Информационная схема CIM. Объектная модель WMI

Информационная схема CIM. Объектная модель WMI

Среди инструментов и средств автоматизации в операционной системе Windows особое место занимает технология Windows Management Instrumentation (WMI). Технология WMI — это созданная фирмой Microsoft реализация модели управления предприятием на базе Web (Web-Based Enterprise Management, WBEM), которая разработана и принята рабочей группой по управлению распределенными системами (Distributed Management Task Force, DMTF), при участии таких компаний, как BMC Software, Cisco Systems, Intel и Microsoft. Задачей WBEM была разработка таких стандартов для удаленного управления информационной средой предприятия, которые позволили бы управлять всеми физическими и логическими компонентами этой среды из одной точки и не зависели бы при этом от конкретного оборудования, сетевой инфраструктуры, операционной системы, файловой системы и т. д. Для этого была предложена схема CIM (Common Information Model), которая представляет физическую и логическую структуры компьютерной системы в виде единой расширяемой объектно-ориентированной информационной модели и определяет единые интерфейсы для получения информации о любом компоненте этой модели.

Назначение и возможности WMI

В ранних версиях Windows (до Windows 2000) для администрирования операционной системы приходилось пользоваться несколькими утилитами и инструментами, т. к. данные о компонентах системы хранились в различных источниках (база пользователей SAM, журнал событий Event Log, системный реестр и т. д.), доступ к которым осуществлялся с помощью разных утилит (диспетчер пользователей — User Manager, просмотрщик журнала событий — Event Log Viewer, редактор реестра — Regedit) и программных интерфейсов (Network API для работы с данными о пользователях, Event Log API для просмотра сведений о произошедших событиях, Registry API для чтения или редактирования системного реестра). Понятно, что это было неудобно, т. к. во-первых, приходилось осваивать множество не связанных друг с другом технологий и инструментов, а во-вторых, усложнялось взаимодействие разных компонентов компьютерной системы друг с другом (например, настройки в локальном реестре рабочей станции могли конфликтовать с политиками безопасности, заданными на сервере).

С появлением Windows 2000 эта ситуация была в основном исправлена. Появилась встроенная в операционную систему консоль управления MMC (Microsoft Management Console), с помощью которой можно из одной точки управлять большинством логических и физических компонентов компьютерной сети, построенной на основе Windows. В свою очередь, это стало возможным именно благодаря применению технологии WMI, которая, во-первых, делает доступ к информации о самых различных компонентах информационной системы (журнал событий, системный реестр, подсистема производительности, драйверы устройств и т. д.) независимым от типа этих компонентов, а во-вторых, осуществляет управление любой подсистемой стандартным, не зависящим от реализации этой подсистемы, методом.

Итак, технология WMI — это глобальная концепция настройки, управления и слежения за работой различных частей корпоративной компьютерной сети. В частности, используя WMI, можно с помощью специальных утилит или сценариев Windows Script Host (WSH) решать следующие задачи.

• Управление различными версиями операционной системы Windows. С помощью сценариев WMI можно обращаться к системным счетчикам производительности, анализировать журналы событий (Event Logs), работать с файловой системой, установленными принтерами, управлять запущенными процессами и сервисами, просматривать и изменять настройки реестра, создавать и удалять совместно используемые ресурсы и т. д. При этом все операции можно выполнять одинаковым образом как на локальной, так и на удаленной машине.
• Управление ресурсами и службами сети. Сценарии WMI позволяют настраивать сетевые службы (DNS, DHCP и т. п.) и управлять сетевыми устройствами, поддерживающими технологию SNMP (Simple Network Management Protocol).
• Мониторинг состояния системы в реальном времени. Можно создавать сценарии-обработчики событий WMI, которые позволяют отслеживать и нужным образом обрабатывать события, связанные с теми или иными изменениями в информационной системе (например, появление определенной записи в журнале событий на локальном или удаленном компьютере, заполнение жесткого диска сервера до определенного предела, изменение определенного ключа в системном реестре и т. п.).
• Управление серверными приложениями Windows. С помощью WMI можно управлять различными приложениями Microsoft: Application Center, Operations Manager, Systems Management Server, Internet Information Server, Exchange Server, SQL Server.

Общая структура WMI

Архитектура WMI состоит из трех частей, показанных на рис. 10.1:

Управляемые объекты/ресурсы (managed resources) — любые логические или физические компоненты информационной системы, доступ к которым может быть получен с помощью WMI. В качестве управляемых ресурсов могут выступать, например, файлы на жестком диске, запущенный экземпляр приложения, системное событие, предоставленный в общее пользование ресурс, сетевой пакет или установленный в компьютере процессор.

Ядро WMI (WMI infrastructure). Это связующее звено архитектуры WMI, отвечающее за связь управляющих программ с управляемыми объектами. Ядро WMI, в свою очередь, можно разделить на три части: менеджер объектов CIM (Common Information Model Object Manager, CIMOM), репозиторий (хранилище классов и объектов) CIM и провайдеры WMI. Кроме этого, для доступа к WMI с помощью сценариев необходима специальная библиотека поддержки сценариев WMI (WMI scripting library), которая располагается в файле wbemdisp.dll в каталоге %SystemRoot%\System32\Wbem.

