itmo_conspects
Администрирование в ОС Windows
На этом курсе будут рассматриваться технологии, инструменты, использующиеся в Windows Server, а также архитектура системы
Лекция 1. История Windows и общая характеристика
Ситуация на рынке
Сейчас лидирующее положение среди операционных систем на персональных компьютерах занимает Microsoft Windows
В серверах же преобладает ОС Linux, доля Windows составляет около 20%. При этом ОС Windows не популярна как платформа для веб-серверов (примерно 8% сайтов используют Windows) и суперкомпьютеров
Несмотря на это, около половину заработка компании Microsoft составляет облачные услуги и офисные продукты. Облачная платформа Microsoft Azure принесла более 100 млрд долларов за 2026 финансовый год, что составляет около 30% от прибыли компании. Сейчас Microsoft Azure на рынке облачных услуг уступает только Amazon Web Services
Ключевой технологией является Windows Server, которая используется:
- Для бизнес-функционала и работы сервисов Microsoft, таких как Active Directory (служба каталогов, авторизации), Microsoft SQL Server, Exchange (почтовый сервер Microsoft), SharePoint (ПО для организации совместной работы), Dynamics 365 (решение для автоматизации управления) и другие
- Для виртуализации
- Для организации сетей хранения данных
- Для построения гибридных облаков и для интеграции с Azure
Помимо Azure и Windows Server экосистема Microsoft включает:
- Офисные продукты Microsoft 365 - текстовый редактор Word, сервис видеообщения Teams и другое
- Операционная система для ПК Windows
- Игровое подразделение XBOX, включающее консоли, издательства и игровые студии
- Устройства для обычных пользователей, такие как ноутбуки Surface
История Windows
Историю Microsoft можно разделить на 3 эпохи:
- Основание Биллом Гейтсом и Полом Алленом, правление Билла Гейтса (1975 - 2000)
- Правление Стива Балмера (2000 - 2014)
- Правление Сатьи Наделлы (2014 - настоящее время)
Предпосылками создания компании были желанием IBM выйти на рынок персональных компьютеров и Билла Гейтса заработать на ПО. IBM нуждалась в простенькой операционной системе, которая использовалась бы на аппаратном обеспечении IBM. До этого Microsoft разработали интерпретаторы языков BASIC, FORTRAN, COBOL и форк ОС Unix - Xenix
Первой версией стала MS-DOS (от MicroSoft Disk Operating System), выпущенная в 1981 году и основанная на выкупленной 86-DOS у Seattle Computer Products. MS-DOS имела только интерфейс консольной строки:
В 1985 году вышла Windows 1.0, которая представляла графическую оболочку и набор приложений для MS-DOS. В 1987 году Windows 2.0, а в 1993 году вышла Windows 3.11 for Workgroups, в которой появился интегрированный сетевой стек
Параллельно с развитием MS-DOS компании IBM и Microsoft совместно разрабатывали операционную систему OS/2. В 1991 году Microsoft прекращает участие, а наработки использует для создания ядра Windows NT (от New Technology). Новое ядро получило поддержку многопоточности, работы со множеством пользователей, 32-битной адресации, собственной файловой системы NTFS (New Technology File System) и стало архитектурнонезависимым
В 1993 году выходит Windows NT 3.1 для серверов и рабочих станций. В 1994 году появляется Windows NT 3.5, которая получила сертификат безопасности C2, определенный Критериями определения безопасности компьютерных систем (так называемая “Оранжевая книга”)
Параллельно с этим выходят Windows 95 и Windows 98, развивающую основную ветвь Windows. В Windows 95 графическая подсистема полностью встраивается в ядро ОС, а MS-DOS при этом продолжала использоваться для загрузки и обеспечения совместимости со старым ПО
Далее:
- В 2000 году появляется Windows 2000 - первая массовая ОС для потребительских ПК на ядре Windows NT
- В 2001 году появляется культовая Windows XP
- В Windows Server 2003 появляется поддержка платформы .NET Framework
- В 2007 году выходит Windows Vista с поддержкой ReadyBoost (технология для кеширования данных с дисков HDD на USB-флешку или карту памяти), UAC (User Account Control, контроль учетных записей), BitLocker (система шифрования диска)
- В 2008 году выходит Windows Server 2008, в которой появляется поддержка Hyper-V
- В 2009 году рождается Windows 7 и Windows Server 2008 R2, в 2012 - Windows 8 и Windows Server 2012, в 2013 - Windows 8.1 и Windows Server 2012 R2
- В 2015 году выходит Windows 10, получившая в 2016 поддержку WSL (Windows Subsystem for Linux) - слой совместимости для запуска Linux-приложений, транслирующий системные вызовы. Поздняя версия WSL2 уже использует легковесно ядро Linux
- В 2016 году выходит Windows Server 2016
- В 2018 году появляется Windows Server 2019
- В 2021 году выходит Windows 11 и Windows Server 2022
