Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки РФ

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. Р.Е. Алексеева

Заволжский филиал

Курсовая работа

Предмет: информатика

Тема: «Компьютерная интерактивная обучающая тренинг система эмуляции компьютерных сетей»

Заволжье, 2010 г.

Содержание

• Введение
• 1. Техническое задание
• 2. Схема функционирования VMWare Workstation
• 2.1 Установка и регистрация VMWare Workstation
• 2.2 Создание виртуального компьютера
• 2.3 Запуск виртуального компьютера и установка операционной системы Windows XP Professional
• 2.4 Клонирование виртуального компьютера
• 2.5 Создание локальной сети
• 2.6 Разграничение прав доступа к ресурсу и настройка системы безопасности
• Заключение
• Список использованной литературы

Введение

Курсовая работа посвящена разработке компьютерной интерактивной обучающей тренинг системе эмуляции компьютерных сетей.

В настоящее время для моделирования работы сети нет необходимости организовывать сеть физически. Для решения этой задачи вполне подойдёт один компьютер со специализированным программным обеспечение. Сейчас промышленность предлагает достаточно большой выбор программ для эмуляции работы ряда виртуальных компьютеров на одном физическом, а также объединение их в сеть.

Проанализировав техническое задание, принятое к исполнению, было принято решение об использовании VMware-workstation, как наиболее подходящего программного обеспечения для решения поставленных задач. Стоит отметить, что данное программное обеспечение является платным и для постоянного и полнофункционального использование необходима покупка лицензии. В нашем случае мы будем использовать trial версию, благо она имеет полную функциональность в течение 30 дней. При необходимости её можно продлить повторной регистрацией на сайте разработчика - это легальный способ использовать эту программу без ограничений в течение продолжительного времени.

1. Техническое задание

Разработать компьютерную интерактивную обучающую тренинг систему эмуляции компьютерных сетей, включающую следующие темы:

1. Создание 3 рабочих станций с использованием программы эмуляции персонального компьютера под управлением Windows XP Professional.

2. Объединение их в виртуальную сеть.

3. Выделение рабочей станции представляющей собой аналог сервера. Создание информационного ресурса на ней.

4.Определение прав доступа для двух других рабочих станций следующим образом: пользователю одной рабочей станции только чтение, а другой чтение и запись, а также настроить правила безопасности в соответствии с правами пользователя.

2 Схема функционирования VMWare Workstation

Внутри реальной машины на основе процессора X86 работает основная операционная система. Под ее управлением выполняются приложения, родные для этой системы. Несмотря на тот факт, что VMWare Workstation также является родным для основной системы приложением, между ним и системой находится тонкая прослойка, называемая "слоем виртуализации" и позволяющая виртуализировать работу с оборудованием, установленным на реальной машине. Это нужно для того, чтобы позволить единообразно и прозрачно работать с подобным оборудованием из каждой гостевой системы. Следующая задача, которая решается введением такого промежуточного слоя, - это предоставление всем системам одновременного доступа к оборудованию реальной системы.

В свою очередь внутри приложения VMWare Workstation находятся контейнеры виртуальных машин. Каждая из них получает в свое распоряжение большой набор виртуальных устройств.

Посмотрим, как работает и из каких компонентов состоит подсистема, отвечающая за работу с сетями внутри VMWare Workstation.

Виртуальный коммутатор (virtual switch) является базовой конструкцией, на основе которой мы будем строить наши сети, и предназначен для тех же целей, что и обычный сетевой коммутатор, постоянно встречающийся нам в реальном мире. С его помощью можно соединять между собой все остальные сетевые объекты. Ответственность за автоматическое создание коммутаторов, по мере того как в них возникает надобность, возложена на VMWare Workstation, поэтому нам о них беспокоиться не нужно. Стоит помнить, что коммутаторов может быть не более девяти штук, а значит, и сетей создать на их основе можно точно такое же количество. Каждая сеть, созданная внутри виртуальной машины, получает стандартное имя VMnet и номер, указывающий, на основе какого коммутатора она работает. Таким образом, у нас возникает набор сетей с названиями от VMnet1 до VMnet9. Судя по тому что написано в фирменной документации количество сетевых адаптеров, которые можно подключить к любому из вышеперечисленных коммутаторов, неограниченно.

