Организация виртуальных лабораторных работ


В данной статье рассматривается проблема организации лабораторно-практических занятий заключающаяся в отсутствии представления сетевых устройств, и приведено ее решение путем создания виртуальной версии компьютерной сети в графическом редакторе Microsoft Visio. Также приведен пример выполнения лабораторной работы по виртуализации компьютерной сети.

Развитие информационно-коммуникационных технологий требует более тщательного подхода к обучению таким дисциплинам как "Компьютерные сети", "Web-технологии", "Интернет-технологии". При обучении циклу данных дисциплин преподаватель сталкивается с рядом проблем таких, как отсутствие сетевого оборудования в лабораториях в качестве объекта изучения, макетов сетевых устройств, возможности наглядного представления устройств сетей и т. д. С подобными проблемами сталкиваются и преподаватели физики при организации лабораторных занятий.

Данная проблема при обучении физики решается при использовании программных виртуальных лабораторий, в частности Electronic Work Bench. Основная идея таких сред - виртуализация реальных приборов. Но подобные среды не позволяют работать с виртуальными приборами компьютерных сетей. Для виртуализации компьютерных сетей используют инструмент для проектирования и моделирования как локальных (одно - и многоуровневых), так и распределенных сетей, который представляет модель сети в уникальном, динамическом и визуальном виде NetCracker Professional. Данная программа содержит Базу данных с многочисленной библиотекой сетевых устройств различных производителей, позволяет создавать, добавлять в базу собственные устройства. Но применение данного продукта в качестве инструмента виртуализации работы компьютерной сети, в том числе и сети Интернет, требует от преподавателя специальных знаний приложения, наличие большего числа часов на обучение дисциплине. Поэтому на первых этапах обучения предлагаем использовать наиболее примитивный, доступный в обучении и изучении инструмент от компании Microsoft - Microsoft Visio - мощный графический редактор, предназначенный для быстрого и эффективного создания векторных графических изображений любой сложности.

Microsoft Visio содержит тысячи фигур и более шестидесяти шаблонов схем, от простых до сложных, среди которых выделяется категория шаблонов Сеть. Данный шаблон позволяет строить следующие схемы (см. рис.)

    - для компьютерной сети: принципиальная схема сети, подробная схема сети, схема стоек, Active Directory и др.; - для проектирования структуры web-сайта: карта веб-узла, концептуальная схема веб-узла и др.
основные шаблоны категории сеть

Рисунок 1 - Основные шаблоны категории Сеть

При создании Документа на основе шаблона автоматически загружается соответствующая библиотека фигур. В шаблоне Принципиальная схема сети имеются инструменты "Сетевые и периферийные устройства": кольцевая сеть, канал связи, сервер, мост, маршрутизатор, модем, беспроводная точка и др., которые позволяют создавать виртуальную схему сети, манипулировать с виртуальными сервером, мостом. маршрутизатором и другим сетевым оборудованием.

инструменты

Рисунок 2 - Инструменты "Сетевые и периферийные устройства" шаблона Принципиальная схема

В шаблоне Подробная схема сети набор инструментов расширяется за счет инструментов: "Подробная схема сети", "Сетевые расположения", "Сетевые символы", "Серверы", "Серверы установленные в стойке".

Наличие таких инструментов делает создание виртуальной сети с помощью Microsoft Office Visio Professional одним из эффективных способов разработки и документирования компьютерной сети (рис. 1). Ниже приведен пример построения физической схемы для ТОО.

физическая схема локальной сети тоо

Рисунок 3 - Физическая схема локальной сети ТОО

В каждом шаблоне имеется возможность связывания данных через меню Данные. Если внимательно посмотреть на параметры данных фигуры, то становится ясным, что необходимо заполнить все сетевые характеристики оборудования (см. рис 4).

данные фигуры

Рисунок 4 - Данные фигуры

Таким образом, можно построить схему компьютерной сети, в которой показано логическое или физическое соединение оборудования, добавить начальные данные для идентификации каждой фигуры, затем импортировать и связать внешние данные с фигурами сети.

С помощью специального коннектора MicrosoftVisio можно выявлять в on-lineрежиме уязвимости сети прямо на диаграмме, выявлять типичные ошибки конфигурации системы безопасности, отображать результаты данного мониторинга на сетевых диаграммах, отслеживать ситуацию на всех компьютерах сети, а также возможность запустить сканирование на вирусы в диаграмме сети.

