Выбор оптимальных сетевых решений на базе многозадачных операционных систем для построения компьютерной сети вуза

|NET HELP |Выводит подсказку для команды|

|NET NAME |Присваивает имя компьютеру |

|NET PAUSE |Приостанавливает связь с |

| |сетью |

|NET PRINT |Выводит очередь заданий |

| |печати или отправляет файл на|

| |печать |

|NET START WORKSTATION |Запускает сеть |

|NET USE |Выводит на экран разделяемые |

| |ресурсы или присваивает |

| |буквенные обозначения дискам |

| |или имена новым разделяемым |

| |ресурсам |

|UNLOAD |Выгружает сетевой протокол |

|Команда для улучшенной |Функция |

|рабочей станции | |

|LOAD |Загружает различные сетевые |

| |протоколы |

|NET ACCESS |Просматривает разрешения |

| |допуска |

|NETCOPY |Копирует сетевые файлы |

|NET HELP |Предоставляет подсказку |

|NET LOGON |Присоединяет к сети |

|NET LOGOFF |Отсоединяет от сети |

|NETPASWORD |Изменяет пароль |

|NET PRINT |Контролирует задания печати и|

| |осуществляет печать файлов |

|NET START |Запускает рабочую станцию и |

| |определяет, с какими рабочими|

| |станциями существуют |

| |соединения |

|NET TIME |Производит синхронизацию |

| |часов рабочих станций с |

| |часами файлового сервера |

|NET USE |Выводит на экран разделяемые |

| |ресурсы или присваивает |

| |буквенные обозначения дискам |

| |или имена новым разделяемым |

| |ресурсам |

|NET VIEW |Выводит на экран список |

| |серверов и их ресурсов |

|NET WHO |Показывает список |

| |пользователей, присоединенных|

| |к сети |

|UNLOAD |Выгружает сетевой протокол |

Использование сетевых утилит

В сетях, работающих под управлением ОС LAN Manager к LAN Server, NET

выполняет большинство административных функций, Тем не менее сетевые ОС

обладают дополнительным набором утилит, которые могут оказаться полезными в

определенных ситуациях. Указанные программные средства позволяют

запрограммировать автоматический запуск в определен ное время суток

заданных программ или команд, в том числе резервное копирование

административных файлов в сети (файлов, содержащих пароли и разрешения),

восстановление этих файлов, проверку физического соеди нения с удаленным

компьютером и выполнение прочих операций в ЛВС.

Присоединение к сети

Для присоединения к сети необходимо использовать команду NET LOGON. Эта

команда устанавливает псевдоним пользователя (ID), пароль и доступную

рабочей станции область (domain). После присоединения можно использовать

разделяемые ресурсы и в других областях. Процедура присо единения к сети

необходима только при работе на улучшенной рабочей станции, а на обычной

рабочей станции достаточно иметь пароль для доступа к разделяемым ресурсам

и нет необходимости в использовании псевдонима.

Система фиксирует случаи несоответствия псевдонима паролю, так что если при

повторной попытке вы введете неправильный пароль, то система совсем

запретит доступ в ЛВС под этим псевдонимом. В результате придется просить

сетевого администратора возобновить ваш псевдоним. Такая мера

предосторожности призвана затруднить доступ к ЛВС посторонних лиц.

Переназначение накопителей в ЛВС

Для создания схемы доступа к сетевым накопителям (переназначения сетевых

накопителей новыми символами) необходимо использовать команду NET USE или

меню программы NET. В зависимости от того, как сконфигу рирован системным

администратором дисковый накопитель файлового сер вера, вы, можете иметь

доступ ко всему пространству накопителя или к отдельной директории.

Администратор самостоятельно определяет, какие ресурсы файлового сервера

могут быть разделяемыми. При зтом невозможно с рабочей станции обнаружить,

что разделяемым является весь диск или только его директория.

Ниже приведен пример команды NET USE для установления в сети накопителя F.

Ранее администратор сети сделал публичным разделяемый ресурс, введя для

него имя NORTHEAST на сервере с именем \\SALES.