Мост (bridge) - устройство, позволяющее прозрачно присоединить сетевой интерфейс любой виртуальной машины к локальной сети, в которой работает реальная машина. Виртуальный адаптер получает адрес из пространства реальной сети, а для передачи и приема пакетов используется реальный сетевой адаптер. Таким образом, всем машинам, находящимся в реальной сети, будет казаться, что у реального компьютера появился еще один сетевой интерфейс. windows компьютер виртуальный локальный

Виртуальный сетевой адаптер хоста (host virtual adapter) создается для того, чтобы соединить гостевую и основную операционные системы. Для этой цели на реальной машине организуется частная сеть класса C. В терминологии VMWare Workstation подобные сети называются (host-only network). В такую сеть входит виртуальный адаптер основной системы. Виртуальный адаптер основной системы нужно создать вручную через интерфейс управления сетями. И только затем можно будет добавлять в целевую сеть адаптеры гостевых систем. Бояться утечки пакетов и проблем с безопасностью при использовании подобных сетевых адаптеров не стоит из-за того, что они не присоединены ни к одной из внешних реальных сетей.

Устройство NAT (Network Address Translation device) - присоединяет виртуальный адаптер к существующему реальному. Но в отличие от случая, в котором используется мост, никаких новых интерфейсов в реальной сети не появляется. Программное обеспечение NAT перехватывает все проходящие пакеты и изменяет их так, чтобы системы, находящиеся в реальной сети, считали, что общаются с реальным адаптером основной системы. При каждом запросе, исходящем от виртуального адаптера, NAT записывает запрос в специальную таблицу преобразований и открывает соединение с целевой системой, используя определенный диапазон портов реального интерфейса, и через него отправляет пакет. По приходу ответа, опираясь на номер порта, NAT преобразует пакет к виду, приемлемому для виртуальной сети, и отдает его виртуальному адаптеру, по запросу которого создавалось соединение. Таким образом, появляется возможность одновременной работы нескольких виртуальных адаптеров через один реальный сетевой адрес.

2.1 Установка и регистрация VMWare Workstation

Перед установкой нам необходимо получить установочный файл. Его мы можем скачать с официального сайта (это наилучший вариант т.к. там может быть более поздняя версия, а, следовательно, и более функциональная) или взять с прилагающегося электронного приложения.

Запускаем инсталлятор на выполнение и несколько раз нажимаем кнопку "Yes". Затем принимаем лицензионное соглашение.



Определяем целевую папку, куда нужно устанавливать файлы VMWare Workstation.

После этого, следуя предупреждению, отключаем "Автозапуск" для устройства CD-ROM, потому что это может вызывать интересные эффекты в гостевых системах. Представьте себе одновременную попытку выполнить программу автозапуска с только что вставленного CD-ROM внутри основной Windows и всех работающих на данный момент версий гостевых Windows-систем. Ошибки, получившиеся в результате коллизий, вызванных борьбой за доступ к CD-ROM, будут весьма странными.

Отказываемся от поиска файлов, оставшихся от предыдущих версий VMWare Workstation, так как на этой машине она устанавливается впервые. Если бы у нас такие файлы имелись, можно было бы конвертировать их в новый формат и использовать со свежеустановленной версией.

Принимаем поздравления по факту завершения установки. И потихоньку, нажав кнопку "Finish", переходим к следующему этапу.



Через меню Help->Enter Serial Number вводим серийный номер для Windows, взятый из письма. В качестве имени пользователя и названия компании можно писать все, что угодно.

2.2 Создание виртуального компьютера

После установки и регистрации программы она полностью готова к работе. Запускаем программу. Для создания новой виртуальной машины выбираем пункт New Virtual Machine и в появившемся окне нажимаем Далее.

Следующее диалоговое окно предлагает выбрать конфигурацию. Для большинства устройств виртуального ПК подойдут стандартные значения параметров варианта Typical. В этом случае будет создан компьютер с минимальной конфигурацией: жесткий диск, CD/DVD-привод, сетевая карта плюс поддержка USB-устройств. Второй вариант - Custom - предлагает большие возможности настройки в зависимости от реальной конфигурации компьютера-хоста (вплоть до поддержки принтеров, последовательных и параллельных портов). В нашем случае мы остановимся на этом варианте.

В следующем диалоговом окне выбираем из форматов нового ПК: Workstation 6. Он позволяет воспользоваться всеми удобствами шестой версии и в нашем случае является оптимальным. Если необходимо обеспечить совместимость с другими продуктами компании.



