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基于linux的网络试验系统的设计(一)
前 言
linux是近一两年来受人们比较关注的新生事物。它从一个大学生的课程设计变成了一个强大的操作系统，人们无不对它刮目相看。计算机产业的发展越来越快，现在正向着网络化高速地发展。linux作为inte.net的产物，更是代表着这一历史的潮流。对linux进行学习、研究及其应用开发已经势在必行。
linux不仅仅是代表着一个操作系统，而是代表着一个强大的有效的集成系统。在上面，我们不仅可以从事操作系统的研究，而且可以进行网络的应用；同时由于它也附带了许多免费的开发系统，在上面开发自己的应用程序也是非常方便的和高效的。这一切的一切使我选择了linux，并且较早的投入到linux的应用和开发上。
本实验系统是基于linux的网络实验系统。在这个实验系统设计中，由于是使用linux，故一些配置比较烦琐（在nt上只要几下鼠标就能解决的事也不例外）。但是正是这样对一个又一个的文本配置文件的操作，我对一些服务器设置的原理有了较低层的理解（对nt上为什么要那么做有更进一步的理解）；同时由于linux的程序的批处理能力很强，它上面的开发语言也十分强大，因而在实验程序的开发上相对要容易的很多（这一点体现了linux的强大功能），一些在nt上实现的比较困难的事反而在linux却很好的实现了。
本实验系统实际上是设计了一个小的intr.net，在上面可以模拟int.net的操作，同时也可以进行真实的inte.net的操作。同时，由于它在linux上实现，
对以后再开设其他相关的网络、操作系统、软件工程、数据库开发等实验也是有很大用处的。
第一章 实验的整体认识和设计
第一节 linux简介
linux是一个类unix的操作系统，它是由芬兰赫尔辛基大学的学生linus torvalds于1991年创建并无私的在因特网上发布，任何人只要遵守gpl版权，都可以免费使用和修改linux。实际上，gpl要求的是完全的软件共享，你可从中获利，但你不能占为己有。经过因特网上的千千万万的志愿者对其的不断修改，八年后的今天,linux已经变得强大无比！特别是去年下半年以来，ibm、intel、oracle、sysbase、borland，hp，sun，corel等商业软件厂商纷纷表示对linux进行商业开发和技术支持，更使得linux的商业价值越来越高。同时从今年起，linux将在两个方向发展，即微型设备的嵌入式操作系统和桌面操作系统。idc预测在2003年，linux将成为windows nt后的第二大操作系统。国内的一些公司（华胜、中软、四通等）也从事linux的中文的扩展和应用开发，同时他们也感觉到国内linux教育的必要性和紧迫性，迫切需要大量的中国linux开发人员。
作为一个操作系统，linux具有如下的优点：
1、它具有unix的全部特点，unix丰富的软件资源及c语言的平台可移植性使得其上的软件非常丰富。而且，由于linux的流行，倒是其他的unix平台移植linux的应用程序。
2、linux内置网络支持，其应用标准的tcp/ip协议，通过一个ethe.net网卡或modem把自己和其他系统相连，就可访问inte.net。其网络性能极其优秀，据统计美国130多万个web站点中，一半以上是运行着apache的linux系统。
3、它具有完美的多任务，能同时运行多个任务和访问多个设备。
4、linux拥有性能优越的内存机制：在只有32兆的p133上，带动几十台工作站上网，你几乎感觉不到硬盘的交换活动。对工作站用户而言，感觉和专用服务器没什么两样，甚至比专用服务器快。
5、同ieee posix.1标准兼容。
6、gnu软件支持：linux能广泛的运行gnu计划的免费可用软件。
7、软件版本更新速度非常的快，每隔几天你就可看到新的内核版本。
8、拥有良好的性能之外，linux最大优点就是其源代码公开和免费特性，用极低的费用任何人均可获得它并可任意修改它。
9、对国内用户而言，linux上的中文应用软件也层出不穷，同时我们也见到了linux中文版（xteamlinux及turbo linux中文版）的出台。
10、对高校用户来说，linux上丰富的网络支持及其易于开发性，应用于网络教学具有较好的的必备的条件和较高的性价比。
可见，对linux的研究和应用，并应用于教学中，对网络课程的学习有很好的帮助；同时对于其他课程的教研工作也是有很大的作用。
第二节 linux在此课题中的作用
在本课题中，我把linux作为实验服务器软件使用。之所以没有在客户机上也使用linux，一方面考虑linux在应用软件上的缺陷（不是没有相应软件，只是由于操作较繁琐，界面也不友好），一方面也考虑到实验室的条件和实验的易于管理性。
以下是对这个课题的整体框架图：
说明：
- 在对实验系统有相当的认识后，结合tcp/ip和linux的相关知识进行系统的设计和实现。
- 对系统进行网络服务程序的设置，以使它们能较好的提供实验服务。
- 对实验进行控制，由相应的程序完成。
- 学生上机时，必须通过帐号申请程序申请实验帐号，并要填写必要的学生信息；实验时管理老师可通过程序查看系统中用户的情况。
- 每次学生实验完成后，管理老师可通过管理程序删除实验用户帐号及其数据，为下一次实验做准备。
第三节 实验系统的整体规划
实验系统采用client/server模式设计，充分体现了linux的网络功能及突出实验的性质。所有的实验的服务程序均运行在linux服务器上，客户端程序都基于界面较好的windwos系统。客户端通过相应的客户程序使用tcp/ip相关协议和服务器通信。可以说，整个系统就是一个inte.net的模型。
实验系统图示如图一：
主要技术说明：
- 整个系统不对已有的硬件系统进行任何改动，只要求在客户计算机上进行相应的设置的改动。
- 实验所有的服务器端软件都运行在linux上。
- linux服务器提供dns服务，每台计算机都把dns指向linux服务器。
- 客户端通过tcp/ip相关协议和服务器通信，客户机安装相应的软件进行实验。
- 客户端程序为界面较好的windows程序，有利于实验者进行实验。
图一
- 实验者必须通过申请实验帐号，进行必要的注册信息的输入方能进行实验。这个功能通过cgi在web上实现，同时这个程序把相应的用户信息保存在文件中；通过另外的一个cgi，管理员可以得到实验用户的信息。
- 实验的管理由一个管理脚本实现，主要功能为：删除用户的实验数据，清除一些日志文件，清理一些服务器软件的缓存数据。
- 每个用户都只有一定的磁盘空间，超过一定数量，系统将拒绝用户再进行数据的上载，同时删除一些用户的数据。