NET USE F: \\SALES\NORTEAST

Если вы используете обычную рабочую станцию, то вы можете добавить пароль

после имени ресурса или использовать символ звездочкй вместо пароля. В

последнем случае система сама потребует введения пароля. Конечно, при вводе

пароль не отображается на экране.

Для отмены назначения накопителя необходимо также применить команду NET

USE. И та же команда NET USE, переназначающая сетевые диски, предназначена

также для перенаправления принтера.

Теперь, после процедуры переназначения сетевых накопителей для вашей

рабочей станции, можно применять, как обычно, прикладные про граммы. При

этом для ваших прикладных программ становятся доступны ми файлы ЛВС, для

которых вы имеете разрешение на использование. Если вы не обладаете даже

правом чтения определенного файла, то он будет вообще недоступным для вас.

Или можно иметь право чтения файла, но не обладать правом записи в него.

Это значит, что у вас нет возможности записать в него новые данные. В

случае получения странного, с вашей точки зрения, сообщения при попытке

использования прикладной программы, вам нужно обратиться к системному

администратору для выяснения, обладаете ли вы всеми необходимыми правами и

разрешениями для работы с этой программой.

Использование рабочих станций

Одной из наиболее существенных причин, в силу которых LAN Manager и LAN

Server оказались менее популярными, чем сетевая ОС NetWare, является

большой объем дискового пространства, требуемый для хранения программных и

конфигурационных файлов LM и LS. Обычно при работе с NetWare, чтобы иметь

доступ к файловому серверу, нужно хранить на рабочей станции от двух до

шести небольших файлов. При работе с LAN, Manager или LAN Server для тех же

целей необходимо от 1М до ЗМ дискового пространства на рабочей станции. При

работе в ЛВС под управлением NetWare легко создать загружаемую дискету для

присоединения рабочей станции к сети. В случае LM или LS это сделать

практически невозможно, так как требуется очень большое количество файлов

на дискете.

Требования к объему памяти для программного обеспечения рабочих' станций

под управлением LAN Manager и LAN Server также гораздо выше, чем для

рабочих станций, управляемых ОС NetWare. Эти требования изменяются в

зависимости от типа сетевых адаптеров и соответствующих программных

драйверов, но обычно для LM или LS объем занимаемой памяти составляет около

90К. Рабочие станции под управлением NetWare требуют только от 50К до 60К

памяти для сетевых драйверов. При использовании рабочих станций с моделями

процессоров 80386,80486 или Pentium вы имеете возможность воспользоваться

менеджерами памяти для загрузки сетевого программного обеспечения в верхнюю

область памяти.

Сетевая инсталляционная программа копируй все необходимые файлы на диск

вашей рабочей станции и осуществляет необходимые модификации файлов

CONFIG.SYS и AUTOEXEC.BAT для присоединения к ЛВС в про- цессе начальной

загрузки. Вы также можете включить строки с командами NET USE в специальный

командный файл для того, чтобы не вводить их заново каждый раз при

начальной загрузке.

Печать под управлением LAN Manager и LAN Server

Для перенаправления разделяемого сетевого принтера также используется

команда NET USE. Сетевой администратор присваивает имя сетевому принтеру

точно таким же способом, как он это делает с другими сетевыми ресурсами.

Например, администратор может установить принтер с именем HP_LASER на

сервере SALES. В этом случае командная строка NET USE для вывода на печать

будет выглядеть следующим образом:

NET USE LPT1: \\SALES\HP_LASER

После этого при копировании файла на устройство LPT1 или при печати из

одной из прикладных программ сетевая ОС создает задание для печати, Задание

для печати помещается в очередь печати на сервере и распечаты вается, когда

для него освободится принтер,

2.5 Сравнительный анализ LAN Manager и LAN Server

При создании LAN Manager и LAN Server программисты фирмы IBM в Остине и

программисты Microsoft в Редмонде работали в плотном контакте. Эти сетевые

ОС используют практически идентичное программное обеспечение. С несколькими

ограничениями и некоторыми оговорками, о которых будет сказано в следующем

разделе, вы можете установить LAN Manager и LAN Server в одной ЛВС так, что

рабочие станции будут связаны с обеими типами файловых серверов.