Далее необходимо выбрать операционную систему которую мы будем устанавливать. Нам необходима Windows XP, версии Professional. Открыв список мы можем быть приятно удивлены количеством и разнообразием поддерживаемых операционных систем.

В следующем окне мы задаём имя нового виртуального компьютера и указываем папку, в которой будут храниться данные о нём. В данном случае необходимо принять во внимание, что для комфортной работы новой операционной системы потребуется псевдовинчестер объёмом около 6 Гб. Несмотря на то, что операционная система на виртуальном компьютере будет воспринимать его как настоящий неразмеченный жесткий диск, для хост-компьютера это будет всего лишь набор файлов в одной из папок.

Следующим шагом является указание количества виртуальных процессоров для нового ПК это один или два. В нашем случае это один.



Далее назначаем размер оперативной памяти. Обратите внимание он должен быть кратен 4 Мб. От этого параметра во многом будет зависеть быстродействие системы. Предпочтительнее использовать рекомендуемое программой значение, в нашем случае 256 Мб.

Теперь необходимо выбрать модель сетевого поведения ПК при условии что хост-компьютер имеет выход в интернет. Вариант Use network address translation (NAT) предполагает подключение виртуального ПК к хосту через сетевой кабель (тоже виртуальный). В данном случае реальный ПК выступает в роли маршрутизатора. И реальный, и виртуальный ПК также могут подключаться к Интернету, но при этом IP-адрес у них будет один и тот же. Мы используем этот вариант, но по необходимости можно использовать и другие (хотя для выполнения курсовой нам не нужен доступ в интернет, но для нужд обслуживания операционной системы мы не будем исключать такой возможности).

Далее мы определяем каким образом гостевая операционная система будет использовать жёсткий диск хост-компьютера. Это первая установка и необходимо указать Create a new virtual disk. В следующем окне тип виртуального диска оставляем значение выбранное программой по умолчанию.



Указываем для нового ПК размер виртуального диска. В нашем случае это 6 Гб. Чтобы сразу зарезервировать пространство на жёстком диске хост-компьютера устанавливаем флажок напротив пункта Allocate all disk space now. Если вы этого не сделаете, то программа будет увеличивать размер файла, отведенного под псевдовинчестер нового ПК, по мере необходимости, что приведет к некоторому замедлению работы «гостевой» ОС. Установка флажка Split disk into 2 GB files, позволит разбить виртуальный жесткий диск на части размером по 2 Гб. Это бывает нужно при наличии на хост-компьютере файловой системы, не поддерживающей файлы большого размера (например, FAT16).

В следующем окне укажите имя файла для нового ПК и нажмите кнопку Готово.

После этого начнётся процесс создания виртуальной машины.



По прошествию некоторого времени окошко оповестит вас о завершении создания виртуального ПК. Нажимаем кнопку Close.

В левом столбце появится название нашего виртуального компьютера.

Видеозапись создания виртуального компьютера вы можете найти в электронном приложении.

2.3 Запуск виртуального компьютера и установка операционной системы Windows XP Professional

На новой виртуальной рабочей станции пока нет операционной системы. Прежде чем запустить наш виртуальный компьютер мы вставляем в оптический привод установочный диск с операционной системой Windows XP Pro. После чего в левом окошке щёлкаем по ссылке с названием компьютера и нажимаем Start this virtual machine.

Далее запустится виртуальная машина и в правом окне появится экран установки операционной системы. Выполняем требуемые действия и операционная система установится.

После установки на виртуальный компьютер операционной системы в нижней части она отображается предупреждение You do not have VMware Tools installed. VMware Tools - это комплект утилит для гостевых операционных систем, как утверждает производитель, позволяющий увеличить быстродействие и организовать выполнение некоторых операций между интерфейсами операционных системы.



Нам стоит установить данный пакет т.к. Диспетчер устройств показывает что часть устройств работает некорректно. Для установки при запущенном виртуальном компьютере выберем меню VM пункт Install VMware Tools… В окне предупреждений нажимает Install,

а в следующем Yes.



Как мы можем наблюдать, после перезагрузки все устройства работают нормально и компьютер готов к работе.

Пошаговый алгоритм установки и настройки вы можете найти в электронном приложении.

