Виртуальные схемы: Практическое руководство. Создание виртуальной схемы сообщений для класса шаблона

Приложение виртуальной реальности для сборки электрических схем

Актуальность

В современной школе многие ученики не понимают раздел «Электричество» и то, как надо собирать схемы, т.к. зачастую в школах объясняют эту тему недостаточно проработанно, без практического подкрепления. Программа позволит производить физический эксперимент без привлечения дополнительного оборудования, чем облегчит обучение в школе и заинтересует школьников наукой.

Цель

Создать приложение виртуальной реальности для сборки электрических схем, чтобы упростить изучение раздела «Электричество в физике».

Задачи

1. Изучить оборудование VR.
2. Изучить работу в Unity 3D.
3. Изучить теорию по языку C#.
4. Создать лабораторную.
5. Найти реалистичное оборудование (стол, вольтметр, резистор, лампочку и т.д.).
6. Создать карточки элементов схем.
7. Написать скрипты.

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

1. Ноутбук
2. Oculus Go
3. Unity 3D
4. Visual Studio
5. Asset Store

Описание

При надевании Oculus Go человек попадает в виртуальную лабораторную и получает возможность выбрать лабораторную работу, имеющую разные задания и разные уровни сложности.

 

Рисунок 1. Лабораторная

 

Стол № 1

Сначала игрок должен подойти к столу, на котором стоит оборудование. Первое задание состоит в том, чтобы собрать правильно электрическую схему из всех приборов, находящихся на столе. Это задание имеет только один уровень сложности (рисунок № 2).

 

Рисунок 2. Оборудование на столе 1 (вольтметр, резистор, провода, батарейка, лампочка)

 

Стол № 2

После прохождения задания 1 ученик может переместиться за 2-й стол, где будет другое задание. Это задание требует теоретических знаний, а именно: как обозначается на схеме вольтметр, ключ и остальное оборудование. Задание имеет несколько уровней сложности, они выбираются на усмотрение учителя. Но несмотря на это на столе лежат разные карточки (рисунок 3).

 

Рисунок 3. Карточки с обозначениями элементов цепи

 

В итоге была создана виртуальная лабораторная, были найдены 3D-модели, придуманы дизайн кабинета и задания с уровнями сложности.

Перспективы использования результатов работы

Проект рассчитан на школы, так как это поможет ученикам лучше изучить школьную программу и подготовиться к предстоящим экзаменам. В перспективе программой можно будет пользоваться в школах с помощью VR-оборудования, а также дома при наличии очков.

Сотрудничество с вузом/учреждением при создании работы

Детский технопарк «Альтаир» РТУ МИРЭА

Награды/достижения (в каких конкурсах и с какими результатами выставлялась ранее эта работа)

Конкурс проектов и исследований «Инженеры будущего» – призёр.

 

Виртуальные системы — Программное обеспечение Check Point

Виртуальные системы Check Point используют возможности виртуализации для консолидации и упрощения безопасности частных облаков, обеспечивая при этом более низкую совокупную стоимость владения. Это обеспечивает индивидуальную защиту от развивающихся сетевых угроз

ЗАПРОСИТЬ ПРОБНУЮ ВЕРСИЮ

Масштабируемая безопасность

Масштабирование до 13 шлюзов в кластере с технологией Virtual System Load Sharing (VSLS)

Отдельные домены безопасности

Каждая виртуальная система имеет отдельную политику и набор функций безопасности, которые можно полностью настроить под индивидуальные требования

Консолидация безопасности

Применяйте отдельные виртуальные системы на одном физическом устройстве безопасности

Технические характеристики

Консолидация безопасности

Виртуальные системы Check Point позволяют организациям консолидировать свою инфраструктуру путем создания нескольких виртуализированных шлюзов безопасности на одном аппаратном устройстве, обеспечивая значительную экономию средств, постоянную безопасность и консолидацию инфраструктуры. Возможность настраивать политики безопасности для каждой виртуальной системы безопасности позволяет администраторам разбивать большие и сложные политики сетевой безопасности на более мелкие, более детализированные и более управляемые политики. Настройка политик безопасности на основе требований к ведению бизнеса сводит к минимуму сложность и создает более эффективные методы обеспечения безопасности для удовлетворения растущих потребностей бизнеса.

Примеры использования виртуальных систем

Виртуальные системы – это решение для крупномасштабных сред, таких как крупные предприятия, центры обработки данных и поставщики управляемых услуг (MSP). В средах MSP виртуальные системы объединяют оборудование для поставщика услуг и обеспечивает конфиденциальность конечных пользователей, поскольку приложения и услуги разделены отдельными виртуальными системами. Используя многодоменный сервер Check Point, MSP могут назначать дискретный доступ к управлению назначенным виртуальным системам в данном домене. Виртуальные системы могут быть развернуты в режиме моста 2-го уровня и могут сосуществовать с виртуальными системами 3-го уровня на одном шлюзе виртуальной системы. Это позволяет сетевым администраторам легко и прозрачно разворачивать виртуальную систему в существующей топологии сети без перенастройки существующей схемы IP-маршрутизации.

Линейная масштабируемость

Виртуальные системы могут развертываться в нескольких шлюзах межсетевого экрана нового поколения или в решении для сетевой безопасности с гипермасштабированием с использованием высокопроизводительных технологий Check Point, обеспечивающих безопасную, отказоустойчивую, мультигигабитную пропускную способность. Virtual System Load Sharing (VSLS) распределяет нагрузку трафика между несколькими элементами кластера. Элементы кластера эффективно распределяют нагрузку трафика виртуальной системы, обеспечивая более высокую пропускную способность, емкость соединения, высокую доступность и линейную масштабируемость.

Контроль ресурсов позволяет администраторам управлять вычислительной нагрузкой, гарантируя, что каждая виртуальная система получит только такой объем памяти и ресурсов ЦП, сколько необходимо для выполнения ее функций. Администраторы могут распределять больше емкости критически важным виртуальным системам.

Потоки трафика в виртуальных системах

Технология виртуальной маршрутизации и пересылки позволяет создавать несколько независимых доменов маршрутизации на одном шлюзе или кластере виртуальной системы. Когда трафик поступает на шлюз виртуальной системы, он направляется в соответствующую виртуальную систему, виртуальный маршрутизатор или виртуальный коммутатор в зависимости от топологии виртуальной сети и возможности подключения виртуальных устройств.

Каждая виртуальная система имеет свою собственную политику безопасности и поддерживает свою собственную уникальную конфигурацию и правила для обработки и пересылки трафика к его конечному адресату. Эта конфигурация также включает определения и правила для NAT, VPN и другие дополнительные функции.

Наш брандмауэр нового поколения — это

больше, чем просто брандмауэр

Внедрение модели безопасности «нулевое доверие»

Безопасность Zero Trust — это возможность «разделять и управлять» своей сетью, чтобы снизить риск бокового перемещения.

Межсетевые экраны Check Point позволяют создавать детальную сегментацию сети между средами публичных/частных облаков и LAN. Благодаря детальному представлению о пользователях, группах, приложениях, машинах и типах соединений в вашей сети, они позволяют вам настраивать и применять политику доступа с «минимальными правами». Таким образом, только определенные пользователи и устройства могут получить доступ к вашим защищенным ресурсам.

СДЕЛАЙТЕ ПЕРВЫЙ ШАГ К ZERO TRUST

Запросить стоимость

ОБРАТИТЬСЯ В ОТДЕЛ ПРОДАЖ

Виртуальные каналы

Виртуальные каналы создаются внутри каналов в дереве политик и используются для логического разделения или разделения канала. Определяет, какой трафик будет обрабатываться в этом разделе и какая пропускная способность ему разрешена. Виртуальный канал может обеспечить справедливое распределение между сетевыми хостами. Трафик оценивается по отношению к определению виртуального канала. Трафик, который не попадает в виртуальный канал, оценивается следующим виртуальным каналом и так далее. Каждая виртуальная цепь будет иметь свой собственный набор правил политики.

Ниже приведены распространенные варианты использования виртуальных каналов.

• Виртуальные каналы настраиваются для распределения пропускной способности или определения правил политики для каждого филиала или клиента поставщика услуг.
• Отдельные виртуальные каналы настроены для данных и для данных Интернета.
• Отдельные виртуальные каналы настраиваются для входящего и исходящего трафика. Виртуальные каналы не могут быть асимметричными, поэтому этот метод учитывает необходимость асимметричного разделения канала.
• Отдельные виртуальные каналы настраиваются для различных аспектов вашей сети в целях мониторинга. Например, одна виртуальная цепь может быть настроена для управления и мониторинга вашей сети Wi-Fi, другая — для управления и мониторинга ваших серверов, а третья — для управления и мониторинга ваших компьютеров в бэк-офисе.
• Виртуальный канал может обеспечить справедливое распределение между сетевыми узлами в виртуальном канале.
• Виртуальный канал может гарантировать, что ограниченное количество хостов или подключений получит приоритет.