Обе сетевые ОС имеют в своей основе практически одинаковый пользовательский

интерфейс, почти одинаково работают на аналогичных аппаратных средствах при

одинаковой загрузке и предоставляют сходные возможности. Эти возможности

включают HPFS, простоту программирования и области пользователей.

Сетевые ОС LAN Manager и LAN Server поддерживают наряду с рабочими

станциями под управлением DOS и OS/2 также и рабочие станции Macintosh.

OS/2 LAN Manager v.2.0

Первые версии операционной системы LAN Manager разработала компания

Microsoft, однако их доработками и продажей занимались фирмы 3Com, IBM и

NCR Версия 2.0 -это первая версия системы LAN Manager, которую компания

Microsoft продает сама, причем компания считает, то эта система, созданная

на базе OS/2, должна сыграть заметную роль в развитии ЛВС. Если учитывать

громадный авторитет компании Microsoft, то вполне возможно, что со временем

эти надежды компании оправдаются, однако в настоящее время больших успехов

не видно.

LAN Manager 2.0 требует гораздо больше емкости памяти рабочей станции и

работает недостаточно быстро в сравнении со многими другими сетевыми ОС. В

каждой рабочей станции система занимает 158 Кбайт, так что вы можете

оказаться не в состоянии выполнять некоторые резидентные программы. Кроме

того, каждый ПК должен уступить системе 4Мбайт дискового пространства, так

что вы не сможете входить в систему с ПК, оснащенного только накопителями

на гибких магнитных дисках. Система не предусматривает поддержку

компьютеров Macintosh; рабочие станции, не имеющие дисковой памяти, можно

подключать только при помощи аппаратных средств сети с маркерным доступом

(TRN), в то время как для большинства ЛВС стандартом является шина

Ethernet.

Система предоставляет лишь ограниченные возможности разделения таких

ресурсов, как принтеры, модемы и внешняя память. Только рабочие станции,

действующие под управлением OS/2 могут коллективно использовать свои

накопители, принтеры, коммуникационные устройства.

Качество административных средств ниже среднего. Вы можете использовать

административное меню только на рабочей станции, оснащенной OS/2, в

противном случае вам предоставляется только командная строка.

OS/2 LAN SERVER

Наиболее успешно концепция OS/2 LAN Manager развивается на фирме IBM.

Другие фирмы не просто используют разработанные фирмой Microsoft средства,

а развивают их. достраивая необходимыми возможностями. Чаще всего предметом

пересмотра является транспортная подсистема. В продукт устанавливаются

другие стеки протоколов, обеспечивая их соответствие развиваемым на фирме

сетевым архитектурам.

Так, IBM сделала возможным работу OS/2 LAN Server 2.0 не только с

протоколами NetBEUI, но и с LU 6.2 АРРС и 3270 HLLAPI, которые

ассоциируются с большими компьютерами фирмы IBM (IBM 370) ES 9370, ES 9000

и др.). Поддержка в OS/2 LAN Server фирменной сетевой архитектуры IBM - SNA

(System Network Architecture) сделала возможным легкое интегрирование сетей

персональных компьютеров с SNA-сетями. Таким образом, широкие возможности

аппаратного подключения (практически все компьютеры фирмы IBM имеют

возможность подключения к сети Token Ring) были дополнены соответствующей

программной поддержкой л IBM в очередной раз подтвердила свою репутацию

фирмы, предлагающей комплексные решения для построения интегрированных

систем.

Кроме того, авторами была на практике проверена возможность совместной

работы OS/2 LAN Server 2,0 с другими сетевыми продуктами, в первую очередь

с IBM PC LAN Program. Несложным оказалось как организовать доступ рабочей

станции IBM PC LAN Program к ресурсам IBM OS/2 LAN Server (файловым,

печати), так и доступ рабочей станции OS/2 LAN Requester к ресурсам сервера

IBM PC LAN Program (например, печати). Без затруднений была решена и задача

совместной работы ПО сетевых продуктов фирмы IBM и Novell NetWare 3.11, так

что с одной рабочей станции) функционирующей под управлением DOS, были

видны файловые ресурсы (сетевые устройства) как сервера IBM PC LAN Program

и OS/2 LAN Server, так и Novell NetWare v.3.11.

