来控制灯饰及电子电器产品(我们现在通称为电子载波产品),并将其作 为智能家居主流产品走向了商业化。Pico Electronics Ltd成功的发展出该项技术,并将该技术售予当时 著名的 BSR音响公司。X-10是以60赫兹(或50赫兹)为载波,再以 120千赫兹的脉冲为调变波(Modulating Wave),发展出数位控制的技术,并制订出一套控制规格。X-10模组于1978年由Sears引进美国,Radio Shack则于1979年开始贩卖该模组系列产品;BSR音响公司在 1990年结束营业,X-10 模组的先前研发人员将该项技术买下来,并在美国成立新公司,公司名称及其产品系列均以 X-10命名。今日,X-10 在美国不仅是一家公司,亦是家庭自动化控制规格的一种名称。美国许多大公司如Radio Shack、Stanley、Leviton、Honeywell均销售 X-10公司的产品,X-10公司制造了一系列的家庭自动化产品,如照明开关、遥控器、保全系统、电视机控制介面、电脑控制介面、电话反应器(Telephone Responder)等。许多美国的家庭自动化产品制造商,亦采用X-10控制规格来生产其产品,X-10控制规格遂成为当今美国家庭自动化控制规格的主要领导者。
家庭服务器的基本概念
( home server ) 家庭服务器是智能家居的大脑,它通过网线和电话线与外界连通,通过各种线缆与各个智能家居设备连,通过各种人机界面与人沟通,并能按照人的指令和软件所设定的程序对家居设备进行控制。一、 集群通信系统的概念
集群(英文名为:Trunking),是一种多用户共用一组通信信道而不互相影响的技术。集群这一技术概念其实已在双向的无线通信领域中被广泛应用。
集群通信系统能使大量的用户共享相对有线的频率资源,即系统的所有可用信道可为系统内所有用户共用,具有自动识别用户,自动并动态地分配无线信道的功能,是一种多用途,高效率的移动调度通信系统
二、 集群通信系统的特点
1、 集群使用的频率
集群的工作频段为800兆频段,具体的:
· 上行频段为:806~821(MHz);下行频段为:851~866(MHz);
· 邻道之间的频率间隔为:25KHz;
· 集群系统中,通信的双方(基站和用户终端)采用两个频率为一组,实现双向通信;
· 一组频点的上下行频率间隔为:45MHz;
2、 集群通信的工作方式
集群系统中基站采用双频全双工的工作方式,用户终端则根据不同的工作模式采用不同的工作方式:
调度模式下,采用双频半双工方式;
电话模式下,若用户终端为全双工类型的终端可采用双频全双工方式;若为单工用户机,则只能采用双频半双工方式;
双频全双工的定义:通信双方采用两个频率为一组,通信的任何一方在发射的同时也能接收, *** 作方便,无需进行按键通信。
双频半双工的定义:通信的双方采用两个频率为一组,通信的一方(基站)为全双工方式工作;另一方为单工方式,即在发射的同时无法接收,在接收的同时也无法发射,只能采用按键发话,松键收听的方式。
3、 集群系统的组网方式
模拟集群系统一般采用小容量大区制的覆盖(又称为单站结构),模拟联网的集群系统和数字集群系统一般采用大容量小区制的覆盖(又成为蜂窝网结构);
所谓大区制是指用一个基站覆盖整个业务区,业务区半径一般为30km左右,以可大至60km。大区制一般可容纳几千至上万用户。
所谓小区制是将整个服务区话分为若干无线小区(有称基站区),每个小区服务半径为2~10km。采用该组网方式的系统中频率可以重复利用,而且根据小区分割模式不同可采用不同的频率复用方式。
4、 集群系统的基本功能
集群系统所共有的基本功能如下:
1、具有强劲的调度通信功能;
2、兼备有与公共电话网和公共移动通信网互联的电话通信功能;
3、智能化的用户移动行管理功能;
5、 智能化的无线信道分配管理、系统控制和交换功能;
三、 集群通信系统分类
1、按控制方式分
有集中控制和分布控制。集中控制是指一个系统中有一个独立的智能控制器统一控制、管理资源和拥护。分布式控制方式是指每个信道都有一个单独的控制起,这些控制器分别独立的控制、管理相应的系统资源和一部分用户。
2、按信令方式分
有共路信令和随路信令方式。共路信令是指基站或小区内设定了一个专门的信道作为控制信道,用以接收用户机发出的通信、入网等请求信号,同时传输系统的控制信令,向用户下达信道分配信息和用户通知信息。
3、按通话占用信道分
有信息集群、传输集群和准传输集群。信息集群是指用户完成一次通信后,该信道仍为该用户保留一段时间(一般为10秒左右),以确保该用户在这段时间内再次呼叫时仍能成功占用信道,如此来保证信息的完整性;传输集群是指当用户完成一次通信后,新道立即释放,以提供系统再次分配,如此来提高系统资源的利用率;准传输集群是介于以上两种之间的一种集群方式,即信道保留的时间略短于信息集群(一般为3秒左右)。