2.4 Клонирование виртуального компьютера

Для создания остальных виртуальных компьютеров т.к. их конфигурация полностью идентична первому, программа имеет возможность клонирования виртуального компьютера. Этим мы и воспользуемся.

Для клонирования выделяем в левом столбце имя компьютера, который мы хотим клонировать. После этого нажимаем на кнопку Clone this virtual machine.



После этого запускается мастер который проведёт нас по всем этапам клонирования.



Далее мастер предложит выбрать метод клонирования в нашем случае нам нужна полная копия поэтому выбираем пункт Create a full clone и нажимаем Далее.

После этого пользователю предлагается ввести имя нового компьютера и указать папку, в которой будет храниться файл с данными о новом компьютере.



Нажимаем Далее, и запускается процесс клонирования компьютера. Это занимает некоторое время, а полоска индикатор информирует пользователя о ходе выполнения клонирования.

По завершению клонирования нажимаем кнопку Close.



После выполнения всех этих манипуляций в левом столбике главного окна появится новый компьютер с заданным нами ранее именем. Для создания третьего компьютера повторите этот параграф ещё раз. Обратите внимание, что эти компьютеры имеют одинаковые имена и рекомендуется в настройках операционной системы сменить их, чтобы они не привели к конфликтной ситуации при объединении их в локальную сеть.

Видеоролик по клонированию компьютера вы можете найти в электронном приложении.

2.5 Создание локальной сети

Для создания локальной сети у нас должны быть готовы компьютеры с установленными операционными системами. Не запуская виртуальных компьютеров в главном окне программы нажимаем на кнопку New Team. Нажатие на эту кнопку позволяет создать новую группу или сеть что в нашем случае синонимично.



После нажатия запускается мастер создания сети. Нажимаем Далее.

Следующим шагом является ввод имени для новой сети. У нас это «Локальная сеть». И выбираем папку в которой будут хранится данные о этой сети, компьютерах в неё входящих и её настройках. Жмём Далее.

Далее нас спрашивают, хотим ли мы добавить виртуальные машины в нашу сеть сейчас или добавим потом. Выбираем Yes и нажимаем Далее.

Потом выбираем пункт Add и в раскрывшемся списке выбираем Existing Virtual Machine. В появившемся окне проводника необходимо выбрать файл, в который сохранены настройки виртуального компьютера, он имеет расширение *.vmx.



Эта операция повторяется для каждого компьютера, который необходимо добавить. В нашем случае для 3-х компьютеров. Далее.

В следующем окне нам предлагают добавить в сеть сегмент который позволит соединить наши компьютеры в сеть сейчас или потом, выбираем сейчас и добавляем LAN1.



Далее задаём настройки соединения в локальную сеть. Позднее, при необходимости это можно будет откорректировать через меню программы.

Теперь у нас появилась локальная сеть. Все ранее проведённые манипуляции соответствуют физическому соединению компьютеров витой парой через концентратор в локальную сеть.

Теперь нам необходимо настроить программную составляющую локальной сети. Для этого запускаем нашу локальную сеть нажатием на кнопку Start this team. Ждём, когда загрузятся все компьютеры сети.

Все компьютеры настраиваются по одному образцу, поэтому настройка сети будет продемонстрирована на примере первого компьютера.

Нажимаем Мой компьютер - Сетевое окружение - Установить домашнюю или малую сеть. После этого запустится мастер который проведёт нас по всем этапам создания.

Эти шаги мы выполнили на этапе сборки сети «в железе». Далее.



На следующем шаге мы выбираем метод подключения Интернету. В нашем случае наши компьютеры принадлежат к сети, не имеющих подключения к Интернету. Далее.

На следующем шаге вводим имя компьютера. У нас это COMPUTER-1.

Задаём имя рабочей группы (любое, но на всех компьютерах этой сети одинаковое).

Включаем общий доступ к файлам и принтерам.



Далее мастер настраивает компьютер для работы в локальной сети.

После этого необходимо выполнить перезагрузку операционной системы.

Теперь нам необходимо вручную раздать IP-адреса компьютерам сети. Нажимаем Мой компьютер - Сетевое окружение - Отобразить сетевые подключения. Потом правой кнопкой мышки на значке «Подключение по локальной сети», Свойства.



Протокол Интернета (TCP/IP) - кнопка Свойства. И вводим значения которые показаны на следующей картинке.

