4 Процеси і нитки

В різних ОС процеси реалізуються по-різному. Ці відмінності полягають в тому, якими

структурами даних представлені процеси, як вони іменуються, якими способами захищені один

від одного і які стосунки існують між ними. Процеси Windows NT мають наступні характерні

властивості:

• Процеси Windows NT реалізовані у формі об'єктів, і доступ до них здійснюється

за допомогою служби об'єктів.

• Процес Windows NT має багатонитяну організацію.

• Як об'єкти-процеси, так і об'єкти-нитки мають вбудовані засоби синхронізації.

• Менеджер процесів Windows NT не підтримує між процесами стосунків типа

"батько-нащадок". У будь-якій системі поняття "процес" включає наступне:

• виконуваний код,

• власний адресний простір, який є сукупністю віртуальних адрес, які може

використовувати процес,

• ресурси системи, такі як файли, семафори і тому подібне, які призначені процесу

операційною системою.

• хоч би одну виконувану нитку.

Адресний простір кожного процесу захищений від втручання в нього будь-якого іншого

процесу. Це забезпечується механізмами віртуальної пам'яті. Операційна система, звичайно,

теж захищена від прикладних процесів. Щоб виконати яку-небудь процедуру ОС або прочитати

що-небудь з її області пам'яті, нитка повинна виконуватися в режимі ядра. Призначені для

користувача процеси дістають доступ до функцій ядра за допомогою системних викликів. У

призначеному для користувача режимі виконуються не лише прикладні програми, але і

захищені підсистеми Windows NT.

У Windows NT процес - це просто об'єкт, що створюється і знищується менеджером

об'єктів. Об'єкт-процес, як і інші об'єкти, містить заголовок, який створює і ініціалізує

менеджер об'єктів. Менеджер процесів визначає атрибути, що зберігаються в телі об'єкту-

процесу, а також забезпечує системний сервіс, який відновлює і змінює ці атрибути. До числа

атрибутів тіла об'єкту-процесу входять:

• Ідентифікатор процесу - унікальне значення, яке ідентифікує процес в рамках

операційної системи.

• Токен доступу - виконуваний об'єкт, що містить інформацію про безпеку.

• Базовий пріоритет - основа для виконавчого пріоритету ниток процесу.

• Процесорна сумісність - набір процесорів, на яких можуть виконуватися нитки

процесу.

• Граничні значення квот - максимальна кількість сторінкової і несторінкової

системної пам'яті, дискового простору, призначеного для вивантаження сторінок, процесорного

часу - які можуть бути використані процесами користувача.

• Час виконання - загальна кількість часу, протягом якого виконуються всі нитки

процесу.Лекція 6. Архітектура операційної системи Windows \ Саенко В.І.

Нагадаємо, що нитка є виконуваною одиницею, яка розташовується в адресному

просторі процесу і використовує ресурси, виділені процесу. Подібно до процесу нитка в

Windows NT реалізована у формі об'єкту і управляється менеджером об'єктів.

Об'єкт-нитка має наступні атрибути тіла:

• Ідентифікатор клієнта - унікальне значення, яке ідентифікує нитку при її

зверненні до сервера.

• Контекст нитки - інформація, яка необхідна ОС для того, щоб продовжити

виконання перерваної нитки. Контекст нитки містить поточний стан регістрів, стеків і

індивідуальної області пам'яті, яка використовується підсистемами і бібліотеками.

• Динамічний пріоритет - значення пріоритету нитки в даний момент.

• Базовий пріоритет - нижня межа динамічного пріоритету нитки.

• Процесорна сумісність ниток - перелік типів процесорів, на яких може

виконуватися нитка.

• Час виконання нитки - сумарний час виконання нитки в призначеному для

користувача режимі і в режимі ядра, накопичене за період існування нитки.

• Стан запобігання - прапор, який показує, що нитка повинна виконувати виклик

асинхронної процедури.

• Лічильник призупинень - поточна кількість призупинень виконання нитки.

Окрім перерахованих, є і деякі інші атрибути.