4、按信令占信道方式分
有固定式和搜索式。固定实是指信令信道(控制信道)是系统中固定的一个信道,用户在入网或业务请求式固定向该信道发起请求;搜索式是指信令信道不固定,由系统随机指定,用户每次入网或业务请求均必须搜索信令信道。
模拟集群
一、设备及组织结构
本公司三个集群基站均采用美国MOTOROLA公司生产的集群移动通信系统SMARTNETII,系统组成如图所示,主要由中央控制器、电话互联终端、集群信道机、收发天线共用器、天线、系统管理终端、系统监视终端、移动台和手机等设备组成。如图3-1
中央控制器:
负责控制和管理整个系统的运行,包括:选择和分配可用信道;监视话音信道活动;监测和报告告警情况;为系统管理提供接口等。
电话互联终端(CIT):
是集群通信网与有线电话网的接口,供调度台和移动台自动接入有线电话网之用。
集群信道机:
分为控制信道和话音信道,提供中央控制器与用户设备间的接口。每个信道机要求一部发射机和一部收发信机全双工工作。
系统管理终端:
提供系统 *** 作员输入或修改系统运行参数、设备状态及告警报告、调整系统定时及系统接续参数、报告信道工作状态及控制用户接入系统等。
天馈系统:
天馈系统包括从天线到传输线接头为止的所有匹配、平衡、移相或其他耦合装置,包括天线、发射机合路器、接收机多路耦合器、传输线、雷电保护和避雷器及塔顶放大器等。
模拟集群系统组织结构图
二、功能简介
1、 用户终端实现的功能:
组呼:通话小组是集群系统中最基本的通信组织。通过用户机编码可以将多个用户机编在一个通话小组中,用户机按键进行组呼,只有同一组码的用户机才能与本小组内的成员进行通信。
私线呼叫(单呼):一个用户机能有选择性地指定用户与其建立单独通话。
呼叫提示:由一方用户机发起的对另一方用户机的寻呼,被叫的一方机器会间隔几秒钟发出"嘟嘟"的响声,直到被叫用户响应,同时被叫方的机器将会显示主叫方的用户ID;被叫用户此时若直接按键,会向主叫方发起一次私线呼叫。
电话互连:集群用户可以通过系统拨打有线电话(市话、长话),市话用户也可通过二次拨号与集群用户建立电话通信。
紧急呼叫:由用户按紧急呼叫键发起,紧急呼叫具有最高等级,当信道遇忙时,通常有两种方式:队首式和强拆式。
2、 系统管理实现的功能:
系统对用户机ID码的识别和管理
用户每一次申请,系统都必须对其ID码进行认别,以辨别其合法性及小组归属。
用户机功能的遥闭、授权、开启
系统可以根据需要对分散在各处的用户机进行空中关闭---遥闭或开启。系统也可以对用户机优先等级、电话功能等进行远程授权或取消。
遇忙排队
当用户发起呼叫申请时,系统内无空闲信道,则系统记录下用户机的ID码并进行排队,按一定的程序进行处理。
动态的信道分配
由系统中央控制器根据系统当前的状态按一定的顺序进行向用户提供动态的信道分配。
故障弱化模式
当中央控制器或所有的控制信道故障时,系统会工作在故障弱化模式下,这时所有用户机以常规模式工作,占用用户机编程时设定的故障弱化信道进行通信。
系统的故障诊断和处理、状态监视、系统参数的调整
· 系统能对于当前发生在信道机或控制器部件上的故障作出响应和处理,将故障的部件自动暂闭,以使系统不再将用户的通信分配上去。
· 系统对当前的运行状态进行不断的监视,如哪些/哪个信道机被占用,哪些空闲,哪些故障等,以便在信道分配时作出准确的处理。
· 系统内有大量的参数,可以通过系统管理终端进行及时的远程调整。
数字集群
IDEN(Integrated Digital Enhanced Networks)是美国MOTOROLA公司生产的800M数字集群移动通信系统,这个系统是利用了多项先进的数字话技术,能在一部iDEN用户机上集成了调度、电话、短信、数传四项功能。其先进的无线射频技术使得一个25kHz的载频上容纳6路话音,从而使得有限的频点得到了更大程度的利用。iDEN数字集群通信网具有大容量、大覆盖区、高保密和高通话清晰度的特点。
1、 组织结构及设备
iDEN的基本组织结构包含:调度子系统、互联子系统、 *** 作维护子系统、计费及用户数据管理子系统和基站子系统;
运行管理中心(MSO):是上层网络控制和交换设备所在的机房,负责执行系统的日常管理,为长期的网络工程系统监控和规划工具提供数据库资料。在MSO中包含的子系统为:调度子系统、互联子系统、OMC子系统、计费及用户数据管理子系统;
*** 作维护中心(OMC):承担对全网设备的管理,对运行参数进行设置和修改,收集运行数据,监控系统运行情况。
计费及用户数据管理子系统(ADC):实现对用户进行的开、关、授权、采集计费数据等功能。
