Использование виртуальных машин для изучения дисциплины "компьютерные сети"

УДК 519.6 (07)+371.3

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВИРТУАЛЬНЫХ МАШИН ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ «КОМПЬЮТЕРНЫЕ СЕТИ»

Тугар-оол Э.Ч.

Тувинский государственный университет, Кызыл

THE USAGE OF VIRTUAL MACHINES FOR THE STUDY OF THE DISCIPLINE "COMPUTER NETWORK"

Tugar-ool E. Ch. Tuvan state university, Kyzyl

Данная статья посвящена проблеме использования виртуальных машин при изучении дисциплины "Компьютерные сети". Показаны преимущества при использовании виртуальных машин в процессе обучения компьютерным сетям, а также подготовительные работы предшествующие процессу проведения занятий по компьютерным сетям.

Ключевые слова: VMware Workstation, виртуальные машины, компьютерные сети.

This article is written about the use of virtual machines in the study of discipline "Computer networks". It examines the benefits of using multiple virtual machines in the learning process of computer networks, as well as preparatory work for training on computer networks.

Key words: VMware Workstation, virtual machines, computer network.

В настоящее время в Тувинском государственном университете дисциплину «Компьютерные сети» изучают студенты 2, 3 и 5 курсов физико-математического факультета, направлений «Педагогическое образование: математика и информатика», «Информатика и математика» и «Фундаментальная информатика и информационные технологии».

Занятия по дисциплине «Компьютерные сети» проводятся преподавателями кафедры информатики в четырех аудиториях кафедры. В каждой аудитории - компьютерная сеть, которая уже настроена для проведения занятий. Поэтому перенастраивать и использовать другую систему адресации запрещено, так как это может привести к срыву занятий по другим предметам. К компьютерам в аудиториях (в целях безопасности) студентам предоставляется доступ под учетной записью «Студент» с ограниченными правами и возможностями. Специализированных аудиторий для изучения дисциплины «Компьютерные сети» пока нет. В связи с этим для изучения локальных компьютерных сетей приходится использовать так называемые виртуальные машины.

Виртуальная машина - это программы и другие ресурсы, которые эмулируют поведение реального персонального компьютера [1]. Использование виртуальных машин позволяет создавать и настраивать виртуальные локальные компьютерные сети. Кроме того, есть возможность давать студентам следующие дополнительные знания и навыки:

1. Устанавливать системное программное обеспечение (операционная система, драйверы и утилиты), при этом не затрагивается программное обеспечение реального компьютера;

2. Устанавливать специальное программное обеспечение

3. Создавать и настраивать виртуальные локальные компьютерные сети;

4. Устанавливать и эксплуатировать сетевые технологии;

5. Использовать шлюз для коллективного выхода в сеть Интернет и др.

Для создания виртуальных машин на реальном компьютере необходимы:

Тувинский государственный университет

1. Программа VMware Workstation1. Пробную версию этой программы можно скопировать с сайта http://www.vmware.com/ru/products/workstation [2].

2. Реальный персональный компьютер, на котором установлены:

a. Операционная система Windows XP Professional (можно использовать другие версии этой операционной системы) или Linux;

b. Процессор — семейства AMD Athlon или семейства Intel Celeron, Pentium с частотой 2 ГГц или выше;

c. Оперативная память не менее 1 Гб;

d. Жесткий диск со свободным местом 5 Гб или более;

e. Сетевая карта.

3. Компакт-диск с дистрибутивом Windows XP Professional или Linux.

Для проведения занятий по дисциплине «Компьютерные сети» необходимо выполнить следующие действия:

1. на реальные компьютеры установить программу VMware Workstation (рис. 1);

2. создать необходимое количество (можно два) виртуальных машин в заранее созданной папке на реальном компьютере. Вторую и последующие машины можно клонировать от первой машины. Здесь очень важно наличие отдельной папки для каждой виртуальной машины. Шаги создания виртуальной машины примерно следующие:

a. Нажать на кнопку «Создать новую виртуальную машину»;

b. На первом окне «Мастер создания новой виртуальной машины» выбрать тип конфигурации «Обычный» и нажать кнопку «Далее»;

c. На следующем окне выбрать название привода, с которого устанавливается гостевая операционная система, и нажать кнопку «Далее»;

d. Далее вводится имя виртуальной машины (например, vcomp1) и указывается расположение папки, где должны находиться файлы виртуальной машины. После этого нажать кнопку «Далее»;

e. На следующем окне указать размер жесткого диска на виртуальной машине (достаточно 5 Гб) и нажать кнопку «Далее»;

f. Далее нужно нажать кнопку «Готово»

1 В качестве примера рассмотрена программа VMware Workstation 9

80

3. Установить операционную систему (например, Windows XP Professional) на каждую виртуальную машину (рис. 2). По окончании установки операционной системы обязательно нужно нажать кнопку «Установка завершена» в нижней части окна программы VMware Workstation.

