Файл: Сетевые операционные системы (Назначение и функции сетевой операционной системы).pdf

Windows Server 2008 R2 поддерживает огромные объемы рабочих нагрузок, динамическую масштабируемость, доступность и надежность на всех уровнях, а также ряд других новых и обновленных функций, включая[12, с. 68]:

Использование современных архитектур процессоров;
Повышение уровня компонентного представления ОС;
Повышение производительности и масштабируемости приложений и служб.

Windows Server 2008 R2 поддерживает только 64-разрядные процессоры и до 256 ядер логических процессоров для одного экземпляра ОС, а виртуальные машины Hyper-V позволяют адресовать до 32 логических ядер в рамках одной виртуальной машины. Это не только позволяет более эффективно использовать оборудование сервера, но и повышает надежность работы, уменьшая число блокировок и повышая уровень параллелизма.

Реализация концепции ролей серверов, позволяет администраторам уменьшать загрузку ОС, удаляя лишний код, и быстро настраивать серверы для выполнения определенных наборов задач.

Возможности Windows Server 2008 R2, повышающие производительность и масштабируемость приложений и служб:

Горизонтальное масштабирование - поддержка нагрузок большего объема путем добавления серверов, основанная на возможности балансировки сетевой нагрузки (NLB), позволяет объединять два и более компьютера в кластер и с помощью NLB распределять рабочие нагрузки среди узлов кластера, чтобы одновременно поддерживать большее число пользователей.
Вертикальное масштабирование - поддержка нагрузок большего объема путем использования или расширения системных ресурсов, позволяет использовать более высокие рабочие нагрузки на отдельных компьютерах и позволяет уменьшить количество серверов в центре обработки данных и снизить энергопотребление.

2.4.2 Работа с данными

Обеспечение быстрого доступа к информации один из важных аспектов работы любой ОС. Реализация решений для хранения данных позволяют предоставлять файловые службы и NAS с высокой производительностью и доступностью. Для организации быстрого доступа, применяются файловые службы и устройства хранения данных, подключаемые к сети (NAS). Повышение производительности ОС для хранения данных реализовано благодаря усовершенствованию некоторых функций:

Снижение загрузки процессора, позволяющее системам хранения данных работать со скоростью среды передачи;
Повышение производительности процессов ввода/вывода решений для хранения данных;
Повышение производительности при наличии нескольких путей между серверами и хранилищами данных путем балансировки запросов к хранилищу. В Windows Server 2008 R2 поддерживается до 32 путей к устройствам хранения данных;
Уменьшение времени загрузки операционной системы и ускоренное восстановление в случае аварийного завершения ее.

2.4.3 Защита интранет-ресурсов

Сервер политики сети (NPS) исполняет роль сервера, прокси-сервера RADIUS и сервера политики работоспособности NAP. NPS оценивает работоспособность системы для клиентов системы защиты доступа к сети (NAP), выполняет учет, авторизацию и проверку подлинности (AAA) по протоколу RADIUS и выступает в роли прокси-сервера RADIUS.

Платформа NAP^[15] включает клиентские и серверные компоненты, которые позволяют всесторонне оценивать работоспособность системы и выполнять авторизацию для использования различных технологий доступа к сети и обмена данными:

Защита передаваемых данных по протоколу IPsec;
Доступ к проводным и беспроводным сетям с проверкой подлинности по протоколу 802.1X;
VPN-подключения для удаленного доступа;
Выделение адресов по протоколу DHCP;
Доступ с использованием шлюза служб терминалов.