Для второго и третьего компьютера IP-адреса будут 192.168.2.2 и 192.168.2.3 соответственно, а маска подсети останется такой же.

После выполнения изложенного выше локальная сеть начнёт работать с компьютера можно будет посмотреть общие документы, хранящиеся на другом компьютере, а также воспользоваться сетевыми принтерами и т.д.

Видеоряд иллюстрирующий выполнение сказанного выше вы можете найти на диске электронного приложения.

2.6 Разграничение прав доступа к ресурсу и настройка системы безопасности

На первом компьютере определённом нами как сервер мы создаём информационный ресурс. В нашем случае это электронный журнал успеваемости по предмету.

Используя возможности операционной системы нам необходимо обеспечить разграничение доступа для разных пользователей к этому ресурсу. Для нас это «Профессор», который будет иметь полный доступ, и «Студент» который будет иметь доступ на чтение, чтобы ознакомится с оценками своими и своих одногруппников. Также необходимо настроить систему безопасности которая организуется силой файловой системы NTFS и будет дублировать права доступа.

Информационный ресурс первоначально имеет вид текстового документа и представлен ниже.

Разграничение прав доступа начнём реализовывать со смены модели совместного доступа и безопасности для локальных учетных записей. Для этого проходим по следующему пути: Пуск - Изменение параметра - Администрирование - Локальная политика безопасности - Локальные политики - Параметры безопасности из списка выбираем пункт: «Сетевой доступ: модель совместного доступа и безопасности для локальных учетных записей» и в его свойствах меняем на Обычная - локальные пользователи удостоверяются как они сами. Подтверждаем свой выбор Ок.

Теперь нам необходимо добавить пользователей на первом компьютере «Профессора» и «Студента». Для этого проходим путь: Пуск - Изменение параметра - Администрирование - Управление компьютером - Локальные пользователи - Пользователи. В правом окне щелчок правой на свободном поле - Новый пользователь.



В появившемся окне вводим данные для новых учётных записей как показано ниже. (естественно что пароли разные)



Теперь у нас появилось два новых пользователя.

Теперь мы можем преступить непосредственно к разграничению прав доступа. Для этого переходим на локальный диск и на папке с ресурсом щелкаем правой и выбираем пункт свойства.



В окне Свойства выбираем вкладку Доступ. Чек-бокс ставим в положение Открыть общий доступ к этой папке. Предельное число пользователей определяем как максимально возможное.

Нажимаем Разрешения и определяем для новых учётных записей. Выделяем группу Все и нажимаем Удалить. Нажимаем добавить и добавляем «Профессора» с установкой галочки Разрешить напротив Полный доступ и «Студента» с установкой галочки Разрешить напротив Чтение. Ок.

Переходим на вкладку Безопасность. Добавляем в список Группы или пользователи «Профессор» и «Студент» и назначаем им такие же права как и на доступ.

Таким образом, теперь у нас настроены права доступа и система безопасности. Убедится в работоспособности мы можем зайдя на этот ресурс с другого компьютера и у нас будет запрошен пароль.

В подтверждении вышесказанного и ознакомления с алгоритмом предоставления прав доступа вы можете ознакомится посмотрев видеоряд находящийся на диске электронного приложения.

Заключение

Итогом курсовой работы стала компьютерная интерактивная обучающая тренинг система эмуляции компьютерных сетей. В ходе работы на практике были оценены и доказаны преимущества систем эмуляции относительно физического развёртывания локальной сети. К преимуществам мы можем отнести следующие аспекты:

- малая площадь разворачивания;

- более низкие временные и энергетические затраты;

- для разворачивания сети достаточно одного компьютера средней мощности;

- лёгкость восстановления после обрушения части сети или сети в целом;

- возможность отката на любой этап и т.д.

Обучающая система, разработанная в процессе выполнения курсовой работы, позволяет ознакомить пользователя с основами работы систем эмуляции компьютерных сетей и приёмами работы по разграничению прав доступа и настройке системы безопасности. Электронное приложение позволяет наглядно познакомиться с этими приёмами.

Список использованной литературы

1. http://wiki.compowiki.info/

2. http://support.microsoft.com/

3. http://onix.opennet.ru/

4. http://www.oszone.net/

5. http://www.vmware.com/support/

Размещено на Allbest.ru