После подготовки виртуальных машин и установки на них операционных систем, студентам нужно давать варианты IP-адресов и приступить к выполнению лабораторных работ по созданию виртуальной локальной компьютерной сети. Для удобства нужно изменить фоновые рисунки рабочих столов на всех виртуальных машинах так, чтобы на них были разные изображения.

В качестве задания первой лабораторной работы может быть создание и настройка локальной сети. Виртуальная сеть создается аналогично тому, как создается настоящая локальная компьютерная сеть. Рассмотрим настройку сетевого подключения для первой виртуальной машины в операционной системе Windows XP Professional:

1. Вначале нужно задать IP-адрес2 [3] для этой машины, выполнив команду «Пуск -Настройка - Сетевые подключения»;

2. В открывшемся окне «Сетевые подключения» сделать двойной щелчок левой кнопкой мыши, установив курсор на значке папки «Подключения по локальной сети»;

3. На вкладке «Общие» открывшегося окна «Состояние: Подключения по локальной сети» нажать кнопку «Свойства»;

4. В открывшемся окне «Подключения по локальной сети: Свойства» выбрать пункт «Протокол интернета (TCP/IP)» в списке «Компоненты, используемые этим подключением» и нажать кнопку «Свойства»;

5. Далее, в окне «Свойства: Протокол интернета (TCP/IP)» выбрать вариант «Использовать следующий IP-адрес», а затем ввести IP-адрес (например, 192.168.0.1, у каждого студента, выполняющего лабораторную работу, должен быть свой вариант адреса) и маску подсети 255.255.255.0 (для всех вариантов один и тот же);

6. В этом же окне нажать кнопку «ОК»;

7. В вновь появившемся окне «Подключения по локальной сети: Свойства» поставить галочку напротив надписи «При подключении вывести значок в области уведомлений» и нажать кнопку «Закрыть»;

8. Закрыть окно «Состояние: Подключения по локальной сети» нажав кнопку «Закрыть»;

9. Перезагрузить первую виртуальную машину.

Аналогичные операции необходимо выполнить и для других виртуальных машин, у которых свои IP-адреса. После этого необходимо настроить рабочую группу3. Для этого выполняются следующие операции:

1. Сделать двойной щелчок левой кнопкой мыши, установив курсор на значке папки «Сетевое окружение», которая находится на рабочем столе Windows;

2. Среди сетевых задач папки «Сетевое окружение» выбрать пункт «Установить домашнюю или малую сеть»;

3. В окне «Мастер настройки сети» нажать кнопку «Далее»;

4. В следующем окне также нажать кнопку «Далее»;

5. В третьем окне мастера настройки сети выбрать вариант «Другое» и нажать кнопку «Далее»;

6. В четвертом окне мастера настройки сети выбрать вариант «Этот компьютер принадлежит к сети, не имеющий подключение к интернету» и нажать кнопку «Далее»;

2 IP-адрес (ай-пи адрес, сокращение от англ. Internet Protocol Address) — уникальный идентификатор (адрес) устройства (обычно компьютера), подключённого к локальной сети или интернету. IP-адрес представляет собой 32-битовое (по версии IPv4) или 128-битовое (по версии IPv6) двоичное число.

3 Объединение компьютеров, предназначенное для упрощения поиска пользователями таких объектов, как принтеры и общие папки

Тувинский государственный университет

7. Далее нужно ввести описание в сетевом окружении (например, виртуальный компьютер 1) и имя компьютера английскими буквами (например, VCOMP1) и нажать кнопку «Далее»;

8. В следующем окне вводится название рабочей группы (например, VCLASS) и нажать кнопку «Далее»;

9. Следующим шагом будет выбор переключателя «Включить общий доступ к файлам и принтерам» и нажатие кнопки «Далее»;

10. Нажатием кнопки «Далее» на следующем окне выполняется настройка компьютера для работы в составе домашней или малой сети;

11. В предпоследнем окне нужно выбрать переключатель «Просто завершить работу мастера, нет нужды запускать его на других компьютерах» и нажать кнопку «Далее»;

12. Далее нажать кнопку «Готово» и перезагрузить виртуальную машину для изменения параметров виртуальной системы.

