Microsoft TechDays Александр Шаповал Эксперт по информационной инфраструктуре Microsoft. - презентация

1

2 Microsoft TechDayshttp:// Александр Шаповал Эксперт по информационной инфраструктуре Microsoft

3 Microsoft TechDayshttp:// Это не повторение презентации по ядру Windows Server 2008! Фокус на возможностях, характерных для клиентской ОС Рассматриваются базовые компоненты ядра Не затрагиваются вопросы, связанные с Сетевыми интерфейсами Графикой Установкой Управлением

4 Microsoft TechDayshttp:// Процессы и потоки Файловая система и ввод-вывод Управление памятью Запуск и завершение работы Надежность и восстановление Безопасность

5 Microsoft TechDayshttp:// Процессы и потоки Файловая система и ввод-вывод Управление памятью Запуск и завершение работы Надежность и восстановление Безопасность

6 Microsoft TechDayshttp:// Новый сервис, который повышает приоритет потока мультимедиа- приложения для бесперебойного воспроизведения аудио и видео Реализован в Mmcss.dll (запускается в Svchost.exe) Используется Windows Media Player 11 Потоки декларируют себя как мультимедийные, указывая Тип активности Относительную важность 80% интервала таймера потоки выполняются c приоритетом уровня real-time По истечении этого времени приоритет понижается до уровня Low Процент задается в реестре Получение сетевых пакетов устанавливается до значения 10 пакетов/мс Мультимедиа-потокМультимедиа-поток Другие потоки Мультимедиа-потокМультимедиа-поток

7 Microsoft TechDayshttp:// Процессы и потоки Файловая система и ввод-вывод Управление памятью Запуск и завершение работы Надежность и восстановление Безопасность

8 Microsoft TechDayshttp:// Ранее, NTFS поддерживала символические ссылки для каталогов (directory junctions) Windows Vista поддерживает файловые символические ссылки Аналог soft links в UNIX (ln –s) Используют NTFS reparse points Создаются с помощью нового API CreateSymbolicLink или команды Mklink.exe Требуется привилегия Create Symbolic Link (по умолчанию есть только у группы Administrators) Mklink.exe также умеет создавать жесткие ссылки Символические ссылки обрабатываются на клиенте, и могут охватывать тома и даже машины

9 Microsoft TechDayshttp:// Ранее, операцию открытия нельзя было отменить Пример: в окне File Save выбираете общую папку в состоянии offline, окно «зависает» до истечения тайм-аута В Windows Vista операции синхронного ввода-вывода могут быть отменены CancelSynchronousIo отменяет незавершенный синхронный ввод-вывод, запущенный другим потоком CancelIoEx разрешает отмену всех или конкретных операций ввода-вывода любых потоков (CancelIo может отменить только те операции ввода-вывода, которые запущены вызывающим потоком) Windows Vista может применять отмену для диалогов Open/Save Потоки, обрабатывающие ввод-вывод, могут получать оповещения об отмене

10 Microsoft TechDayshttp:// Фоновые процессы (дефрагментация, индексирование) могут создавать помехи в работе активного приложения (например, почтового клиента) Ранее, использовались только приоритеты ЦПУ потоков Windows Vista предлагает два варианта приоритезации ввода-вывода Приоритет ввода-вывода Резервирование полосы пропускания ввода-вывода Две стратегии: иерархическая и на основе простоя Иерархическая реализуется драйверами хранилищ ATAPI и USB (не поддерживается для SCSI) На основе простоя реализуется драйвером класса для всех хранилищ

11 Microsoft TechDayshttp:// Приоритет ввода-вывода базируется на приоритете соответствующего потока, явно заданном приоритете ввода-вывода, приоритете файлового объекта Пять уровней: Critical, High, Normal, Low, Very Low Critical, High, Normal применяются драйвером класса Хранятся в поле Flags пакета запроса ввода-вывода (I/O Request Packet) Как минимум один ввод-вывод уровня Low или Very Low обрабатывается каждую секунду Реализуется драйвером класса Процессы и потоки могут понижать свои приоритеты ввода-вывода в фоновом режиме (Background Mode) Используется в течение первых 60 секунд для автоматически запускаемых при логине приложений Используется фоновыми задачами Windows Vista, например, индексацией, Windows Defender