Як видно з переліку, багато атрибутів об'єкту-нитки аналогічні атрибутам об'єкту-

процесу. Вельми схожі і сервісні функції, які можуть бути виконані над об'єктами-процесами і

об'єктами-нитками: створення, відкриття, завершення, призупинення, запит і установка

інформації, запит і установка контексту і інші функції.

5. Windows 2008

Рис. 2- Структура Windows 2008Лекція 6. Архітектура операційної системи Windows \ Саенко В.І.

Лекція 7. Сервіси комп’ютерних мереж \ Саенко В.І.

ЛЕКЦІЯ 7

Сервіси комп’ютерних мереж

1. Мережеві ресурси та сервіси

2. Інтернет і інтранет

Ресурсами мереж називають її програмні, апаратні і інформаційні елементи, до яких

можна організувати колективний доступ. До апаратних ресурсів відносяться сервери

додатків, що надають свої апаратні ресурси (процесорний час, пам'ять) для виконання

програм.

До програмних ресурсів відносяться спеціальні програми, що надають спеціальний

сервіс, наприклад, сервери пошти (E-mail), сервери пересилки файлів (ftp), сервери

повідомлень (ICQ), пошукові сервери, файл-сервери.

До інформаційних ресурсів відносяться бази даних, електронні бібліотеки,

електронні документи (Web-сайти), сервери новин, сервери потокового відео. У

свідомості більшості користувачів глобальної комп'ютерної мережі Internet сама ця

мережа асоціюється з трьома основними інформаційними технологіями:

- електронна пошта (e-mail);

- файлові архіви FTP (File Transfer Protocol);

- World Wide Web

Рис. 1 - Схема сервісів

Services:

· IT services

· Directory services (Active Directory)

· Certificate services

· Remote Access services

· Internet Protocol (IP) services (WINS, DNS, and DHCP)

· Firewall services

· End-user servicesЛекція 7. Сервіси комп’ютерних мереж \ Саенко В.І.

· File services

· Print services

· Messaging services

Figure 7.2 – Services

Figure 7.3 – Service’s view in the registry.

Table 7.1 – System Information report

System Information report written at: 01/20/06 11:38:26

System Name: W230-22 [Services]

Display Name Name State Start

Mode

Service

Type

Path Error

Control

Start Name Tag

ID

Adobe LM

Service

Adobe LM

Service

Stopped Manual Own

Process

c:\program files\common

files\

adobe systems shared\service\

normal LocalSystem 0Лекція 7. Сервіси комп’ютерних мереж \ Саенко В.І.

adobelmsvc.exe

Alerter Alerter Stopped Disable

d

Share

Process

c:\windows\system32\svchost.

exe

-k localservice

normal NT

AUTHORITY

\LocalService

0

Application

Layer

Gateway

Service

ALG Stopped Manual Own

Process

c:\windows\system32\alg.exe normal NT

AUTHORITY

\LocalService

0

Application

Management

AppMgmt Stopped Manual Share

Process

c:\windows\system32\svchost.

exe

-k netsvcs

normal LocalSystem 0

ASP.NET State

Service

aspnet_state Stopped Manual Own

Process

c:\windows\microsoft.net\fra

mework

\v1.1.4322\aspnet_state.exe

normal NT

AUTHORITY

\NetworkServi

ce

0

Automatic

Updates

wuauserv Running Auto Share

Process

c:\windows\system32\svchost.

exe

-k netsvcs

normal LocalSystem 0

Background

Intelligent

Transfer

Service

BITS Stopped Manual Share

Process

c:\windows\system32\svchost.

exe

-k netsvcs

normal LocalSystem 0Лекція 7. Сервіси комп’ютерних мереж \ Саенко В.І.