基站子系统: 包含了分布在全市各个方向上的基站(EBTS-增强型基站传输系统)。各个基站通过E1数字中继线路与MSO设备联接。在本公司的iDEN基站系统中目前分布在外环线以内的基站均为3扇区的基站,分布在外环线以外的基站为全向基站。
调度子系统包含以下设备:
调度应用处理器(DAP):为调度通信提供了总体的协调、控制和实时的调度呼叫处理,实现了调度通信时所需的资源管理、用户访问控制、位置跟踪和调度子系统内所有设备的网络管理,同时也为OMC子系统提供接口;DAP包含了D-HLR、D-VLR、i-HLR
· D-HLR:调度归属位置寄存器,是一个驻留在硬盘上的用户数据库。用以记录用户与调度通信相关的身份码、权限、通话组号、开设的调度业务类别等;
· D-VLR:调度访问位置寄存器,是一个驻留在内存上的用户数据库,用以记录在系统中当前一开机的调度用户状态、位置以及相关权限等;
· i-HLR:分组业务归属位置寄存器,是一个与分组数传业务相关的用户数据库,用以记录为用户的分组数传业务分配的IP地址;
快速分组交换机(MPS):在DAP的控制下将来自基站的话音分组进行复制,根据DAP的指令在各个基站之间实现话音分组的交换。
移动数据网关(MDG):是一个企业基叫环路由器,通过该接口网关可以建立起与其他intranet或internet的互联路由
互联子系统包括以下设备:
移动交换中心(MSC):为iDEN用户的电话通信提供了控制管理和实时的呼叫处理和话音交换功能。另一方面,又为MSC与公共电话网(PSTN)之间的互联提供了接口。MSC包含了T-HLR和T-VLR
· T-HLR:电话归属位置寄存器,是一个集成在MSC交换机核心内的用户数据库。记录了所有用户与电话通信相关的身份码、业务类型和状态等。
· T-VLR:电话访问位置寄存器,是一个驻留在交换机核心内存上的用户数据库。记录了当前开机用户的位置、状态等。
短消息业务服务中心:(SMS-SC)为用户的短消息提供接收、存储和转发功能。
基站控制器(BSC): 是基站与MSC之间的接口,又称为A接口。它一方面实现了将电话通信的话音从EBTS接续至MSC进行交换;另一方面也将公共有线电话网内的交换信令转换为移动电话应用信令,为移动用户与PSTN之间的通信建立信令握手。BSC包括BSC-CP,和BSC-XCDR
· BSC-CP(基站控制器-处理器):承担呼叫处理,包括信令转换、话音接续等。
· BSC-XCDR(基站控制器-话音变码器): 提供PSTN网内使用的PCM话音编码和iDEN EBTS系统内使用的VSELP话音编码之间的转换
iDEN基本网络结构
二、关键技术
· 时分多址TDMA技术:是把时间分割成周期性的帧,每一帧在分割成若干个时隙。然后根据一定的时间分配原则,使各个移动台在每帧内只能按指定的时隙向基站发送信号,在满足定时和同步的条件下,基站可以分别在各时隙中接受各移动台的信号而不混扰。同时基站发向多个移动台的信号都按顺序安排在预定的时隙中传输,各移动台只要在指定的时隙内接收,就能在合路的时隙中把发给它的信号区分出来。
iDEN系统把每个25kHz信道分割为6个时隙,每个时隙占15ms。
· VESLP语音编码技术(矢量和激励线性预测编码技术):将90ms的模拟话音压缩为15ms的数字信号。以适应其在一个15ms的时隙信道内传送。
· M-16QAM调制技术(多路复用-16点阵正交振幅调制技术):这是一种专为集群系统设计的调制技术这种调制方式具有线形频谱,克服时间扩散产生的影响。
三、 承载业务
1、新增的用户机功能
新增的调度功能:
· 组呼
--本地呼叫(支持用户在其归属的Service Area的小区内进行呼叫)
--选区呼叫(支持用户选择某一Service Area进行呼叫)
--广域呼叫(支持用户在iDEN区域网络的任何位置进行呼叫)
· 单呼
--私线呼叫
--呼叫提示
· 紧急呼叫-在按下紧急呼叫按钮后,允许该用户强拆本组用户在用的通信,使本组内所有成员均收听到其话音;
· 单站 *** 作模式(ISO)---- ISO功能支持当一个基站失去与MSO的链接后,仍能保持在该机站范围内的受限的调度功能
· 移动用户状态消息----允许有增强功能的MS单机向iDEN增强型调度台或其他有此功能的MS发送预定义的状态短信;
· 多组通信(MSTG)---- MSTG支持调度模式下可访问一个主要的通话组和3个辅助的通话组;
增强的电话功能:
· 蜂窝小区和双工漫游
· 呼叫等待、三方会谈、呼叫转移
· 自动漫游和越区切换
短消息收发功能-在用户机不具备接收短信的条件下(如:关机、不在服务区或手机存储器已满等),信息存储在短信中心内,在用户可以接受时(如开机并在服务区内等),信息发送给用户;
分组数传功能-在16QAM调制技术下,一个载频的传输速率为22Kbit/s;
2、新增的系统管理功能
