VII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2015

В связи с постоянной потребностью доступа к электронным библиографическим источникам расположенных на интернет ресурсах, в системах высшего образования и растущим числом различных технологичных гаджетов, и прочего современного оборудования в учебном процессе, есть возможность использовать персональную сеть WPAN, при помощи технологии Virtual Wi-Fi - виртуальный адаптер. Технология Virtual Wi-Fi приходится кстати, если необходимо создать персональную сеть (Wireless Personal Area Network - WPAN). Это удобно для выхода в сеть интернет с девайсов имеющих wi-fi модуль, без лишних затрат на роутер. При помощи данной технологии возможно организовать учебный процесс в аудитории не оборудованной для занятий на компьютерах, имея альтернативный доступ в интернет например модем и один ноутбук. Это актуально, учитывая рост информатизации общества, когда интернет есть только на одном компьютере например у преподавателя и наличии ноутбуков или гаджетов у студентов. При этом открываются  возможности своевременно обмениваться данными между собой, не использую переносные носители, посредством сети интернет, возможность доступа к нужным учебным материалам за короткое время, или организовать общественную онлайн конференцию по обмену опыта с другим вузом или производственной организацией. Данная статья направлена на изучение практического применения технологии Microsoft Virtual Wi-Fi и выявление положительных и отрицательных сторон системы. В данном случае применялся стационарный компьютер. Для реализации функционирования службы необходима сетевая карта или wi-fi адаптер с поддержкой SoftAP.

SoftAP ("Программная точка доступа") - это функция адаптера позволяющая ему работать в режиме точки доступа [3].

Исследование имеет следующие задачи:

-создание и тестирование виртуальной точки доступа Virtual Wi-Fi на ос windows 7

-изучение полученных результатов функционирования размещенной сети

-предложение действий по устранению неполадок и неудобств при использовании сети.

Цель исследования - определение степени несовершенства Virtual Wi-Fi и способов избавления от некоторых недостатков системы.

Сети (Wireless Personal Area Network) WPAN применяются для связи различных устройств, включая компьютерную, бытовую и оргтехнику. Физический и Канальный уровни регламентируются стандартом IEEE 802.15.4. WPAN используется как для объединения отдельных устройств между собой, так и для связи их с сетями более высокого уровня, например, глобальной сетью интернет [2].

IEEE 802.15.4 - стандарт, который определяет физический слой и управление доступом к среде для беспроводных персональных сетей ориентированных на низкую стоимость, низкую скорость повсеместной связи между собой. В качестве альтернативы он может быть использован совместно со стандартными протоколами Интернета для построения беспроводного Интернета.

В связи с внедрением Virtual Wi-Fi в новые операционные системы от microsoft, в network shell были включены новые команды, для управления, распределенной сетью. Приведем некоторые из них:

Основные команды упраления Microsoft Virtual Wi-Fi из командной строки:

netsh wlan set hostednetwork mode=allow ssid="" key="" keyusage=persistent - организация сети с заданными параметрами (mode=allow или mode=disallowed - разрешение или запрещение использования сети ssid="название сети", key="парольная_фраза", keyUsage=persistent или temporary - указывается ключ безопасности постоянным или временным)

netsh wlan set hostednetwork mode=allow - включить размещение virtual wi-fi

netsh wlan set hostednetwork mode=disallow - выключить размещение virtual wi-fi

netsh wlan start hostednetwork - запустить сеть

netsh wlan stop hostednetwork - остановить сеть

Дополнительные команды:

netsh wlan show hostednetwork - просмотреть состояние сети

netsh wlan show settings - показывает настройки сети

netsh wlan show hostednetwork setting=security - отображает параметры безопасности размещенной сети

refresh hostednetwork key=новый пароль - смена пароля.

Для организации и исследования Microsoft Virtual Wi-Fi на практике, нам потребуется:

-компьютер с сетевой картой, поддерживающей функцию SoftAP, работающий на ос Windows 7 ultimate. (Для создания на нем точки доступа)

-проводной интернет или модем

-девайс - смартфон Nokia C6 с исправным wi-fi модулем, для подключения к точке доступа и дальнейшего ее тестирования.

В данном исследовании применяется стационарный компьютер с сетевой картой          Realtek PCIe GBE Family Controller с отсутствующей возможностью SoftAP. В связи с этим разместим устройство - usb adapter TP-LINK (TL-WN727N) в разъем материнской платы и установим необходимый для него драйвер c программным обеспечением [3]. Нужно настроить адаптер - перевести его из режима приемника радиоволн, в режим программной точки доступа (SoftAP), в специальной утилите "настройка беспроводного соединения TP-LINK" (рис. 1).