2. Інтернет і інтранет

Intranet - це приватна корпоративна мережа, що використовує програмні продукти

і технології Internet, наприклад, web-сервер. Інтрамережі можуть бути ізольовані від

зовнішніх користувачів Internet за допомогою брандмауерів або просто функціонувати як

автономні мережі, що не мають доступу ззовні. Зазвичай компанії створюють інтрамережі

для своїх співробітників, проте повноваження на доступ до них інколи надаються діловим

партнерам і іншим групам користувачів. Іншим способом забезпечення спільного доступу

ділових партнерів до інформації, що зберігається в інтрамережі, є створення екстрамережі

(extranet). Цим терміном зазвичай називають частину інтрамережі, призначену для

доступу ззовні. Ділові партнери часто створюють екстрамережі, що забезпечують

обмежений доступ до окремих частин своїх інтрамереж. Діловим партнерам доступні

лише ті частини інтрамережі, на які вони мають відповідні права доступу. Для

конкурентів же будь-який доступ до такої інтрамережі закритий. Створити інтрамережу

нескладно. Наприклад, компанії досить організувати в своїй локальній або територіально

розподіленій мережі web-сервер, забезпечити користувачів web-браузерами і при

необхідності передбачити брандмауер.Лекція 7. Сервіси комп’ютерних мереж \ Саенко В.І.

Лекция

Методы повышения эффективности передачи

данных

• 1. Защита от ошибок

• 2. Использование обратной связи

• 3. Передача окнами

• 4. Настройка параметров протоколов (Timeout, TTL, RTT)

• 5. Уплотнение и мультиплексирование

• 6*. Прогрессивная коммутация данных (другая лекция)Методы повышения эффективности передачи данных.

Защита от ошибок

• 1. Использование кодов для проверки четности\нечетности

• 2. Использование блочных кодов, например, 4B\5B, 8B\6T

• 2. Использование контрольных сумм и циклических сумм

• 3. Использование циклических кодов, например, CRC-32

Методы повышения эффективности передачи данных.

Использование обратной связи

• 1. Использование информационной обратной связи путем

- обратной передачи коротких кадров (квитанций) – S-кадр в LLC, HDLC;

- передачи информации о номере последнего правильно принятого

кадра (N(R) в LLC, HDLC).

• Длинное сообщение разбиваем на пакеты (3-й уровень) и кадры (2-й

уровень).После каждого кадра получаем подтверждение –

уменьшается производительность, увеличивается эффективность.

• 2. Использование специальных методов передачи квитанций

- SAW, стартстопный, или передача с остановкой и ожиданием (SAW

—Stop AndWait), называемый блочным методом передачи.

- GBN, c возвращением на N кадров (GBN — Go Back N), также

называемый потоковым методом передачи.

- SR, метод выборочного (селективного) повтора (SR —Selective

Repeat).Управление потоком в канале

• Для обеспечения 100% доставки сообщения из узла А в узел В используются

квитанции.

• Квитация - короткий служебный пакет или кадр, несущий информацию о достоверности

принятия информационного пакета. Они бывают положительные (ACK) и

отрицательные (NAK). Механизм используется на канальном уровне.

Узел приема обязан передавать обратно квитанцию после получения и обработки

какого-нибудь пакета. В узле отправителя переданный пакет хранится до прихода

квитанции, если она отрицательна, то пакет повторно передается.

Необходимо две области буферной памяти: первая - для отправляемых пакетов,

вторая - для неподтвержденных пакетов. Если в сети произошла потеря квитанции, то

переполнится буфер отправляемых пакетов.

• Пакет данных пересылается от А к В и, если он принят правильно, то В отсылает к А

пакет подтверждения АСК (положительная квитация).

• Если информационный пакет был принят неправильно, то отсылается отрицательная

квитация (NAK).

• Что делать узлу А,если от В не поступает ответных сообщений? Существуют процедуры

Time-out. Time-out - некоторое время, для каждого узла свое.

Методы повышения эффективности передачи данных.

Использование обратной связи

Эффективность метода SAW. Q —вероятность безошибочной передачи кадра из п

бит; V — скорость передачи, выраженная в бит/с; D —средняя задержка между

двумя успешными передачами,Методы повышения эффективности передачи данных.