Улучшения работы NPS в Windows Server 2008 R2:

Автоматизированная настройка ведения журнала NPS SQL - автоматическая настройка базы данных SQL, наличие необходимых таблиц и хранимых процедур для учетных данных NPS, значительное уменьшение трудозатрат для развертывания NPS.
Усовершенствования при ведении журнала NPS - возможность одновременно сохранять данные учета и в файле, и в базе данных SQL, переходить от ведения журнала в базе данных SQL к ведению журнала в файле и вести журнал с использование файлов дополнительного формата, структура которого похожа на структуру журнала в базе данных SQL.
Поддержка нескольких конфигураций средства проверки работоспособности системы (SHV) в SAP. При настройке политики работоспособности администратор может выбирать SHV в конкретных конфигурациях, указывая разные наборы требований к работоспособности для различных конфигураций SHV.
Шаблоны NPS - разделяют общие элементы конфигурации RADIUS (такие как общие секреты RADIUS, IP-фильтры, клиенты RADIUS и т. д.) и конфигурацию, используемую на сервере. При использовании параметров NPS они наследуют значения, указанные в соответствующем шаблоне. Изменение в шаблоне заменяет соответствующее значение всюду, где использовался данный шаблон. Параметры шаблона NPS можно синхронизировать с другими NPS-серверами под управлением Windows Server 2008 R2.
Миграция серверов службы проверки подлинности в Интернете Windows Server 2008 R2 - позволяет переносить параметры настройки сервера IAS, работающего под управлением Windows Server 2008 R2, на NPS-сервер под управлением Windows Server 2008 R2.

2.4.4 Работа с ОС семейства Windows

Windows Server 2008 R2 поддерживает ряд функций, рассчитанных на работу с клиентскими компьютерами под управлением Windows:

Удаленного подключения к компьютерам используя DirectAccess;
Безопасное удаленное подключение к общедоступным и частным компьютерам благодаря применению удаленного рабочего пространства, виртуализации представлений и шлюза служб удаленных рабочих столов;
Повышение производительности филиалов благодаря применению кэша филиалов BranchCache;
Повышение защищенности филиалов благодаря использованию файловой системы DFS только для чтения;
Повышение устойчивости к сбоям соединений между сайтами благодаря использованию Agile VPN;
Повышение защищенности съемных носителей благодаря шифрованию таких носителей с помощью средства шифрования диска BitLocker;
Более эффективная защита от потери данных с помощью средств автономного доступа к папкам.

Необходимость предоставления мобильным пользователям возможности удаленного доступа сети в организации решена путём VPN-подключений (подключений виртуальной частной сети). В зависимости от типа VPN, пользователям может потребоваться установить на своем мобильном компьютере ПО VPN-клиента, а затем устанавливать VPN-подключение через Интернет.

Компонент DirectAccess позволяет клиентским компьютерам напрямую подключаться к ресурсам в интрасети, минуя сложный этап установки VPN-подключения. При этом удаленное подключение к интрасети устанавливается без участия пользователя, а работа с интранет-ресурами при удаленном подключении с точки зрения пользователя не отличается от работы при обычном подключении. Для работы DirectAccess, необходимо, чтобы доступ к ресурсам интрасети осуществлялся по протоколу IPv6.

Совместное применение удаленного рабочего пространства, виртуализации представлений и шлюза удаленных рабочих столов позволяет пользователям удаленно работать со своими интранет-ресурсами, то есть пользователи могут удаленно работать со своими настольными компьютерами так же, как если бы они работали на компьютерах в интрасети.

2.4.5 Совместимость

На протяжении многих лет к системам Unix и Windows относились как к отдельным несовместимым средам, отличающимся друг от друга как с физической и технической, так и с идеологической точки зрения. Однако через некоторое время организации обнаружили, что поддерживать в средах две совершенно отдельные топологии невыгодно и дорого, и что для обслуживания нескольких наборов учетных записей пользователей, паролей, сред и т.д. требуется прикладывать массу лишних усилий.

Новые средства Windows Server 2008 R2 UNIX Integration, в Microsoft обошли традиционные решения, такие как Samba, и получили лидерство в области технологий межплатформенной интеграции. Возможность синхронизации паролей, выполнения сценариев UNIX в Windows, объединения учетных данных и другие возможности такого рода теперь являются вполне жизнеспособными опциями и могут включаться как в сценарии миграции на Windows Server 2008 R2, так и в сценарии обеспечения взаимодействия с Windows Server 2008 R2. [4, с.285]

2.5 Архитектура Windows Server 2008 R2

ОС Windows NT проектировалась как модульная, многоуровневая архитектура, поддерживающая расширения за счет добавления новых функций. [5, c. 23] ОС работает c ЭВМ на базе процессоров Intel и подобным им AMD. Основными двумя уровнями архитектуры ОС, имеющей модульную структуру, являются два основных уровней: режим ядра и режима пользователя. На Рисунке 6 показана высокоуровневая архитектура семейства ОС Windows NT.