Подобную операцию нужно выполнить и для других виртуальных машин. После этого необходимо проверить наличие связи, между виртуальными машинами, отображая компьютеры рабочей группы в папке «Сетевое окружение», а также создав пробные файлы в папке «Общие документы», которая часто называется «SharedDocs». Если виртуальные машины не могут связаться между собой, то возможны следующие моменты:

1. Неправильно установлены системные часы, т.е. на всех виртуальных машинах должны быть одинаковые значения системных часов;

2. Установлены неодинаковые даты на виртуальных машинах;

3. Не установлены средства VMWare, которые устанавливаются командой «Виртуальная машина - Установить пакет VMWare tools...» программы VMware Workstation (рис. 3).

4. Виртуальные машины не перезагружены после очередной настройки.

В ходе выполнения лабораторных работ по дисциплине «Компьютерные сети» понадобится связь между реальным компьютером и виртуальными машинами, а именно, необходимо сделать так, чтобы была возможность распространения файлов и папок, которые находятся на реальном жестком диске (винчестере) на виртуальные машины. Для создания связи между реальным и виртуальным жесткими дисками необходимо создать общую папку с ресурсами, выполнив следующие операции:

Рис. 3. Процесс установки пакета VMware Tools Рис. 4. Окно параметров виртуальной машины

1. Выполнить команду «Виртуальная машина - Параметры»;

2. В окне параметров виртуальной машины (рис. 4) выбрать вкладку «Параметры»;

3. На вкладке «Параметры»: из списка выбрать пункт «Общие папки - Отключено», а из переключателей «Общая папка» выбрать переключатель «Всегда включено». Здесь же можно поставить галочку «Подключить как сетевой диск в гостевых Windows»;

4. В этой же вкладке есть поле «Папки». В этом поле добавить путь узла (путь к общей папке) нажав кнопку «Добавить...»». При этом, сначала появляется окно мастера добавления общих папок, где нужно нажать кнопку «Далее»», а в следующем окне нажать кнопку «Обзор»», чтобы указать путь к общей папке (например, C:\Documents and Settings\Admin\IV^ документы);

5. После этого указать имя ресурса и нажать кнопку «Далее»»;

6. В последнем окне мастера добавления общих папок поставить галочку напротив дополнительного атрибута «Включить этот общий ресурс» и в целях безопасности нужно поставить галочку на атрибуте «Только для чтения»».

7. Нажать кнопку «Готово»», а затем зарыть окно параметров виртуальной машины, нажав еще раз кнопку «Готово».

После выполнения этих операций в папке «Мой компьютер» виртуальной машины появится папка с названием «Shared Folders на "vmware-host"», в которой находится имя выбранной папки на реальном компьютере. Подобные операции необходимо выполнить и на других виртуальных машинах.

Во второй и последующих лабораторных работах могут быть примерно следующие задачи:

1. Изменение учетных записей пользователей и параметров входа в систему на виртуальных машинах;

2. Работа над локальной политикой безопасности: ограничение доступа к ресурсам виртуальной машины, изменение интерактивного входа систему (например, не отображать логин последнего пользователя);

3. Администрирование сети виртуальных машин;

4. Управление удаленным рабочим столом;

5. Организация интерактивного чата;

6. Организация выхода виртуальной сети в сеть Интернет через реальный компьютер.

Недостатком использования виртуальных машин является высокие требования к ресурсам

реального компьютера.

Библиографический список:

1. Могилев, А.В., Пак, Н.И., Хеннер, Е.К. Информатика. - М.: Академия, 2000.

2. Толковый словарь по вычислительным системам / Под ред. В. Иллингуорта и др. М.: Машиностроение, 1991. - 560 с.

3. http://www.vmware.com/ru/products/workstation/features - сайт программных продуктов VMware Workstation

Bibliograficheskij spisok:

1. Mogilev, A.V., Pak, N.I., Khenner, E.K. Informatika. - M.: Akademiya, 2000.

2. Tolkovyj slovar po vychislitelnym sistemam / Pod red. V. Illinguorta i dr. M.: Mashinostroenie, 1991. - 560 s.

3. http://www.vmware.com/ru/products/workstation/features - site software VMware Workstation

Тугар-оол Эрес Чкаловович - старший преподаватель кафедры информатики,

Тувинский государственный университет, Кызыл

Tugar-ool Eres - senior lecturer in computer science of Tuvan state university, Kyzyl