Управляющие программы (management applications), которые являются потребителями сервисов WMI. В качестве потребителей могут выступать полновесные Win32-приложения, Web-приложения, сценарии WSH или другие инструменты администрирования, с помощью которых происходит доступ к управляемым объектам посредством WMI.

Рис. 10.1. Архитектура WMI

Отметим, что управляющие программы (потребители) различных типов применяют разные механизмы для доступа к WMI, т. е. используют разные интерфейсы прикладного программирования (Application Programming Interface, API). Программы Win32 могут взаимодействовать с WMI напрямую, используя для этого WMI COM API — главный API управления. ActiveX-компоненты WMI реализуют API другого уровня: разработчики Web-приложений применяют средства управления ActiveX для создания сетевых интерфейсов к данным WMI. Еще один способ управления WMI предполагает использование сценариев WSH с помощью специального API WMI для сценариев (такие сценарии мы иногда будем называть просто сценариями WMI).

Ядро WMI

Ядро WMI составляют провайдеры WMI, менеджер объектов CIM и репозиторий CIM. Рассмотрим эти компоненты более подробно.

Провайдеры WMI

Провайдеры WMI обеспечивают связь между менеджером объектов CIM и управляемыми ресурсами: провайдеры предоставляют для CIMOM данные об управляемом объекте, обрабатывают запросы от управляющих программ и генерируют сообщения о наступлении определенных событий (см. рис. 10.1).

При этом провайдер WMI общается с управляемым объектом с помощью специфического API этого объекта, а с CIMOM — посредством стандартного интерфейса прикладного программирования WMI (WMI API). Таким образом, провайдеры скрывают детали внутренней реализации управляемых объектов, позволяя CIMOM обращаться к этим объектам единообразно, используя один и тот же WMI API.

Фактически провайдеры WMI являются серверами COM или DCOM, которые представлены динамическими библиотеками (DLL), находящимися чаще всего в каталоге %SystemRoot%\System32\Wbem. WMI включает в себя множество встроенных (стандартных) провайдеров для операционных систем Windows 2000, Windows XP и Windows Server 2003, которые предназначены для получения данных из известных системных источников таких, как подсистема Win32, журналы событий, системный реестр, системные счетчики производительности. В табл. 10.1 приведено описание некоторых стандартных провайдеров, которые присутствуют во всех ранее перечисленных операционных системах.

Технология WMI позволяет также создавать и устанавливать провайдеры сторонних поставщиков, с помощью которых можно будет, скажем, через WMI получать информацию о каких-то специфических устройствах или службах. Отметим, что свои провайдеры WMI имеются в таких продуктах Microsoft, как Application Center, Operations Manager, Systems Management Server, Internet Information Server, Exchange Server, SQL Server.

Менеджер объектов CIM

Задачей менеджера объектов CIM (CIMOM) является обеспечение взаимодействия между потребителями сервисов WMI (управляющими приложениями) и провайдерами WMI (см. рис. 10.1). CIMOM обрабатывает все запросы, которые поступают от управляющих приложений к WMI, и обеспечивает доставку к этим приложениям информации, полученной в результате выполнения таких запросов. Детальное описание функций CIMOM приведено далее.

• Регистрация провайдеров. Все провайдеры WMI должны быть зарегистрированы с помощью CIMOM; информация о провайдере (например, тип этого провайдера или путь к библиотеке DLL, которой он представлен) хранится в репозитории CIM.
• Переадресация запросов. Используя информацию о зарегистрированных провайдерах, CIMOM перенаправляет полученный от управляющего приложения запрос к нужному провайдеру.
• Доступ к удаленной машине с WMI. Управляющее приложение может обратиться с запросом к любой удаленной машине, на которой установлен WMI. При этом происходит соединение с CIMOM на удаленной машине, после чего все запросы здесь должны обрабатываться точно так же, как и на локальной машине.
• Обеспечение безопасности. Защита ресурсов WMI состоит в том, что CIMOM проверяет права пользователя, который пытается воспользоваться сервисами WMI на локальном или удаленном компьютере.
• Обработка запросов управляющих приложений. Потребители WMI обращаются к управляемым объектам с помощью специального языка запросов WMI Query Language (WQL). Если провайдер запрашиваемого объекта не поддерживает напрямую WQL, то CIMOM должен преобразовать этот запрос к тому виду, в котором он сможет быть обработан этим провайдером.
• Обработка событий WMI. Поддержка CIMOM этой функции позволяет потребителям WMI создавать обработчики событий, которые возникают при определенном изменении в управляемом объекте (примеры таких событий — снижение объема свободного пространства на жестком диске до заданного значения или запуск на компьютере определенного приложения). Для этого CIMOM периодически опрашивает нужный объект (интервал опроса задается в управляющем приложении) и генерирует событие как только обнаруживает, что заданное заранее условие возникновения события выполнено.

В Windows функциональность менеджера CIM обеспечивает файл winmgmt.exe, который находится в каталоге %SystemRoot%\System32\Wbem (этот файл запускается как сервис).