- В 2024 году выходит Windows Server 2025 с улучшенной поддержкой NVMe-накопителей, распределения ресурсов графических процессоров (GPU-P, от GPU Partitioning), DTrace - инструментом для мониторинга и диагностики, поддержкой протокола SMB через QUIC, использующегося для обмена файлами и многое другое
Сейчас операционные системы Windows для ПК и Windows Server используют одно ядро, однако серверные ОС отличаются набором компонентов. На 2026 году поддерживаются Windows Server 2016 (до января 2027), Windows Server 2019 (до января 2029), Windows Server 2022 (до октября 2031) и Windows Server 2025 (до ноября 2034)
Издания Windows Server
Как и обычная версия Windows, которая издается в изданиях “Домашняя” (Home), “Профессиональная” (Pro) и “Корпоративная” (Enterprise), отличающиеся функционалом, Windows Server издается в нескольких редакциях:
- Datacenter - содержит все функциональные возможности и предназначена для крупных организаций, широко использующих виртуализацию, поэтому разрешает запуск неограниченного числа виртуальных машин
- Standard - содержит все те же возможности что и Datacenter, однако одна лицензия Standard позволяет запуск не более двух виртуальных машин. При необходимости можно увеличить разрешенное количество запускаемых виртуальных машин путем назначения серверу дополнительных лицензий
- Essentials имеет ограниченный функционал и предназначена для небольших организаций. Лицензия Essential не требует покупки клиентских лицензий и разрешает подключение до 25 пользователей и до 50 устройств. Может быть запущена в физической или виртуальной среде
- Datacenter: Azure Edition - специализированная версия серверной операционной системы Windows Server, которая оптимизирована для работы в облачной платформе Microsoft Azure и гибридных облачных средах. Поставляется, начиная с Windows Server 2022, не предназначена для локальной установки
Устаревшие редакции включают:
- Hyper-V Server - бесплатная платформа виртуализации c интерфейсом Server Core. Последней версией стала Hyper-V Server 2019, далее функционал Hyper-V поставляется только внутри других платных редакций
- Nano Server - компактная платформа без графического интерфейса и платформы .NET Framework, но с поддержкой .NET Core. Используется преимущественно как образ для контейнеров
- Multipoint Server - редакция, позволяющая нескольким пользователям одновременно и независимо работать за одним физическим компьютером (сейчас упразднена как отдельная редакция и встроена как возможность внутри Datacenter, Standard и Datacenter: Azure Edition)
Отдельно существует сервис Windows 365 Cloud PC - облачная настольная среда в Azure, доступная по сети
Также Windows Server имеет несколько вариантов установки:
- Server with Desktop Experience - полноценный сервер с графическим интерфейсом и локальными инструментами управления
- Server Core - минимальная установка без стандартного графического интерфейса, что уменьшает количество установленных компонентов, требования к ресурсам и поверхность возможных атак. Управление осуществляется через PowerShell и SCONFIG (Server Configuration) или диспетчер серверов и MMC (Microsoft Management Console) на другом узле с Windows
Отдельно существовал Minimal Server Interface в старых версиях Windows Server, начиная с Windows Server 2012, но в современных версиях отдельным вариантом установки не является
Характеристика ОС
Операционная система - это слой абстракции между пользователем, программным обеспечением и аппаратным обеспечением
Операционная система решает такие задачи:
- Взаимодействие с оборудованием, в том числе с процессором, оперативной памятью, графическими ускорителями и устройствами ввода/вывода
- Управление ресурсами - процессорным временем, памятью, файловыми системами
- Защита данных и безопасность
- Сетевое взаимодействие
- Программный интерфейс для взаимодействия ПО и АО
- Предоставление пользовательского интерфейса
Windows является гибридной операционной системой нереального времени (которая делает приоритетом максимальную пропускную способность вместо гарантированного времени отклика) с вытесняющей многозадачностью
В отличии от Linux система Windows:
- Не предоставляет исходный код широкой публике
- Имеет гибридную архитектуру - часть механизмов, характерных для микроядерного подхода, организована через отдельные компоненты, но значительная часть системных служб и драйверов работает в пространстве ядра для повышения производительности
- Используется ACL (Access Control List) для контроля доступа к файлам вместо Unix-подобных флагов доступа
- Графическая подсистема работает в пространстве ядра
- Поддерживает работу нескольких пользователей, но есть ограничения у разных изданий
- Имеет реестр (Registry) для хранения конфигурации вместо текстовых файлов
- Имеет разные механизмы взаимодействия с устройствами