Использование обратной связи

Эффективность метода GBN. Q — вероятность безошибочной передачи кадра из

п бит; V — скорость передачи, выраженная в бит/с, N —задержка кругового

распространения, т.е. промежуток времени от момента начала передачи кадра до

момента получения подтверждения на него. ,

Методы повышения эффективности передачи данных.

Использование обратной связи

Эффективность СПД со схемой ARQ типа SR в идеальном случае зависит только от

вероятности безошибочного приема кадров, то есть от качества канала связи.

задержка между двумя успешными передачами,Методы повышения эффективности передачи данных.

Использование обратной связи

При условии короткого расстояния и низкой скорости передачи (D, V—>0) эффективность

систем передачи становится равной между собой и зависит исключительно от качества канала

связи (вероятности Q).

С другой стороны, при увеличении расстояния и возрастании скорости передачи (D, V, N—>

(бесконечность) ), стратегия селективной повторной передачи оказывается вне конкуренции.

Методы повышения эффективности передачи данных.

Передача окнами

• 1. Окно – группа кадров или пакетов, передаваемых как единое

целое, после которых высылается одно подтверждение

• 2. Использование для окон методов SAW, SR

При передаче окнами используется механизм регулирования:

1) величина пакета (его размер);

2) количество пакетов или кадров в окне.

Чем выше зашумленность линии, тем ниже размер пакета (кадра) и ниже

размер окна. Это приводит к уменьшению эффективной скорости

передачи.

Рекомендация - чем меньше ошибок в канале, тем больше длина пакета и

количество пакетов в окне.

Обычно размер окна не превышает 7 пакетов (N(S) – 3b).Передача данных в виде окон

Длинное сообщение разбиваем на пакеты (3-й уровень) и кадры (2-й

уровень).После каждого кадра получаем подтверждение – уменьшается

производительность, увеличивается эффективность.

Окно - количество пакетов (кадров), передаваемых как единое целое.

Поэтому подтверждение ожидается после передачи всего окна.

Здесь используется механизм регулирования:

1) величина пакета (его размер);

2) количество пакетов или кадров в окне.

Чем выше зашумленность линии, тем ниже размер пакета (кадра) и ниже

размер окна. Это приводит к уменьшению эффективной скорости

передачи.

Рекомендация - чем меньше ошибок в канале, тем больше длина пакета и

количество пакетов в окне.

Обычно размер окна не превышает 7 пакетов (N(S) – 3b).

Методы повышения эффективности передачи данных.

Настройка параметров протоколов (Timeout, TTL, RTT)

• 1. Настройка Timeout

• 2. Настройка TTL (Time to Live)

• 3. Настройка RTT Round Trip TimeМетоды повышения эффективности передачи данных

Механизм time-out

Time-out - временной интервал между опредлеленными ожидаемыми

событиями. В течение этого интервала отправитель А ожидает

подтверждения принятия информации В.

Если долго А не получает квитации, то происходит разрыв связи.

Механизм практически используется на первых 4-х уровнях протокола.

Time-out может устанавливаться прямо в передаваемом пакете для

высокоуровневых, а может варьировать или устанавливаться жестко.

Методы повышения эффективности передачи данных

TTL (Time to Live), RTT Round Tripp Time

• TTL (Time to Live) – время жизни (0-128, 0-256). Устанавливается

хостом-отправителем и определяет количество (Time-to-Live, TTL)

сетей, по которым может пройти дейтаграмма до того, как ее

отбросит один из маршрутизаторов. TTL предотвращает бесконечную

циркуляцию пакетов между сетями. При пересылке IP-пакета

маршрутизатор обязан уменьшить значение TTL минимум на

единицу.

• Измеряется в хопах (hop). Используется, например, в tracert.

• Внимание! В протоколе DNS параметр TTL указывает время жизни

записи в кэш (по умолчанию 20 мин.)