(1) 配置管理,如:改变显示基站设备及系统网络管理设备的配置、改变和显示控制用户机的数据库、报告所有数据库的最新数据、确定用户机的使用功能等
(2) 计费管理:记录用户机在空中的使用时间和时长,输出记录的数据到计算机
(3) 错误诊断管理:显示各类设备的故障报告、告警报告、输出各设备的状态变化信息、进行环路反馈的测试等。
(4) 安全保密管理:控制有关人员对系统资源的访问、提供用户机的无线遥毙、开启功能等。
(5) 运行管理:对运行着的设备进行有针对性的监控、收集和处理各类运行数据。
四、用户机编码结构
· IMEI(international Mobile Equipment Identifier)-国际移动终端设备身份码,这是一台用户终端再生产过程中有生产厂家根据国际标准给移动台设立的,在国际范围内唯一的机器编号。该编码长15个字节,编写在移动台硬件芯片(如SIM卡)中。
· IMSI(International Mobile Station Identifier)- 国际移动台身份码,这是由服务提供商为移动台设立的,在国际范围内唯一的身份码。改编码长15个字节,系统首先在上层网络设备中进行分配,在数据库中建立并存储起IMEI于IMSI的唯一对应关系,移动台在首次开机注册时在通过了系统鉴定后,由控制信道上读取并自动存储在移动台内存中。
· TMSI(Temporary Mobile Station Identifier)-临时的移动台身份码,这是由系统在移动台每次的开机或更新位置区域时分配的编码,在VLR范围内唯一。该编码是为了防止用户身份的盗用,同时节省呼叫建立的时间。
· MSISDN(Mobile Station ISDN)-移动台ISDN号码,是一个电话号码,它唯一地标识了移动它在iDEN网和PSTN网内的身份,iDEN用户在电话通信时使用该号码。该号码长度部超过15个字节。
· FLEET & MEM-调度大组号及成员号,大组号在整个iDEN系统内唯一的标识了一个单位或团体;成员号则在该大组范围内唯一的标识了一个调度用户单机。
· Talkgroup-通话组号,在FLEET范围内唯一,它将FLEET范围内的成员组织为一个一个独立调度的小组。
五、 用户机与系统之间的部分叫呼过程
1、关于用户机的身份码分配过程
首先由管理员登录到系统管理终端连接到系统的HLR(归属位置登记器),将记录在用户机CPU内存中的串号(IMEI-国际移动设备标识符)登记到HLR中,为其分配一个在系统中有效的且唯一的IMSI(国际移动用户标识),以及一系列的其他参数,包括编组情况。所有这些参数必须确保在HLR内正确地成功注册。
在HLR中IMEI和IMSI必须都保持唯一,即一个IMEI对应一个IMSI,一个IMSI也只能分配给一个用户机。
2、 用户机在系统中的登记过程
用户机的每次开机时与系统之间相互传递数据的过程为登记过程。
用户机在注册后的首次登记时将IMEI通过基站传送至系统中心设备,系统收到后与用户机之间执行鉴证过程。当鉴证通过后,将IMSI、Individual ID(一个半固定的身份码)等通过基站发送给用户机。
用户机以后每次的开机时所触发的登记过程向系统发送IMSI,在鉴证通过后收到Individual ID等。
用户机在成功地开机登记后到关机之前,每次位置更新和业务通信申请时,均向系统传递Individual ID。
用户机的鉴证过程:
系统HLR产生一个随机数,传送到系统的CPU上执行一次运算(特定的运算程序)得到与此随机数相应的结果值,保存在VLR(访问位置寄存器)中。随机数通过基站发送给用户机。
用户机收到随机数后由用户机的CPU进行相关的运算,并将其得到的结果数通过基站传送给VLR,VLR将此结果数与系统运算的结果数比较,两数相等,则鉴证正确,通过;反之则鉴证失败,系统拒绝该用户机入网。网络 *** 作系统与网络结构
*** 作系统概述
单机 *** 作系统l作为计算机和用户之间的接口,是为用户提供计算机资源的手段;由一些程序模块组成,管理和控制计算机系统中的硬件及软件资源;
合理地组织计算机工作流程,以便有效地利用这些资源为用户提供一个功能强、使用方便的工作环境;
只为本地用户服务,不能满足网络环境的要求;网络 *** 作系统l网络 *** 作系统l屏蔽本地资源与网络资源的差异;
作为网络用户和计算机网络的接口;
管理计算机的硬件和软件资源,如网卡、网络打印机、大容量外存等;
为用户提供文件共享、打印共享等各种网络服务;
完成网络的共享资源管理、网络的安全管理;
网络 *** 作系统的定义:“利用局域网底层所提供的数据传输功能,为网络用户提供局域网共享资源管理服务和其他网络服务功能的局域网系统软件”;网络 *** 作系统的特征 l与硬件无关l广域网连接l支持多客户端和多用户l网络管理l系统容错l安全性和存取控制网络 *** 作系统的服务功能l文件服务l打印服务l数据库服务l通信服务