12 Microsoft TechDayshttp:// Critical: диспетчер памяти High: не используется Normal: стандартные приложения Low: prefetching приложений Very Low: фоновые задачи IndexerIndexerDefragDefragPrefetchPrefetchAntivirusAntivirus Очередь ввода-вывода Very Low Low Иерархия MMMM CriticalHigh WMPWMPWordWord Normal Простой

13 Microsoft TechDayshttp:// Потоковые приложения (например, Media Player) могут запрашивать гарантированную полосу пропускания для операций ввода-вывода Резервирование задается для конкретных файлов Подсистема ввода-вывода возвращает приложению Оптимальный размер ввода-вывода Частоту операций ввода-вывода WMPWMP Стандартный ввод-вывод Резервированный ввод-вывод WMPWMPWMPWMPWMPWMP

14 Microsoft TechDayshttp:// Процессы и потоки Файловая система и ввод-вывод Управление памятью Запуск и завершение работы Надежность и восстановление Безопасность

15 Microsoft TechDayshttp:// Ранее, файловый кэш был построен по принципу очереди Кэшируются последние запрошенные страницы Однако, последние дисковые активности необязательно представляют наиболее часто используемые страницы Например, дефрагментация, антивирусное сканирование могут привести к удалению из кэша полезной информации Единый список Добавление страниц Удаление страниц

16 Microsoft TechDayshttp:// В Windows Vista имеется 8 кэш-списков с приоритетами Приоритет памяти потока (1-5) определяет соответствующий список Страницы удаляются, прежде всего, из списка с наименьшим приоритетом Приоритетные данные остаются в кэше Приоритизированный список Наиболее важные Наименее важные Удаление страниц Добавление страниц

17 Microsoft TechDayshttp:// Ранее, Windows XP повышала скорость загрузки системы и запуска приложения В Windows Vista SuperFetch проактивно загружает ОЗУ наиболее полезными данными Учитывается частота использования страницы Используется накопленная информация для более сложных сценариев Сценарии SuperFetch включают в себя Запуск приложений Восстановление из режимов Hibernate и Sleep Повышенная производительность после нерегулярных и низкоприоритетных задач

18 Microsoft TechDayshttp:// SuperFetch включает в себя компоненты режима ядра и пользовательского режима Данные об использовании страниц собираются в режиме ядра Служба SuperFetch (Sysmain.dll) реализует алгоритм выборки и хранение данных Запрашивает у ядра собранную информацию и списки предварительно загруженных страниц Хранит файлы сценариев в \Windows\Prefetch\Ag*.db В отличие от Windows XP загружает виртуальную память Использует низкоприоритетные операции ввода-вывода для загрузки в кэш Использует приоритеты 6 и 7 для кэшированных данных

19 Microsoft TechDayshttp:// ОЗУ идеально подходит для кэширования, но дорого стоит и сложно модифицируется Внешняя флэш-память дешевле и до 10 раз быстрее дисков при произвольном доступе (но медленнее дисков при последовательных операциях) ReadyBoost использует флэш для создания write- through кэш-памяти между жестким диском и ОЗУ Поддерживаемые устройства: USB-ключи, SD-карты, Compact Flash, внутренние карты PCI express Должны соответствовать скоростным требованиям: 2.5 MB/сек при произвольном чтении блоков 4 KB 1.75 MB/сек при произвольной записи блоков 512 KB Статистика устройства отображается в реестре HKLM\Software\Microsoft\Windows NT\ CurrentVersion\EmdMgmt