В качестве отдельных продуктов IBM предлагает TCP/IP for DOS v.1.2 и TCP/IP

for OS/2 v.1.0, Последний реализован как дополнительный стек протоколов и

может работать совместно с ПО IBM OS/2 LAN Server. Так, авторами была

проверена возможность такой совместной работы и с рабочей станции PS/2, на

которой функционировал TCP/IP for DOS рвалось успешно обмениваться файлами

с PS/2 с инсталлированным на нем TCP/IP for OS/2, используя средства FTP

(File Transfer Protocol), при этом на том же компьютере было установлено ПО

OS/2 LAN Requester, т.е. он являлся рабочей станцией в сети OS/2 LAN

Server.

В немалой степени такой гибкости OS/2 LAN Server способствовала концепция

IBM, состоящая в изолировании сетевого ПО непосредственно от сетевой

аппаратуры с помощью т.н, LAN Support Program (входит в поставку OS/2 LAN

Server. Это средство позволяет разделять один сетевой адаптер несколькими

сетевыми протоколами. Поддерживаются все фирменные адаптеры IBM (Token

Ring, Etherand (Ethernet), Baseband,...). Этот подход бил применен уже в

IBM PC LAN Program. Другие фирмы пошли по схожему пути, так позднее фирма

Novell стала использовать для той же цели ODI-драйверы.

К недостаткам OS/2 LAN Server V.2.0, как и ко всем продуктам, построенным

на основе LAN Manager, следует отнести чрезмерную "любовь" сервера к

оперативной памяти (не менее 5 Мбайт, рекомендуется 9 Мбайт).

К положительным моментам, вне всякого сомнений, следует отнести возможность

удаленного запуска программ (как и в LAN Manager) и использование в 1 сети

SQL-сервера не только на основе OS/2-компьютера, но и более мощных средств,

например, системы IBM AS/400.

В настоящее время появился новый продукт IBM OS/2 LAN Server 3.0, в котором

улучшены характеристики его предшественника. Так, сетевой экранный

интерфейс на OS/2-компьютерах выполнен в рамках Presentation Manager. К

основным достоинствам нового продукта, для работы которого требуется 386

или 486 процессор, несомненно относятся:

. Возможность OS/2 рабочим станциям взаимодействовать между собой как

компьютеры в одноранговой сети - разделяя и используя файлы, принтеры и

последовательные устройства друг-друга без работающего сервера !

. Невыделенный сервер с возможностью запуска на нем DOS, Windows и OS/2

приложений одновременно.

. Поддержка более 16 МБ оперативной памяти на процессорах 80386,80486.

. Поддержка доменов в сети.

. Использование высокопроизводительной файловой системы HPFS.

. Наличие средств зеркального отображения (mirroring) и дуплексирования

(duplexing) дисков.

. Возможность удаленной загрузки DOS, Windows и OS/2 рабочих станций.

. Компонента DOS LAN Requester Virtual Device Driver позволяет DOS-

пpилoжeниям, запускаемым из-под OS/2, взаимодействовать с сетью, не

загружая сетевого программного обеспечения для рабочей станции - DOS LAN

Requester.

. Сосуществование в одной сети с NetWare, OS/2 и DOS рабочие станции могут

одновременно взаимодействовать с серверами NetWare и OS/2 LAN Server.

. Сосуществование в одной сети доменов OS/2 LAN Server v.l.3, V.2.0 и

V.3.0; а также совместная работа с Microsoft OS/2 LAN Manager 2.1.

. Расширенная поддержка межсетевых взаимодействий, в частности) для

совместимости с TCP/IP сетями, пакеты NetBIOS могут маршрутизироваться до

TCP/IP соединению.

. Поддержка компьютеров Macintosh.

. Возможность использования в качестве сервера многопроцессорного

компьютера PS/2 Server 295.

Анализ различий между LM и LS

Настроить систему LAN Server для более эффективной организации ее работы в

соответствий с обрабатываемой информацией можно с помощью обыкновенного

текстового редактора, модифицируя файлы CONFIG.SYS и IBMLAN.INI В системе

LAN Manager имеется средство автоподстройки, которое контролирует действия

файлового сервера и автоматически осу ществляет модификации в

инициализирующих файлах. Чтобы эти измене ния вступили в силу необходимо

время от времени выключать и снова запускать файл-сервер.

Другой отличительной чертой системы LAN Manager является запоминание

сетевых связей. Пользователи при очередном присоединении к ЛВС

автоматически будут иметь те же связи, что в последнем сеансе. Эту свойство

можно разрешить или отменить с помощью опции /PERSISTENT= команды NET USE.

Также имеется возможность запоминания сетевых связей путем добавления

командных строк в файл LANMAN.INI.

Архитектура протоколов по требованию (DPA – Demand Protocol Architecture)

является характеристикой, которую фирма Microsoft заимствовала у фирмы

3Com. Эта компания купила у фирмы Microsoft лицензию на систему LAN Manager

и несколько улучшила эту систему, но фирма 3Com не смогла продать

значительного числа копий этой улучшенной версии LM. Когда она решила

оставить попытки перепродажи улучшенной версии программного обеспечения,

фирма Microsoft выкупила обратно лицензию у фирмы 3Com. В общих чертах,

система DPA позволяет динамически загружать и выгружать набор протоколов.

DPA можно использовать для эпизодического доступа к файловому серверу под

управлением NetWare. В этом случае система DPA временно загрузит на рабочей

станции программное обеспечение IPX и NETX сетевой ОС NetWare. По окончании

сеанса связи с файловым сервером под управлением NetWare система DPA

освободит области памяти, использованные для размещения IPX и NETX. Однако

в повседневной деятельности пользователям сети с файловыми серверами,

управляемыми LAN Manager или NetWare, требуется не только временный доступ

к обеим типам серверов. Поэтому хотя система DPA представляет техническое

решение, его вряд ли можно считать вполне полезным и практичным. В системе

LAN Manager имеется специальное средство, называемое NetWare Connectivity,

позволяющее легко получать одновременный доступ как к файловому серверу под

управлением LAN Manager, так и к файловому серверу под управлением NetWare.

Система LAN Manager также предоставляет средство для дистанционного

администрирования. Если вы обладаете привилегиями администратора, вы можете

принимать или исключать пользователей и выполнять другие административные

задачи с любой рабочей станции, управляемой OS/2, или улучшенной рабочей

станции под управлением LAN Manager. Таким образом, для выполнения

административных функций нет необходимости обязательно находиться у

файлового сервера.

Система LAN Manager имеет средство установления пароля для ограничения

доступа к разделяемым ресурсу или устройству. Этого свойства нет в системе

LAN Server.

Обе системы, LAN Manager и LAN Server, используют концепции защита данных

посредством областей и паролей для доступа к сети, но несколько различными

путями. Поэтому если вам захочется использовать LAN Manager и LAN Server в

одной и той же сети, то вам придется организовать раздельные области для

каждой из этих сетевых ОС. В одной из этих . областей все файловые серверы

должны будут работать под управлением. LAN Manager, а в другой - под

управлением LAN Server. При этом, если рабочая станция в области под

контролем LAN Server пытается получить доступ в область контроля LAN

Manager, то предварительно необходимо убедиться в том, что она была

присоединена к сети в области, управляемой LAN Server. При работе с

рабочими станциями из области LAN Manager такой проблемы не существует.

В системе LAN Server для разделяемых ресурсов можно применять сокращенные

имена, а в системе LAN Manager такой возможности нет. В этой системе нужно

использовать полные имена разделяемых ресурсов. Предположим, что в системе

LAN Server к компьютеру с именем PRODUCTION, подключен разделяемый принтер

с сокращенным именем REPORTS. Полное имя разделяемого принтера есть

\\PRODUC TION\PRINTERI. Таким образом, рабочая станция, управляемая

системой LAN Server, может разделять устройство REPORTS, а рабочая

станция, управляемая системой LAN Manager, для доступа к этому устройству

должна будет использовать его полное имя \\PRODUСTION\PRINTER1.

Системы LAN Manager и LAN Server хорошо работают совместно в ЛВС Token

Ring, но не совмещаются идеально в ЛВС EtherNet. При работе в ЛВС EtherNet,

возможно, понадобится изменить конфигурации обеих сетевых ОС. Дело в том,

что система LAN Server поддерживает протокол

DIX (Digital Intel Xerox) версии 2.0 и протокол IEEE 802.3, a LAN

Manager не поддерживает протокол DIX. Поэтому, чтобы при работе в ЛВС

EtherNet рабочие станции могли использовать оба типа серверов, . необходимо

переключить обе системы, LM и LS, на использование протокола IEEE 802.3.

Система LAN Manager- это 16-разрядное программное обеспечение, в то время

как LAN Server является 32-разрядными. Таким образом, теоретически

последние два программных продукта больше подходят для использования в

современных компьютерах, оснащенных 32-разрядными процессорами, И в самом

деле, сетевая ОС LAN Server имеет хорошую производительность, а вот ОС

Windows NT использует такую архитектуру операционной системы, которая

изолирует сетевое программное обеспечение от сетевого адаптера слишком

многими слоями промежуточного программного обеспечения. В результате,

согласно данным о производительности, опубликованным в журналах PC Week и

PC Magazine, Windows NT AS медленнее сетевых ОС NetWare или LAN Server.

Kpoмe тoгo,Windows NT AS зaнимaeт бoльшe мecтa нa диcкe и в' памяти, чем

LAN Manager или LAN Server. В настоящее время фирма Microsoft работает над

тем, чтобы сделать Windows NT AS более быстрой и компактной сетевой ОС.

Следующая версия сетевой ОС LAN Server

Фирма IВМ предоставила характеристики новой сетевой ОС. Система LAN Server

4.0 будет иметь графический интерфейс вместо текстового интерфейса более

ранних версий. Фирма IBM предполагает снабдить LS 4.0 лучшей системой

защиты данных, чем предыдущие версии, и предоставить системному

администратору возможность наблюдения и управления множеством областей сети

с одной рабочей станции. LS 4.0 будет интегрировать протоколы транспортного

уровня TCP/IP и NetBIOS. Фирма IBM также предполагает переписать книги

руководств по системе и предоставить их на компакт-дисках. В целом,

предполагается облегчить процедуру инсталляции и использования ОС LS 4.0,

уменьшить требуемые для ее работы объемы дискового пространства и ОЗУ.

Также предполагается значительно улучшить использование памяти для клиентов

DOS/Windows.

В противоположность Windows NT AS, система LAN Server 4.0, вероятно, не

будет иметь средства BrowseMaster. В то время как фирма Microsoft считает,

что пользователи должны иметь возможность самим выбрать нужные им

разделяемые ресурсы, фирма IBM полагает, что в целях защиты данных только

администратор сети должен назначать диски или принтеры, которые

предполагается разделять в сети, и пользователи могут работать только с

этими устройствами. Как уже упоминалось ранее в этой главе, средство для

просмотра ресурсов сети фирмы Microsoft (BrowseMaster) позволяет легко

присоединять рабочие станции к разделяемым ресурсам. Это средство кажется

полезным и удобным, однако в действительности оно может также доставлять

неудобства, когда пользователи забывают какие буквенные обозначения

использованы для переназначенных директорий на файловом сервере. Применение

этого средства на рабочей станции для просмотра ресурсов также может

привести к исчерпанию числа команд NetBIOS и доступных сеансов NetBIOS.

Глава 3.

Анализ возможностей ОС Windows NT AS

Основа любой компьютерной сети – сетевая операционная система (СОС).

Операционная система Windows NT компании Microsoft – одна из наиболее

распространенных 32-разрядных сетевых ОС, работающая как на компьютерах

Intel, так и на аппаратных платформах DEC Alpha, MIPS R400 и PowerPC.

Базис Windows NT – ее серверная часть, программный продукт Windows NT

Server, Он в первую очередь предназначен для управления сетевыми ресурсами.

Ряд достоинств, о которых будет рассказано далее, делает его эффективным

сервером приложений, но главное состоит в том, что приложения, выполняемые

на нем, хорошо изолированы друг от друга. Это придает сетевым решениям,

построенным на базе Windows NT, высокую надежность и устойчивость в работе.

Другой важной частью системы Windows NT является Windows NT Workstation.

Этот компонент является рабочим местом клиента. Windows NT Workstation

несет все лучшие черты, присущие Windows NT Server. Следует отметить, что в

качестве клиента Windows NT Server могут также выступать: Windows З.x,

Windows 95, MS DOS, OS/2, POSIX

Можно отметить следующие особенности, присущие СОС Windows NT:

. приоритетная многозадачность – выгодно отличает Windows NT от Windows З.х

и Windows 95. Такой режим работы ядра системы обеспечивает ее высокую

устойчивость и "честное" разделение времени процессора между задачами;

. степень защиты информации и режим секретности – отвечают стандарту С2

США, что является достаточным в подавляющем большинстве случаев;

. многопоточность – позволяет приложениям, разработанным определенным

образом, выполнять одновременно несколько своих процессов;

. поддержка мультипроцессорных систем (при этом подключение дополнительных

процессоров не требует перегенерации Windows NT) – многие приложения для

Windows NT, о которых далее пойдет речь, также используют все процессоры

компьютера;

. возможность исполнения приложений других операционных систем (Windows

3.х, MS-DOS, неграфические 16-разрядные приложения для OS/2, POSIX-

приложения) – упрощает переход на Windows NT из других операционных сред;

. поддержка различных файловых систем – NTFS (Windows NT), FAT (DOS) и HPFS

(OS/2) – упрощает интеграцию с существующими системами.

3.1 Обзор архитектуры

Архитектурные модули Windows NT

Windows NT представляет из себя модульную (более совершенную, чем

монолитная) операционную систему, которая состоит из отдельных

взаимосвязанных относительно простых модулей. Основными модулями Windows NT

являются (перечислены в порядке следования от нижнего уровня архитектуры к

верхнему): уровень аппаратных абстракций HAL (Hardware Abstraction Layer),

ядро (Kernel), исполняющая система (Executive), защищенные подсистемы

(protected sybsystems) и подсистемы среды (environment subsystems).

Краткое описание модульной структуры Windows NT представлено в следующем

разделе. Дальнейший материал главы посвящен детальному рассмотрению каждого

из компонентов Windows NT, начиная с уровня аппаратных абстракций HAL,

который располагается между аппаратными средствами компьютера и остальной

частью операционной системы.

. Уровень аппаратных абстракции виртуализирует аппаратные интерфейсы,

обеспечивая тем самым независимость остальной части операционной системы

от конкретных аппаратных особенностей. Подобный подход позволяет

обеспечить легкую переносимость Windows NT с одной аппаратной платформы

на другую. Ядро является основой модульного строения системы и

координирует выполнение большинства базовых операций Windows NT. Этот

компонент специальным образом оптимизирован по занимаемому объему и

эффективности функционирования. Ядро отвечает за планирование выполнения

потоков, синхронизацию работы нескольких процессоров, обработку

аппаратных прерываний и исключительных ситуаций.

. Исполняющая система включает в свой состав набор программных конструкций

привилегированного режима (kernel-mode), предоставляющих базовый сервис

операционной системы подсистемам среды. Исполняющая система состоит из

нескольких компонентов; каждая из них предназначена для поддержки

определенного системного сервиса. Так, одна из компонент - монитор

безопасности (Security Reference Monitor) -функционирует совместно с

защищенными подсистемами и обеспечивает реализацию модели безопасности

системы.

. Подсистемы среды представляют собой защищенные серверы пользовательского

режима (user-mode), которые обеспечивают выполнение и поддержку

приложении, разработанных для различного операционного окружения

(различных операционных систем). Примером подсистем среды могут служить

подсистемы Win32 и OS/2.

Уровень аппаратных абстракций

Уровень аппаратных абстракций (HAL) представляет собой создаваемый

производителями аппаратных средств слой программного обеспечения, который

скрывает (или абстрагирует), особенности и различия аппаратуры от верхних

уровней операционной системы. Таким образом, благодаря обеспечиваемому

НАLом фильтру, различные аппаратные средства выглядят аналогично с точки

зрения операционной системы; снимается необходимость специальной подстройки

операционной системы под используемое оборудование.