信息服务
目录服务
网络管理服务Internet/Intranet服务网络系统的结构及相关概念
计算机网络有两种基本的网络结构类型:对等网络;基于服务器的网络;
从资源的分配和管理的角度来看,对等网络和基于服务器的网络最大的差异就在于共享网络资源是分散到网络的所有计算机上,还是使用集中的网络服务器。
l对等网络采用分散管理的结构;基于服务器的网络采用集中管理的结构。对等网络 l网络上的计算机平等地进行通信。每一台计算机都负责提供自己的资源(文件、目录、应用程序、打印机、调制解调器或传真卡等),供网络上的其他计算机使用。
每一台计算机还负责维护自己资源的安全性。
对等网络的优点 l对等网络的结构简单,网络中对硬件的需求比较低。由于对等网络中的资源被分布到许多计算机中,因此不需要高端服务器,节省了网络成本。针对网络用户较少的网络,对等网络很容易安装和管理。
每一台机器都可以对本机的资源进行管理,如设置网络上其他用户可以访问的本地资源,以及设置访问密码等。管理网络的工作人员被分配给每台计算机的用户。
对等网络并不需要使用网络 *** 作系统,只要每台计算机安装有支持对等连网功能的 *** 作系统,就可以实现对等网络。
支持对等网络的 *** 作系统有Windows 95/98、Windows NT Workstation/2000 Professional等。
对等网络的缺点
用户计算机的性能会受影响
网络的安全性无法保证
备份困难基于服务器的网络
使用一台高性能的计算机(服务器)用于存储共享资源,并向用户计算机分发文件和信息。
网络资源由服务器集中管理,服务器控制数据、打印机以及客户机需要访问的其他资源,当客户机或工作站需要使用共享资源时,可以向服务器发出请求,要求服务器提供服务。基于服务器网络的优点
易于实现资源的管理和备份l具有良好的安全性
l具有较好的性能l可靠性较高网络服务器的种类 l
文件服务器l文件服务器主要提供共享的硬盘来存储数据和应用程序,以便向客户机分发这些资源。当一台客户机需要使用文件服务器上的资源时,客户机首先将所需的文件复制到客户机本地,然后再对这些资源进行处理。在服务器上,不进行应用程序的处理,所有任务都在客户机本地进行。
应用服务器l在客户机和应用服务器上都运行有应用程序。客户机运行本地的程序,向服务器发出服务请求,要求服务器对某个数据进行处理,而服务器会将处理后的信息返送给客户机。通过这种方法,客户机几乎不处理信息,所有任务都由服务器处理。
数据库服务器: 其他类型的服务器;
邮件服务器。
邮件服务器专为处理客户机的电子邮件需要而建立,为客户机提供发送和接收电子邮件的环境。Web服务器Web服务器广泛应用于Internet和Intranet,用户通过客户机上的浏览器应用程序,浏览Web服务器上的信息。
通信服务器
通信服务器为处理远程用户拨号入网而建立。为安全起见,通信服务器应用程序通常放置在单独的服务器上。
视频服务器l视频服务器可以提供视频点播业务,同时支持多个视频流的单播或广播。服务器技术
多处理器技术
总线能力
内存
磁盘接口技术
容错技术
磁盘阵列技术
热插拨技术
双机热备份
服务器状态监视多处理器技术
l中央处理器(CPU)是决定服务器性能好坏的重要因素之一。虽然服务器对其他组件的性能要求也很高,但处理器对于决定服务器的性能仍然是很重要的。服务器可以使用一个处理器或多个处理器运行l多处理器技术的类型l非对称多处理器AMP;
对称多处理器SMP;
对多处理器的选择l根据使用的网络 *** 作系统;l根据服务器所完成的功能;lCPU的种类Intel、AMD、Cyrix等总线和内存l服务器需要内部的高速总线来完成各种任务。l总线是计算机系统中的数据传送的“主干线路”,CPU、内存和其他的设备组件都连接到总线上。在某一时刻,服务器可能将大量的数据从磁盘传送到网卡、处理器、系统内存,并在处理完数据后将其传送回磁盘。
内存分为三种l非奇偶校验RAMl奇偶校验RAMl带有错误检查和更正(ECC)的RAM 磁盘接口技术 l计算机系统基本上采用两种硬盘接口,即EIDE(Enhanced Integrated Drive Electronics)和SCSI(Small Computer Systems Interface)。
SCSI系列标准:
SCSI-1
SCSI-1是最基本的SCSI技术规范,它使用8位的数据带宽,以大约5Mbps的速度将数据读出或写入硬盘。由于SCSI技术的不断发展,使得SCSI-1基本上不再使用了。
SCSI-2
SCSI-2扩展了SCSI技术规范,而且向SCSI添加了许多特性,还允许更快的SCSI连接。另外,SCSI-2 大大提高了不同SCSI设备制造商之间的SCSI兼容性。lFAST-SCSIlFAST-SCSI使用了基本的SCSI-2技术规范,将SCSI总线的数据传输速度从5Mbps增加到10Mbps。FAST-SCSI也被称为“Fast NARROW-SCSI”。磁盘接口技术lSCSI系列标准lWIDE-SCSIlWIDE-SCSI也是基于SCSI-2的技术,WIDE-SCSI将SCSI-2从8位增加到16位或32位的数据带宽。使用16位的WIDE-SCSI最高可以达到20Mbps。
Ultra-SCSIlUltra-SCSI也被称为“SCSI-3”,它将SCSI总线的数据传输速度增加到20Mbps。使用8位的总线时,Ultra-SCSI可以达到20Mbps的速度。使用16位总线时,速度可以提高到40Mbps。
Ultra2-SCSI
Ultra2-SCSI是SCSI标准的另一个发展,Ultra2-SCSI 使Ultra-SCSI 性能再次提高。Ultra2-SCSI 系统使用16位的总线,速度可达到80Mbps。
Ultra3-SCSIlUltra3-SCSI使得Ultra2-SCSI 的性能再一次提高,达到了160Mbps的速度。SCSI系列标准l容错是指在硬件或软件出现故障时,仍能完成处理和运算,不降低系统性能,即用冗余的资源使计算机具有容忍故障的能力,容错技术可分为:
软件容错 采用多处理器和具有容错功能的 *** 作系统来实现容错。
硬件容错 由于硬件成本不断下降,而软件成本不断升高,因此硬件容错技术的应用越来越普遍。
硬件容错系统应具有的特性为:
使用双总线体系结构,确保系统的某一部分发生故障时仍能运行,不降低系统性能;l冗余CPU、内存、通信子系统、磁盘、电源等,确保这些关键部件的可靠性;
自动故障检测,以及故障部件的隔离和更换。磁盘阵列技术
磁盘阵列(Disk Array)是由一个硬盘控制器来控制多个硬盘的相互连接,使多个硬盘的读写同步,以减少错误,提高效率和可靠性的技术。
lRAID(Redundant Array of Inexpensive Disks)表示的是廉价磁盘冗余阵列,是磁盘阵列技术标准,RAID采用冗余的硬盘来对信息进行冗余保存,从而提高磁盘系统的可靠性。如果某个硬盘发生故障,则可以通过保存在其他硬盘上的冗余信息恢复故障硬盘的信息。 RAID技术1RAID 0 oRAID 0采用数据分割技术,将所有硬盘构成一个磁盘阵列,可以同时对多个硬盘进行读写 *** 作;oRAID 0阵列将数据分成多个数据块,并将数据分块分布在两个或更多的硬盘上。 oRAID 0阵列中的一个驱动器出错将会导致所有硬盘上的数据全部丢失,因此可靠性最差。 RAID技术2RAID 1 oRAID 1不采用将数据分块存储在多个硬盘上的方法,而是采用磁盘镜像技术。o使用两个硬盘,并且将一个硬盘的内容同步复制到另一个硬盘上。如果其中一个硬盘出现故障,另一个硬盘将继续正常工作。 oRAID 1的可靠性较高,但硬盘的使用效率较低。 RAID技术3RAID 3oRAID 3采用数据交错存储技术。RAID 3在多个数据磁盘上分块分布数据,然后对各个数据磁盘上存储的所有数据使用异或 *** 作,以产生一个校验数据(ECC数据),并将这个数据存储到一个校验硬盘(ECC硬盘)。如果其中一个存储数据的硬盘发生故障,导致数据出错或丢失,那么RAID 3先读出其余硬盘上的数据,再读出ECC硬盘上的校验数据,就可以恢复出错或丢失的数据。 RAID技术4RAID 5oRAID 5对RAID3技术进行了改进,除了保持分块存储数据的功能外,RAID 5将校验数据存放在所有的硬盘中。oRAID 5的优点是不必依赖一个ECC驱动器来进行所有写 *** 作,所有硬盘都共享ECC工作,因此RAlD 5的性能要比RAID 3稍高一些,如果任何一个硬盘出现故障,可以将其替换,且数据也能够恢复。oRAID5能够将三至三十二个硬盘组合到一个阵列中。其他服务器技术
热插拨技术
大多数服务器都支持热插拨技术的组件(热插拨硬盘、热插拨电源和热插拨风扇等),它们可以在系统保持运行的同时被替换。l双机热备份l
双机热备份是指在系统使用两台或多台服务器,其中一台主用,另外一台备用,而且这些服务器都处于正常运行状态,如果主用服务器发生故障,则可自动启动备用服务器。
服务器状态监视 l大多数服务器可以监视内部组件,并预先发出可能会出现问题的警告。高端的服务器通常可以监视以下情况:
风扇的转动、系统电压、内存错误、磁盘错误、内部温度、机箱被打开等。典型的网络 *** 作系统
早期的网络 *** 作系统具有简单的文件服务和某些安全性特性。随着用户要求的增加,现代网络 *** 作系统提供了更为广泛的服务。
目前,常用的网络 *** 作系统有:Novell 公司的NetWare;
Microsoft的Windows NT/2000;l带有网络功能的UNIX。
Windows NT和Windows 2000
1983年11月,Microsoft第一个Windows产品——Windows 10;l1987年12月,Windows 20,其在技术上已有了明显的进步,允许同时执行多个程序,利用微处理器中的保护模式,突破了DOS中的640KB内存的限制 ;l1990年5月,Windows 30,对Windows 20进行了改进;
1992年5月,工作组网络Windows for Workgroup 31;Windows NT和Windows 2000l1993年5月,Windows NT 31,与DOS脱离,采用了很多新技术,但对硬件资源要求较高; l1994年9月,Windows NT 35,对NT 31进行了改进,降低了对硬件资源的要求,增加了与UNIX和NetWare等的连接和集成;
1996年7月,Windows NT 40,在性能、易用性与可管理性以及支持Internet/Intranet方面,有了重大的改进;
2000年,Windows 2000,适用于个人和企业对 *** 作系统的各种需要;
2001年,Window XP。Windows NT的特性 l体系结构的独立性;
多处理器支持;
多线程的多任务;
大量的内存空间;
集中化的用户环境文件;
远程访问服务;
基于域和工作组的管理功能;
容错与多驱动器阵列(RAID)支持;Windows 2000 产品系列 lWindows 2000 ProfessionallWindows 2000 Professional是Microsoft在Windows NT Workstation 40基础上发展起来的客户端的 *** 作系统,不仅继承了NT Workstation 40的稳定性和可靠性等优点,而且还拥有了更好的用户界面、支持即插即用、管理起来也更加方便,而且具有更高级别的安全性和更好的性能。Windows 2000产品系列lWindows 2000 Serverl用来支持文件和打印、应用程序、Web以及通信服务功能的多任务 *** 作系统。
提供可扩展、基于Internet标准、与 *** 作系统紧密结合的活动目录服务,方便了网络资源的管理和查找。
提供了Web和Internet服务,为客户在商业上采用Web技术提供了便利条件,它能适应从简单的Web站点到Web应用及视频点播等流媒体服务的各种需要。l支持4GB的物理内存和两路SMP对称多处理系统,并包含了活动目录、COM+、公共密钥设施、智能镜像(ntellimirror)和Terminal服务等特性,它适合于中小型规模企业作为应用分发、Web服务器、工作组和分支办公室的服务器 *** 作系统。Windows 2000产品系列lWindows 2000 Advanced Serverl部门和应用服务器,比Windows 2000 Server提供了更多的网络功能和Internet服务;支持四路SMP和64GB物理内存;
集成了可伸缩集群服务,是数据库应用、高可用集群和为大型系统和应用的可伸缩性提供负载平衡服务的理想平台。Windows 2000 Server产品系列lWindows 2000 Datacenter ServerlDatacenter Server是功能性最强的服务器 *** 作系统。l支持16路SMP和64GB的物理内存。lWindows 2000 Datacenter Server提供了集群和负载平衡服务两个基本特征服务,适合于大规模数据仓库、计量经济学分析、大规模科学和工程计算、事务处理、大规模的ISP等应用。 NetWare *** 作系统 lNetWare *** 作系统的发展起源于1981年,Novell公司首次提出了LAN文件服务器的概念;
1983年,基于Motorola MC68000 ( *** 作系统为CP/M)的网络 *** 作系统Novell SHARE-NET。 1984年, NetWare 10,以MS-DOS为环境的网络 *** 作系统。
1985年,Advanced NetWare 1X,增加了多任务处理功能,完善了低层协议,并支持基于不同网卡的结点互连;
1986年,Advanced NetWare 20,扩充了虚拟内存工作方式,并且内存寻址突破640KB;NetWare *** 作系统
1987年, NetWare 21,在Netware文件服务器增加了系统容错机制(SFT),包括热修复、磁盘镜像和磁盘双工等特性;
1990年, NetWare 31,在网络整体性能、系统的可靠性、网络管理 和应用开发平台等方面予以增强;
1993年, NetWare 40,在311的基础上,增加了目录服务和磁盘文件压缩功能,具有良好的可靠性、易用性、可缩放性和灵活性。
1998年9月,NetWare 5,更大程度地支持并加强了Internet/Intranet以及数据库的应用与服务。
NetWare *** 作系统的结构 lIPX(Internet Packet eXchange)作为网络层的分组交换协议,提供分组寻址和选择路由功能,但不保证可靠到达,相当于数据报功能。IPX是Netware结构中关键部分,是工作站和文件服务器相互通信的协议,是较高层SPX和NetBIOS的基础。lSPX(Sequenced Packet eXchange)是NetWare的运输层协议,它与TCP/IP协议组中的TCP协议类似,以面向连接的通信方式工作,向上提供简单却功能很强的服务。它可以保证信息流按序、可靠地传送。NetWare *** 作系统的结构 oNetWare核心协议NCP(NetWare Core Protocol)在用户发送请求给服务器的远端文件服务过程中执行。文件服务过程所产生的相应信息送回给用户。在NCP的基础上形成了文件和网络所有的服务。利用这些服务,可以构成各种功能的应用程序。NCP支持使用虚电路和数据报两种网络应用接入接口。oNCP的主要功能是:服务连接维护、目录维护、文件维护、数据访问同步、保密库维护、网络维护、打印维护、软件拷贝保护、计费服务和队列管理服务。
Netware的特点
具有多任务、多用户的功能,工作站软件所占内存较小,支持多种局域网硬件,保护了已有硬件投资;NetWare使用开放性协议技术OPT(Open Protocol Technology),允许各种协议的结合,使各类工作站可与公共服务器通信;NetWare高效的硬盘存取管理技术消除了服务器的瓶颈。Netware文件服务器具有五种安全性措施:注册口令、受托者权、目录权、文件属性和文件服务器安全性。这些安全性措施可以单独使用,也可以混合使用。Netware的系统容错技术
三级容错l第一级针对硬盘表面介质出故障而设计,采用双重目录、文件夹、磁盘热修复等;
第二级针对硬盘故障而设计,采用硬盘镜像方法;
第三级提供文件服务器镜像的功能;
UNIX *** 作系统
UNIX不是网络 *** 作系统,但由于它能支持通信功能,并提供一些大型服务器的 *** 作系统的功能,因此也可把它作为网络 *** 作系统;
在20世纪80年代,UNIX是用于小型计算机的 *** 作系统,以替代一些专用 *** 作系统。在这些系统中,UNIX作为一种多用户 *** 作系统运行,应用软件和数据集中在一起,经过不断的发展,UNIX已成为可移植的 *** 作系统,能运行在范围广阔的各种计算机上,包括大型主机和巨型计算机,从而大大扩大了应用范围。 UNIX *** 作系统的结构
UNIX内核
UNIX内核的功能是完成底层与硬件相关的功能,控制着计算机的资源,并且将这些资源分配给正在计算机上运行的应用程序。
ShelllShell的作用是解释来自用户和应用的命令,使计算机资源的管理更加容易和高效。Shell程序与用户进行交互,使用户能够运行程序、拷贝文件、登录或退出系统以及完成一些其它的任务。Shell程序可以显示简单的命令行提示光标,或者显示一个有图标与窗口的图形用户界面(X-Windows)。Shell程序与在UNIX上运行的应用程序一起利用内核提供的服务,对文件与外围设备进行管理。由于Shell程序与硬件无关,因此更容易移植,UNIX可具有多种 Shell。o实用程序与应用n实用程序处于Shell的外层,提供了大部分的可执行程序,而用户的应用程序在实用程序之上。严格来讲,实用程序和应用程序是属于同一性质的,但实用程序大多是为了帮助 *** 作系统执行作业以及帮助程序员开发软件。由于UNIX具有很多的实用程序,使UNIX实际上成为和硬件独立的 *** 作系统,适用于开发范围甚广的各种应用。UNIX *** 作系统的结构 UNIX *** 作系统的功能特性
UNIX是一个多用户、多任务 *** 作系统;
UNIX具有良好的用户界面;
UNIX的设备独立性;l具有很好的可移植性;l可以直接支持网络功能;l可靠的系统安全。关于Linux *** 作系统
UNIX *** 作系统一个很大的缺点就是UNIX价格昂贵,Linux是一个自由软件,它对各厂家的UNIX造成了巨大的冲击。
Linux是一套免费使用和自由传播的类UNIX *** 作系统,它主要用于基于Intel x86系列CPU的计算机上。这个系统是由全世界各地的成千上万的程序员设计和实现的。其目的是建立不受任何商品化软件的版权制约的、全世界都能自由使用的UNIX兼容产品。
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