20 Microsoft TechDayshttp:// ReadyBoost включает в себя службу и фильтр тома в виде драйвера Ecache.sys При произвольном чтении используется кэш При последовательном чтении используется жесткий диск Кэш представляет собой файл ReadyBoost.sfcache Может быть только один, максимум 4 ГБ Используется компрессия (с коэффициентом 2х) Файл шифруется сеансовым ключом Диск Запись Произвольное чтение ReadyBoost.sfcache PC Последовательное чтение

21 Microsoft TechDayshttp:// Процессы и потоки Файловая система и ввод-вывод Управление памятью Запуск и завершение работы Надежность и восстановление Безопасность

22 Microsoft TechDayshttp:// Ранее, механизм загрузки определялся платформой (BIOS, EFI) Windows Vista унифицирует механизм загрузки Boot.ini заменен загрузочной конфигурационной базой (Boot Configuration Database, BCD) Абстрагирование от firmware Унифицированный механизм для различных инсталляций Поддержка Unicode BCD хранится реестре Куст хранится в \Boot\BCD на системном томе Загружается в HKLM\BCD Защищается соответствующим ключом

23 Microsoft TechDayshttp:// Windows boot manager \Bootmgr (без расширения) Запускается кодом загрузочного сектора Заменяет часть NTLDR (чтение Boot.ini) Запускает другие предзагрузочные приложения SP1: Поддерживает UEFI/EFI в том числе на x64 OS loader \Systemroot\System32\Winload.exe Заменяет часть NTLDR (загрузка имиджа ОС, boot- драйверов и куста реестра System) Один на экземпляр ОС

24 Microsoft TechDayshttp:// Утилита диагностики памяти \Boot\Memtest.exe Могут быть добавлены компоненты 3-х фирм Могут запускаться другие компоненты Resume loader \Systemroot\System32\Winresume.exe Ранее эту задачу выполнял Ntldr

25 Microsoft TechDayshttp:// Ранее, сеанс 0 использовался для консоли пользователя Имена консоли могли конфликтовать с именами сервисов и системных объектов Службы, отображавшие окна в консоли, могли быть атакованы (shatter-атаки) Сеанс 1 Приложение A Приложение B Приложение C Сеанс 0 Служба A Служба B Служба C Приложение B Приложение A Приложение C

26 Microsoft TechDayshttp:// В Windows Vista консоль запускается в сеансе 1 и не может взаимодействовать с нулевым сеансом Устраняется возможный конфликт имен Некорректно написанные службы не могут отображать интерфейс в консоли Сеанс 1 Приложение A Приложение B Приложение C Сеанс 0 Служба A Служба B Служба C Сеанс 2 Приложение D Приложение E Приложение F

27 Microsoft TechDayshttp:// Ранее, автоматически запускаемые службы могли существенно влиять на производительность при входе в систему В Windows Vista службы могут запросить задержанный автозапуск (delayed autostart) Задается новым API ChangeServiceConfig2 Значение нового параметра DelayedAutoStart хранится в реестре Диспетчер служб (Service Control Manager) запускает такие службы после всех служб с признаком Autostart Во время запуска для ввода-вывода устанавливается приоритет Very Low Таким образом сконфигурированы службы BITS, Windows Update и др.

28 Microsoft TechDayshttp:// Ранее, приложение или драйвер могли блокировать режим Sleep или Hibernate Часто причиной становилась ошибка или агрессивная политика управления питанием В результате была возможна потеря данных Windows Vista не опрашивает процессы при переходе в режим сна Тайм-аут оповещения пользовательского режима сокращен с 2 минут до 20 секунд Драйверы не могут заблокировать переключение в Sleep

29 Microsoft TechDayshttp:// Процессы и потоки Файловая система и ввод-вывод Управление памятью Запуск и завершение работы Надежность и восстановление Безопасность

30 Microsoft TechDayshttp:// Ранее Не было возможности отменить изменения в файле или его удаление System Restore фиксировала изменения только в системных файлах Windows Vista использует теневые копии для восстановления системы и предыдущих версий Теневые копии создаются при записи данных на том В Windows XP этот механизм использовался для решения проблемы резервного копирования открытых файлов Закладка «Предыдущие версии» появилась в Windows Server 2003 для общих папок Унифицированный механизм защиты данных пользователя/системы