При создании уровня аппаратных абстракций ставилась задача подготовки

процедур, которые позволяли бы единственному драйверу конкретного

устройства поддерживать функционирование этого устройства для всех

платформ. HAL ориентирован на большое число разновидностей аппаратных

платформ с однопроцессорной архитектурой; таким образом, для каждого из

аппаратных вариантов не требуется отдельной версии операционной системы.

Процедуры HAL вызываются как средствами операционной системы (включая

ядро), так и драйверами устройств. При работе с драйверами устройств

уровень аппаратных абстракций обеспечивает поддержку различных технологий

ввода-вывода (вместо традиционной ориентации на родную аппаратную

реализацию или требующей значительных затрат адаптации под каждую новую

аппаратную платформу).

Уровень аппаратных абстракций позволяет также «срывать» от остальных

уровней операционной системы особенности аппаратной реализации симметричных

мультипроцессорных систем.

Ядро (Kernel) является «сердцем» Windows NT и работает в тесном контакте с

уровнем аппаратных абстракций. Этот модуль, в первую очередь, занимается

планированием действий компьютерного процессора. В случае если компьютер

содержит несколько процессоров, ядро синхронизирует их работу с целью

достижения максимальной производительности системы.

Ядро осуществляет диспетчеризацию нитей управления (threads, иногда

называются подзадачами, ответвлениями или потоками), которые являются

основными объектами в планируемой системе. Нити управления определяются в

контексте процесса; процесс включает адресное пространство, набор доступных

процессу объектов и совокупность выполняемых в контексте процесса нетей

управления. Объектами являются управляемые операционной системой ресурсы.

Ядро производит диспетчеризацию нитей управления таким образом, чтобы

максимально загрузить процессоры системы и обеспечь первоочередную

обработку нитей с более высоким приоритетом. (Всего существует 32 значения

приоритета, которые сгруппированы в два класса приоритетов: real-lime и

variable). Подобный подход позволяет достичь максимальной эффективности

операционной системы.

Подкомпоненты исполняющей системы, такие как диспетчер ввода-вывода и

диспетчер процессов, используют ядро для синхронизации действий. Они также

взаимодействуют с ядром для более высоких уровней абстракции, называемых

объектами ядра; некоторые из этих объектов экспортируются внутри

пользовательских вызовов интерфейса прикладных программ (API).

Ядро управляет двумя типами объектов:

. Объекты диспетчеризация (dispatcher objects) характеризуются сигнальным

состоянием (signaled или nonsignaled) и управляют диспетчеризацией и

синхронизацией системных операций. Эти объекты включают события, мутанты,

мутэксы, семафоры, нити управления и таймеры (events, mutants, mutexes,

semaphores, threads, timers).

. Управляющие объекты (control objects) используются для операций

управления ядра, но не воздействуют на диспетчеризацию или синхронизацию.

Управляющие объекты включают в себя асинхронные вызовы процедур,

прерывания, уведомления и состояли источила питания, процессы и профили

(asynchronous procedure calls, interrupts, power notifies, power

statuses, processes, profiles).

В основном, ядро не обеспечивает проведение в жизнь какой-либо политики, т.

к. за это отвечает исполняющая система. Однако ядро производит формирование

политики по перемещению процессов из намята.

Ядро выполняется полностью в привилегированном режиме и неперемещаемо

(nonpagable) в памяти. Программное обеспечение ядра не является выгружаемым

(preemptible), н, следовательно, для него не может производиться

переключение контекста (context-switched): большая часть программного

обеспечения вне ядра почта всегда может быть кружена и использует

переключение контекста.

Ядро может выполняться одновременно на всех процессорах в

мультипроцессорной конфигурации, соответствующим образом синхронизируя

доступ к критическим областям.

Третьим и наиболее сложным модулем, выполняющимся в привилегированном

режиме, является исполняющая система..

Исполняющая система Windows NT

Исполняющая система (Executive), в состав которой входят ядро и уровень

аппаратных абстракций HAL, обеспечивает общий сервис системы, который могут

использовать все подсистемы среды. Каждая группа сервиса находится пол

управлением одной из отдельных составляющих исполняющей системы:

. диспетчера объектов (Object Manager):

. диспетчера виртуальной памяти (Virtual Memory Manager};

. диспетчера процессов (Process Manager)

. средств вызова локальных процедур (Local Procedure Call Facility);

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6