Учитывая вышесказанное, мы предлагаем использовать графический редактор MicrosoftVisio как средство построения компьютерных сетей во время проведения лабораторно-практических занятий по курсу "Информатика". Данный подход возможен за счет того, что современные обучаемые, как правило, умеют работать с электронной почтой, осуществлять поиск информации в сети Интернет и поэтому такое наполнение лабораторной работы для них уже становится неинтересным и бесполезным. В случае заполнения содержания занятия интерактивным взаимодействием со средой графического редактора MicrosoftVisio интерес к сетям возрастает, меняется отношение к самому предметы и педагогу в лучшую сторону. Помимо этого одновременно происходит изучение еще одного графического редактора.

Создание виртуальной сети с помощью Microsoft Office Visio Professional является эффективным способом разработки и документирования компьютерной сети.

Применив шаблон Подробная схема сети, Возможности связывания данных, в Microsoft Visio можно создать схему, в которой показано логическое или физическое соединение оборудования, добавить начальные данные для идентификации каждой фигуры, а затем импортировать и связать внешние данные с фигурами сети. Рассмотрим как с помощью программного продукта Microsoft Visio можно подготовить схему сети, наблюдать за ее состоянием в интерактивном режиме прямо на диаграмме Visio.

Пусть существует файл в формате Microsoft Excel с исходными данными в котором хранится вся информация компьютеров сети, как на рис. 5. Во многих организациях учет, работа и проверка рабочих станций и других оборудований ведется именно таким образом:

таблица с исходными данными

Рисунок 5 - Таблица с исходными данными

Далее эти данные отображаются на схеме сети с помощью шаблона Подробная схема сети - каталога LDAP.

создание схемы сети на основе каталога ldap

Рисунок 6 - Создание схемы сети на основе каталога LDAP

Далее генерируется новый файл со всеми необходимыми для построения трафаретами фигур. В качестве исходных данных используется значения из таблицы Excel рис. 5. Затем Visio самостоятельно считывает информацию с таблицы для построения схемы. Схема генерируется по данным таблицы автоматически (рис. 7).

готовая схема по исходным табличным данным

Рисунок 7 - Готовая схема по исходным табличным данным

Принцип построения заключается в том, что имеются готовые элементы диаграммы и уникальной функции Автоконнект, С помощью которой можно быстрее справиться с построением. Путем переноса отображенных в отдельном окне данных с таблицы на элементы не трудно связать их с текущими данными. Также нужно отметить, что данные внесенные в диаграмму не являются статическими, то есть, изменив таблицу с исходными данными, изменяются данные в диаграмме путем обновления. К примеру если изменить имя администратора веб сервера в таблице, изменится имя администратора и в диаграмме после обновления и сохранения так как между ними установлена связь изначально.

Также с помощью специального коннектора Microsoft Dezline Security Analizer можно выявлять в онлайн режиме уязвимости сети прямо на диаграмме. Microsoft Dezline Security Analizer - это средство которое служит для централизованной проверки компьютера под управлением Windows с целью выявления типичных ошибок конфигурации системы безопасности. Это приложение загружается бесплатно с сайта Microsoft также как и коннектор Visio, позволяющий отображать результаты данного мониторинга на сетевых диаграммах.

С помощью Microsoft Dezline Security Analizer и специального коннектора Visio есть возможность отслеживать ситуацию на всех компьютерах сети. Помимо этого есть возможность запустить сканирование на вирусы в диаграмме сети. На рисунке 6 в нижнем правом окне идет сканирование на вирусы.

сканирование на вирусы

Рисунок 8 - Сканирование на вирусы

Описанный выше метод построения компьютерной сети может быть использован во время организации лабораторно-практических занятий по дисциплинам "Компьютерные сети", "Web-технологии", "Интернет-технологии" в качестве одной из лабораторных работ. Аналогично разработаны лабораторные работы по построению компьютерной сети Интернет, проектирование локальной сети здания, построение зоны беспроводного Интернет в офисе и т. д.

Итак, графический редактор Microsoft Visio позволяет создавать виртуальную модель компьютерных сетей, вести контроль над ними. Этим предоставляется обучаемым полная наглядность и обзора состояния сетей, что на много повышает качество организации лабораторных занятий и учебного процесса в целом.

Литература

Информационный visio графический интерфейс

    1. Информатика. Типовая программа. - Алматы, КазНПУим. Абая, 2010. 2. Конева С. Н. Лабораторные работы по информатике. - Алматы: КазНПУим. Абая, 2008.-80 с. 3. Берман Н. Д. MSVisio 2010: Основы работы. - Хабаровск, Изд-во ТОГУ, 2014.- 99 с.

Похожие статьи




Организация виртуальных лабораторных работ

Предыдущая | Следующая