• RTT Round Tripp Time – время полного оборота при передаче пакета

по TCP\IP. Используется для адаптивной подстройки расчета Time out.RTT Round Trip Time и Временные метки TCP

1 метод . Протокол TCP подстраивает значение RTO (Retransmission Time-Out),

вычисляя параметр RTT (Round Trip Time) лишь для одного сегмента на

каждое окно переданных данных. С этой целью TCP регистрировал время

отправки сегмента и Получения подтверждения о его приеме. Например,

если размер окна был 8760 байтов, или 6 полных сегментов (типичное

зна-чение для Ethernet), то для пересчета RTT использовался один из шести

сегмен-тов. Это вполне подходящая частота выборки для окна такого малого

размера.

2 метод. Если ТCP поддерживает масштабирование окон, выборки только

одного сегмента на окно недостаточно. Так, при задании окна максимального

размера в 1 Гб в сети Ethernet это привело бы к выборке лишь одного из 735

440 сегментов. Поэтому в TCP-заголовке выделено специальное поле, в

которое записывается время отправки сегмента. Эта временная метка

возвращается отправителю при под-тверждении приема данного сегмента

(RFC 1323).

RTT Round Trip Time и Временные метки TCP

• Временные метки TCP иллюстрирует следующая распечатка из Network Monitor.

• + FRAME: Base frame properties

• + ETHERNET: ETYPE = 0x0800 : Protocol = IP: D0D Internet Protocol + IP: ID = 0x1A0D; Proto = TCP; Len: 64

• TCP: .A len:0, seq:925104-925104, ack:54857341, win:32722, src:1242 dst:139

• TCP: Source Port = 0x04DA

• TCP: Destination Port = NETBIOS Session Service

• TCP: Sequence Number = 925104 (0xE1DB0)

• TCP: Acknowledgement Number = 54857341 (0x3450E7D)

• TCP: Data Offset = 44 (0x2C) TCP: Reserved = 0 (0x0000)

• + TCP: Flags = 0x10 : .A.... TCP: Window = 32722 (0x7FD2)

• TCP: Checksum = 0x4A72 TCP: Urgent Pointer = 0 (0x0) TCP: Options

• TCP: Option Nop = 1 (0x1)

• TCP: Option Nop = 1 (0x1)

• TCP: Timestamps Option

• TCP: Option Type = Timestamps

• TCP: Option Length = 10 (OxA)

• TCP: Timestamp = 2525186 (0x268802) ,

• TCP: Reply Timestamp = 1823192 (0x1BD1D8)

• TCP: Option Nop = 1 (0x1)

• TCP: Option Nop = 1 (0x1) + TCP: SACK Option

По умолчанию временные метки TCP не ставятся. Вы можете разрешить их исполь-зование, изменив значение параметра

Tcpi3230pts в разделе реестра HKEYLO-CAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\Tcpip\Parameters.Методы повышения эффективности передачи данных.

Методы уплотнения и мультиплексирования

• 1. Частотное уплотнение (FDM)

• 2. Волновое уплотнение (WDM)

• 3. Временное уплотнение (TDM)

Мультиплексирование

Multiplexing

Frequency Division Multiplexing

(Частотное разделение каналов)

• Useful bandwidth of medium exceeds

required bandwidth of channel

• Each signal is modulated to a different carrier

frequency

• Carrier frequencies separated so signals do

not overlap (guard bands)

• e.g. broadcast radio

• Channel allocated even if no data

Dense Wavelength Division

Multiplexing

• DWDM

• Implies more channels

more closely spaced than

WDM

• 200GHz or lessFDM System

FDM of Three Voiceband

SignalsМультиплексирование с временным разделением

Synchronous Time Division Multiplexing

• Data rate of medium exceeds data rate of

digital signal to be transmitted

• Multiple digital signals interleaved in time

• May be at bit level of blocks

• Time slots preassigned to sources and fixed

• Time slots allocated even if no data

• Time slots do not have to be evenly

distributed amongst sources

• No headers and trailers

• Data link control protocols not needed

• Flow control

– Data rate of multiplexed line is fixed

– If one channel receiver can not receive

data, the others must carry on

– The corresponding source must be

quenched

– This leaves empty slots

• Error control

– Errors are detected and handled by