рис. 1

Подготовим системные параметры компьютера.

Запускаем службу автонастройки WLAN и указываем тип запуска «автоматически» (рис. 2, 3). (Служба автонастройки WLAN Windows позволяет администраторам указать, что служба будет использоваться для настройки и подключения беспроводных клиентов к беспроводной сети.)

рис. 2

рис. 3

В запущенной от имени администратора командной строке (cmd.exe), пропишем команду netsh wlan show drivers и нажмем Enter. (Команда проверяет, может ли wi-fi адаптер работать с технологией virtual wi-fi):

на скриншоте видно, что адаптер готов для размещения виртуальной сети wi-fi.

Cоздаем точку доступа с определенными параметрами:

В приложении cmd.exe прописываем команду - netsh wlan set hostednetwork mode=allow ssid="TestVirtualWi-Fi" key="123456789" keyusage=persistent.

Запускаем virtual wi-fi командой netsh wlan start hostednetwork:

Виртуальная точка создана. Необходимо открыть доступ интернета к созданному беспроводному соединению.

В сетевых подключениях появился виртуальный адаптер - беспроводное соединение 2.

В свойствах основного подключения по локальной сети, поставим отметку, разрешить общий доступ для "беспроводного сетевого соединения 2" (рис. 4). (Открывается доступ интернета на виртуальную сеть TestVrtualWi-Fi)[1].

рис. 4

Следующий этап - работа с портативным устройством «клиентом» Nokia C6. Просканируем девайсом wi-fi сети. Устройство обнаружило несколько доступных точек. Выбираем TestVrtualWi-Fi (рис. 5), вводим ключ безопасности сети.

Подключение к сети и выход в интернет состоялись. Сеть функционирует (рис. 6):

 рис. 5

Выполнив команду netsh wlan show hostednetwork в cmd.exe просмотрим данные о сетевом размещении:

                                                        рис. 6

При более длительной эксплуатации созданной виртуальной сети технологией Microsoft Virtual Wi-Fi adapter в таком режиме, выяснилось, что в системе присутствуют неудобства использования и некоторые недостатки работоспособности.

Неудобством является то, что при загрузке или перезагрузке windows, точку доступа приходится запускать вновь через командную строку. Облегчить процедуру помогут исполняемые файлы с расширением bat. Пропишем в блокноте команду запуска сети и сохраним как StartWi-Fi.bat:

получится пакетный файл windows (рис. 7), выполнив его, сеть запустится. Аналогичным образом создаются исполняемые файлы для других задач сети:

 рис. 7

Существенный недостаток virtual wi-fi проявляется при перезагрузке компьютера. Система отказывается раздавать интернет, при всех необходимых для ее работы настройках и рабочем статусе IPv4-подключения(рис. 8.1). Точнее происходят процессы когда система раздает интернет, но маршрутизировать пакеты DNCP (сетевой протокол, позволяющий компьютерам автоматически получать IP-адрес и другие параметры, необходимые для работы в сети) не удается [7]. Это связано с тем, что при включении службы ICS (Internet Connection Sharing), windows автоматически назначает для раздающего сетевого адаптера адрес 192.168.0.1 и все устройства подключающиеся к нему с автоматическими настроками получения ip, получают адреса из адресного пространства 192.168.0.*. То есть устройствам назначаются некорректные ip адреса (рис 8).

рис. 8                                                        рис. 8.1

Для эксперимента установим вспомогательную программу MyPublicWiFi. Программа будет выполнять все необходимые команды для создания и настройки виртуальной сети без участия пользователя и командной строки (упралять настройками сети можно в графическом интерфейсе программы рис. 10). После установки и презгрузки виртуальный адаптер wi-fi стал раздавать интернет (рис. 9):

рис. 9                                                        рис. 10

При проверке компонентов системы - служб, драйверов, обновлений, на работоспособность, было принято решение изучить процессы происходящие в реестре операционной системы, в моменты создания, запуска и настроек виртуальной точки доступа программой MyPublicWiFi. Для отслеживания изменений в реестре, запускаем программу Regshot и делаем снимок реестра, до создания и настройки сети, и после. В результате сравнения снимков в реестр были прописаны новые ключи и параметры. Некоторые из них изменились. Добавилась системная служба которая выполняет функции как виртуальный DNCP сервер:

Создадим в блокноте файл реестра, на основе отчета программы Regshot, "правка реестра.reg". При помощи него в дальнейшем будем добавлять рабочие параметры реестра для Virtual Wi-Fi [5]:

Выключаем MyPublicWiFi, удаляем виртуальный адаптер командой в cmd.exe netsh wlan set hostednetwork mode=disallow

Перезагружаем компьютер и приступаем вновь к организации virtual wi-fi средствами network shell windows (через командную строку). После создания и запуска, добавим ранее полученные ключи реестра, запустив reg файл "правка реестра.reg" и презагрузиться с ранее выпоненными действиями. Проделав данные поправки, сеть стала функционировать без вспомогательной программы.

На основании проделанных действий и учитывая индивидуальность и возможные погрешности компонентов и систем, программное обеспечение компьютера, на котором проводились исследования, можно предположить, что стандартным средствам Microsoft Windows network shell  не всегда удается создать функциональную среду для виртуального адаптера Virtual Wi-Fi, в частности упорядочить значения параметров ключей реестра, настроить DHCP службу на получение рабочих ip адресов. Стоит заметить что не все устройства способны стабильно работать с типом сети создаваемой в network shell [4]. Так же учитывая отсутствие графического интерфейса системы и чувствительность к обновлениям операционной системы windows, удобнее и практичнее использовать дополнительную программу например MyPublicWiFi. С ее помощью не будет необходимости пользоваться командной строкой и применять хитрости для обеспечения работоспособности беспроводного виртуального адаптера wi-fi. Самым важным плюсом будет установка своего сервиса аналогичного DHCP, для корректной маршрутизации пакетов интернета. Софт будет выступать в роли программной прослойки между технологией Virtual Wi-Fi и пользователем. MyPublicWiFi необходимо только установить и задать параметры сети в графической оболочке при ее первом запуске [6]. Актуально ревлизовавать возможности Virtual Wi-Fi пользователям ноутбуков. Так как в них wi-fi модуль встроен и нет надобности использовать wi-fi адаптер [8, 9].

В процессе исследования были решены запланированные задачи - создавалась виртуальная сеть, тестировалась, были выявлены несовершенства и неудобства технологии Virtual-Wi-Fi, предложены действия по их устранению. В конечном итоге цель исследования достигнута, при всех неудобствах виртуальная сеть работает, но требует внимания к настройке служб, компонентов, обновлений и параметров реестра windows.

Библиографический список

1.     Колисниченко Д. Н. Беспроводная сеть дома и в офисе/ Д. Н.

Колисниченко. - СПб.: БХВ-Петербург, 2009. 480 с.: ил. - (Самоучитель)

2.     Пролетарский А.В. Беспроводные сети Wi-Fi/ А.В. Пролетарский,

И.В. Баскаков , Д.Н. Чирков. - М.: Интуит, 2007. - 177 с.

3.     Джон Росс. Wi-Fi. Беспроводная сеть; пер. с англ. В.А.

Ветлужских. -М.: НТ Пресс, 2007. -320 с. : ил. - (Возьми меня с собой).

4.     Рошан Педжман. Основы построения беспроводных локальных

сетей стандарта 802.11/ Педжман Рошан, Лиэри Джонатан. : пер. с англ. - М.: Издательский дом "Вильямс", 2004. - 304 с.; ил. - Парал. тит. англ.

5.     Климов А. Реестр Windows 7/ А. Климов. - СПб.: Питер, 2010.

6.     Парадеев Д.Н. Методы разработки программного обеспечения/ Д.Н.

Парадеев // Исследования в области естественных наук. - 2014. - №10 (34). - с. 25-27.

7.       Сазанов А.А. Исследование многосерверной корпоративной информационной системы/ А.А. Сазанов // Информационные технологии и прикладная математика межвузовский сборник аспирантских и студенческих научных работ. Арзамасский филиал ННГУ. Арзамас, 2014. С. 112-119.

8.       Напалков С.В. Тематические образовательные Web-квесты как средство развития познавательной самостоятельности учащихся при обучении алгебре в основной школе: автореф. дис. ... канд. пед. наук / Мордовский государственный педагогический институт им. М.Е. Евсевьева. Саранск, 2013. - 25 с.

9.       Напалков С.В., Гусева Н.В. Web-технологии как педагогические формы приобщения школьников к творчеству в процессе обучения математике // Современные проблемы науки и образования. - 2014. - № 6. - С. 768.