31 Microsoft TechDayshttp:// Процессы и потоки Файловая система и ввод-вывод Управление памятью Запуск и завершение работы Надежность и восстановление Безопасность

32 Microsoft TechDayshttp:// Ранее, физический доступ к системе чаще всего обеспечивал доступ к информации Утилиты третьих фирм могут получить доступ к любым незашифрованным данным Параметры аутентификации кэшируются в реестре В Windows Vista BitLocker обеспечивает шифрование всего тома с ОС SP1 добавляет возможность шифрование томов данных Требования технологии BitLocker Trusted Platform Module (TPM) v1.2 или USB-устройство и поддержка USB на уровне BIOS Системный раздел объемом не менее 1.5 ГБ

33 Microsoft TechDayshttp:// Несколько методов хранения ключа Volume Master Key TPM с сигнатурами загрузочных файлов Плюс PIN-код, вводимый пользователем Плюс ключ на USB-носителе Внешнее USB-устройство Последовательно проверяется целостность загрузочных компонент С помощью Volume Master Key расшифровывается Full Volume Encryption Key (FVEK) TPM BIOS MBR Boot Sector Boot Sector Boot Manager Boot Manager

34 Microsoft TechDayshttp:// Фильтр Fvevol.sys перехватывает запросы к тому и осуществляет прозрачное шифрование/ расшифровывание данных Использует FVEK, расшифрованный с помощью VMK при старте системы Потери производительности не более 10% Драйвер файловой системы Fvevol.sysFvevol.sys Диспетчер тома ПриложениеПриложение Режим пользователя Режим ядра

35 Microsoft TechDayshttp:// Загрузчик ОС и ядро проверяют сигнатуры кода Платформа x64 В режиме ядра возможна загрузка только подписанного кода Осуществляется проверка всех двоичных файлов режима ядра Нарушения фиксируются системой аудита Платформа х86 Осуществляется проверка всех двоичных файлов режима ядра, однако неподписанные модули могут быть загружены Для воспроизведения форматов Hi-Definition могут быть загружены только подписанные драйверы Загрузка драйверов протоколируется в Event Log

36 Microsoft TechDayshttp:// Цель Пользователь должен работать в системе со стандартным набором прав Проблема Очень часто пользователи работают под административной учетной записью Некоторые приложения запускаются только под административной учетной записью Решение Разрешить определенные операции для неадминистративных учетных записей, например, изменение часового пояса Создать для приложений виртуальное представление каталогов файловой системы и разделов реестра Реализовать удобное переключение к административным полномочиям

37 Microsoft TechDayshttp:// Имидж виртуализуется, если обратное не указано в его манифесте Виртуализация осуществляется в режиме ядра Файловая система: фильтром-драйвером luafv.sys Реестр: встроенными средствами Перенаправляемые каталоги файловой системы: \Program Files, \Windows, \Windows\System32 Исключения Защищенные от записи системные.EXE и DLL Файлы с исполняемыми расширениями (.exe,.bat,.vbs,.scr и пр.) Перенаправляемые разделы реестра HKLM\Software Исключения Некоторые ключи подраздела Microsoft

38 Microsoft TechDayshttp:// Запись: перенаправляется в специальную зону конкретного пользователя \Users\ \AppData\Local\ Virtual Store HKCU\Software\Classes\VirtualStore Чтение: сначала используется зона пользователя, затем глобальное расположение

39 Microsoft TechDayshttp:// Исполняемый файл может быть помечен признаком повышения полномочий следующими способами: В файле манифеста В системной базе совместимости приложений Эвристически инсталлятором Явным запросом пользователя

40 Microsoft TechDayshttp:// Windows Vista содержит массу принципиальных усовершенствований, направленных на повышение производительности, надежности и безопасности системы

41 Microsoft TechDayshttp://

42 Microsoft TechDayshttp://

43