Рисунок 6. Архитектура ОС семейства Windows NT

Режим ядра (kernel mode) обеспечивает доступ к инструкциям процессора и функциям для обеспечения защиты памяти и работы с виртуальной памятью, так же доступ к привилегированным инструкциям, например для управления регистрами процессора. Пользовательский режим (user mode), — обеспечивает наилучшую защиту, предотвращает доступ системных процессов к выделенной памяти и коду другого процесса.

2.5.1 Режим пользователя

Режим пользователя состоит из подсистем, которые передают запросы ввода/вывода соответствующему драйверу режима ядра посредством диспетчер Ввода/вывода. В пользовательском режиме работают две подсистемы — подсистема окружения (Environment) и интегральная подсистема (Integral).

Подсистема окружения разработана для запуска приложений, написанных для разных типов операционных систем. Ни одна из подсистем окружения не имеет прямого доступа к аппаратной части компьютера. Доступ к ресурсам памяти происходит посредством Менеджера Виртуальной Памяти, который работает в режиме ядра. Подсистема окружения состоит из следующих подсистем — подсистема Win32, подсистема OS/2 и подсистема POSIX.

Win32 наиболее важный компонент Windows NT, особенно для программистов. На основе программного интерфейса Win32 создаются другие подсистемы, такие, как POSIX, OS/2. Программный интерфейс приложений Win32 можно разделить на три категории [5, c. 34].

1. Обработка оконного интерфейса и API для сообщений оконного интерфейса реализованы в виде динамически подключаемой библиотеки «user32.dll». Эта библиотека подключается приложениями, использующими интерфейсы, которые предоставляются этим файлом. При этом несколько приложений во время работы задействуют только одну копию библиотеки.

2. Графический API реализован в виде динамически подключаемой библиотеки «gdi32.dll», которая вызывает компонент режима ядра для графической подсистемы.

3. Базовые API, например функции открытия файла (GreateFile), чтения файла (ReadFile) и записи файла (WriteFile), реализованы в динамически подключаемой библиотеке, которая называется «ntdll.dll». При необходимости эта библиотека делает вызовы к выполняемому модулю Windows в режиме ядра. Для этого библиотека использует одно из 256 прерываний, поддерживаемых архитектурой Intel x64. В частности, используется прерывание 46 (десятичный номер 46, шестнадцатеричный — 0х2Е). Обработчик прерывания^[16] идентифицирует как запрошенный API (выполнив поиск по таблице), так и передаваемые ему параметры. Если все параметры прошли проверку, обработчик вызывает соответствующую подсистему выполняемого модуля Windows для выполнения запрошенной операции. [5, c. 35]

Приложения, написанные на основе API Win32 и других механизмов поддержки, рассматриваются в документации SDK. В некотором смысле даже подсистема POSIX представляет собой инструмент, разработанный для поддержки приложений UNIX. Хотя подсистема POSIX в настоящий момент существенной роли уже не играет, она все еще служит хорошим примером модульной и расширяемой архитектуры Windows NT.

Интегрированная подсистема (Integral subsystem) следит за некоторыми функциями операционной системы от имени подсистемы окружения. Она отвечает за работу многих сетевых служб. В состав интегрированной подсистемы входят: подсистемы безопасности, службы рабочей станции и службы сервера.

Служба безопасности обрабатывает запросы авторизации и инициирует процессы входа пользователя в систему, следит за доступом к учётной записи пользователей. Служба рабочая станции является API для сетевого редиректа (доступ к удаленной файловой системе как к локальной), обеспечивает доступ компьютера к сети. Служба сервер позволяет компьютеру предоставлять сетевые сервисы.

2.5.2 Режим ядра

Режим ядра содержит все привилегированные процессы, которые выполняются на уровне 0 архитектуры Intel. Режим ядра Windows NT состоит из трех основных подсистем: