Раздел 19. Сетевые операционные системы

118. Основные концепции ос семейства Windows nt: особенности установки, конфигурирования, администрирования, оптимизации производительности.

История создания windows nt: Начало работ по созданию Windows NT приходится на конец 88го года. начала Windows NT развивалась как облегченный вариант OS/2 (OS/2 Lite), но начиная с версии 3.1 взяла курс на отделение. Версия 3.1 это многозадачная и многопоточная ОС (1993 год). В 1995 году вышла версия 3.5, производительность которой была повышена в 1.5 раза. В августе 1996 года выша версия Windows NT 4.0.

В Windows NT 4.0 было внесено много существенных изменений, среди которых наиболее значительными являются следующие:

* реализация интерфейса в стиле Windows 95;

* ориентировка в сторону Internet и intranet (IIS, DNS, DCOM, Frotpage);

* архитектурные изменения, позволившие резко повысить производительность графических операций;

* модификация средств взаимодействия с NetWare - Gateway и клиент NCP поддерживают теперь NDS;

* поддержка многопротокольной маршрутизации;

* появление в Windows NT 4.0 эмулятора Intel'овских процессоров для RISC-платформ.

Для работы Windows NT Workstation 4.0 компьютер должен иметь процессор не ниже i486 (в этой версии системы корпорация Microsoft отказалась от какой-либо поддержки процессоров i386), ОЗУ емкостью не менее 12 Мбайт и 108 Мбайт дискового пространства. Для Windows NT Server 4.0 Microsoft определяет следующие аппаратные требования: процессор не ниже i486, ОЗУ емкостью 16 Мбайт и не менее 148 Мбайт непрерывного свободного дискового пространства.

Применение Windows NT:

1. Контроллер домена.

2. Файл-сервер.

3. Принт-сервер.

4. Сервер приложений.

5. Маршрутизатор.

При разработке структуры Windows NT была в значительной степени использована концепция микроядра. В соответствии с этой идеей ОС делится на несколько подсистем-серверов, каждая из которых выполняет отдельный набор сервисных функций - например, сервис памяти, сервис по созданию процессов или сервис по планированию процессов.

Разработчики Windows NT отказались от модели микроядра в ее чистом виде. Кроме собственно микроядра, в привилегированном режиме работает часть Windows NT, называемая executive - исполнительная подсистема. Она включает ряд компонентов, которые управляют виртуальной памятью, объектами, вводом-выводом и файловой системой (включая сетевые драйверы), взаимодействием процессов и, частично, системой безопасности.

В отличие от Windows, в которой реализована многозадачность без вытеснения (non-preemptive multitasking), в Windows NT используется механизм многозадачности с вытеснением (preemptive multitasking). При планировании нитей в Windows NT используются концепции квантования, абсолютных приоритетов и динамических приоритетов.

Квантование - нитям отводится квант времени, по истечении которого выполнение нити прекращается.

Абсолютные приоритеты - при появлении в очереди нити с более высоким приоритетом, чем у активной в данный момент, выполнение последней немедленно прерывается.

Динамические приоритеты - приоритеты нитей могут изменяться системой: понижаются у нитей, исчерпавших квант, повышаются у нитей, недоиспользовавших квант из-за перехода в состояние ожидания. Windows NT поддерживает 32 уровня приоритетов, разделенных на два класса - класс реального времени и класс переменных приоритетов.

Каждый процесс NT executive имеет большое виртуальное адресное пространство размером в 4Гб, из которых 2 Гб резервируются для системных нужд. В составе менеджера виртуальной памяти имеется такой компонент, как пейджер (pager). Этот код перемещает страницы между диском и памятью, представляя собой промежуточное звено между аппаратными механизмами и программно-реализуемыми стратегиями. В его функции входит:

• загрузка страницы в память при возникновении страничного прерывания,

• проверка прав доступа к отсутствующим страницам и дополнение аппаратных средств защиты страниц, загруженных в память,

• обновление структур данных подсистемы управления памятью.

Процесс принятия решения о замене страниц системой виртуальной памяти обычно включает три фазы: извлечение, размещение, замена. Этап извлечения связан с выбором условия, при выполнении которого страница перемещается с диска в память (по требованию с кластеризацией). Этап размещения. Набор правил, используемых для определения места размещения новой страницы в памяти, называется стратегией размещения (первая свободная). Этап замещения. Если при возникновении страничного прерывания в физической памяти нет свободных страниц, то используется стратегия замещения (FIFO).

Администрирование Windows NT включает как задачи настройки системы непосредственно после инсталляции, так и задачи ежедневной поддержки системы. Задачи администрирования могут быть разделены на пять групп:

• Администрирование пользователей и групп пользователей. Включает планирование, создание и поддержку учетной информации пользователей и групп.

• Администрирование средств обеспечения безопасности системы. Включает планирование и реализацию политики безопасности, гарантирующей защиту данных и разделяемых сетевых ресурсов, таких как каталоги, файлы и принтеры.

• Администрирование принтеров. Включает инсталляцию локальных и сетевых принтеров, конфигурирование их для более удобного использования, поиск неисправностей, устранение проблем, возникающих при печати.

• Мониторинг событий и ресурсов. Включает планирование и реализацию политики аудита сетевых событий в целях нахождения брешей в системе защиты, а также мониторинг процессов использования сетевых ресурсов.

• Архивирование и восстановление данных. Включает планирование и выполнение регулярного резервного копирования критических данных.

Средства администрирования Windows NT Workstation используются только для администрирования локального компьютера, а средства администрирования Windows NT Server используются для администрирования любого компьютера сети. Важнейшими инструментами администрирования пользователей для Windows NT Workstation является User Manager, а для Windows NT Server - User Manager for Domains.

Другим важным средством администрирования является Server Manager. Это средство, включенное в состав Windows NT Server, дает возможность просматривать и управлять компьютерами домена. С помощью Server Manager можно:

• присоединить компьютер к домену;

• создать на удаленном компьютере разделяемый каталог (share) и определить к нему права доступа для пользователей домена;

• просмотреть список работающих на удаленном компьютере сервисов, запускать или останавливать эти сервисы;

• инициировать синхронизацию контроллеров домена, повысит роль BDC до PDC.

Event Viewer - еще одно средство администрирования, которое оповещает администратора сети обо всех событиях в сети, которые имеют отношение к работоспособности и безопасности системы.

Backup - средство, которое используется для резервного копирования информации на локальный стриммер.

Средства администрирования Windows NT Server построены в архитектуре клиент - сервер. После инсталляции Windows NT Server клиентские и серверные части средств администрирования находятся на одном компьютере, но клиентские части могут работать на любых компьютерах сети, работающих под управлением Windows NT Workstation или Windows 95.

Установка клиентских частей средств администрирования на Windows NT Workstation или Windows 95 дает возможность администрирования домена с клиентского компьютера. Это полезно в сети, где сервер защищается физически, например, находится в закрытом помещении, к которому затруднен доступ.

Наблюдение за производительностью сервера Windows NT производится обычно для того, чтобы определить, достигнут ли максимум производительности по обслуживанию сетевых клиентов или нет? Для достижения этой цели в Windows NT Server имеется ряд средств, которые могут помочь сетевому администратору отобразить и зарегистрировать картину сетевой активности сервера.

Оптимизация производительности - это процесс работы с имеющимися ресурсами для максимизации производительности по одному из четырех критериев:

• Наибольшая скорость выполнения определенного процесса;

• Наилучшее разделение процессора для нескольких процессов;

• Освобождение наибольшего количества оперативной памяти;

• Освобождение наибольшего количества дисковой памяти.

Performance Monitor - это утилита, разработанная для фиксации активности компьютера в реальном масштабе времени. С помощью этой утилиты можно определить большую часть узких мест, ухудшающих производительность. Эта утилита также включена в Windows NT Workstation. Performance Monitor работает с такими понятиями, как объекты (objects), счетчики (counters) и экземпляры (instances). Performance Monitor генерирует полезную информацию за счет:

• Наблюдения за производительностью в реальном времени и в исторической перспективе;

• Определения тенденций во времени;

• Определения узких мест;

• Отслеживания последствий изменения конфигурации системы;

• Наблюдения за локальным или удаленными компьютерами;

• Предупреждения администратора о событиях, заключающихся в превышении некоторыми характеристиками заданных порогов.

Серверные компоненты Windows NT можно сконфигурировать из панели Network утилиты Control Panel. Имеется четыре общих установки:

• Minimize Memory Used - минимизация используемой памяти, изначально уменьшает до 10 максимальное число соединений с клиентами.

• Balance - баланс между потребляемой памятью и производительностью, поддерживается до 64 соединений.

• Maximize Throughput For File Sharing - выделяется память для максимально поддерживаемого числа соединений (до 71 000 соединений).

• Maximize Throughput For Network Applications - выделяется память для максимально поддерживаемого числа соединений, но для кэша выделяется меньше памяти, чем в предыдущем случае.