Виртуальный канал может разделять канал путем фильтрации трафика по времени суток, по диапазону VLAN, по подсетям или хостам, по конкретному приложению или группе приложений, по направлению трафика, а также путем ограничения количества активных подключений или ограничения числа активных хостов в виртуальной цепи. Любая комбинация этих фильтров может быть применена. Например, вы можете создать виртуальный канал таким образом, чтобы определенному филиалу (или подсети) разрешался определенный набор политик для входящего трафика (в качестве направления) в нерабочее время (по расписанию).

Виртуальный канал указывает желаемую пропускную способность либо в кбит/с, либо в процентах от родительского канала. Когда сумма требуемых пропускных способностей для всех виртуальных каналов в канале превышает пропускную способность канала, подписка на канал превышена. Каждый виртуальный канал указывает, как он хотел бы иметь дело с переподпиской. То есть либо позвольте системе автоматически распределять пропускную способность между виртуальными каналами, либо укажите требуемую минимальную пропускную способность.

Кроме того, виртуальный канал может обеспечивать справедливое совместное использование хостами в виртуальном канале. Когда справедливое разделение включено, виртуальный канал называется динамическим виртуальным каналом, и вводится дополнительный уровень формирования трафика. Трафик сначала формируется на уровне хоста, а затем на уровне политики. Выделенная полоса пропускания будет минимальной из двух уровней.

Виртуальный канал может предоставлять приоритетное обслуживание ограниченному числу активных хостов или ограниченному числу активных подключений.

ПРИМЕЧАНИЕ

При настройке динамического виртуального канала система не позволит, чтобы пропускная способность на хост была меньше 10 кбит/с, и в этом случае количество разрешенных хостов рассчитывается как пропускная способность виртуального канала/10 кбит/с. Любые хосты за пределами этого ограничения затем оцениваются по сравнению с более поздними виртуальными цепями в дереве политик.

Существует ограничение системы в 32 500 хостов, которые могут попасть в каждый динамический виртуальный канал. Это может произойти, если виртуальный канал имеет пропускную способность более 300 Мбит/с. При превышении этого предела узлы попадают в следующий применимый виртуальный канал.

НАИЛУЧШАЯ ПРАКТИКА

Рекомендуется создавать виртуальный канал переполнения сразу после виртуального канала с ограничением количества соединений или хостов, чтобы захватить соединения или хосты, которые были исключены.

Настройка параметров виртуального канала.

Сетевые объекты обычно используются, когда виртуальные каналы создаются для определенных филиалов, других подмножеств сети или групп пользователей. Каждое расположение филиала или группа пользователей будут представлены статическим или (например, группой Active Directory). Существует сетевой объект по умолчанию, частная сеть, который определяет все немаршрутизируемые подсети. Это можно использовать для создания виртуального канала для всех данных WAN.

Направление используется для того, чтобы виртуальный канал перехватывал трафик только в определенном направлении. Это полезно для асимметричных каналов, так как для них обычно требуется определить по крайней мере два виртуальных канала — один для входящей полосы пропускания, а другой — для исходящей полосы пропускания.

Виртуальные каналы являются частью дерева политик. Чтобы узнать, как каналы, виртуальные каналы и политики работают вместе, см. раздел Дерево политик.

См. также

• Создание новой виртуальной цепи
• Как справиться с переподпиской в ​​виртуальном канале
• Настройка виртуальной цепи как динамической виртуальной цепи
• Разделение полосы пропускания поровну
• Обеспечение минимальной полосы пропускания при равном разделении
• Ограничение использования полосы пропускания на хост
• Ограничение использования пропускной способности на хост с минимальной пропускной способностью
• Ограничение количества хостов, совместно использующих пропускную способность
• Устранение неполадок виртуальных цепей

Различия между виртуальными цепями и сетями дейтаграмм

Обзор

Виртуальные цепи также известны как коммутация, ориентированная на соединение. Коммутация виртуальных каналов устанавливает предопределенный путь перед отправкой сообщений. Напротив, дейтаграмма представляет собой метод коммутации пакетов, в котором каждый пакет, известный как дейтаграмма, рассматривается как отдельный объект. Каждый пакет содержит информацию о пункте назначения, которую коммутатор использует для маршрутизации пакета к правильному пункту назначения. В этой статье мы обсудим оба типа сетей.

Scope

• В этой статье обсуждаются виртуальные каналы и сети дейтаграмм.
• В этой статье также обсуждаются различные важные моменты, связанные с виртуальными цепями и сетями дейтаграмм.
• В этой статье кратко обсуждаются различия между виртуальными цепями и сетями дейтаграмм.

Введение в виртуальную цепь

Виртуальные цепи также известны как коммутация, ориентированная на соединение. Коммутация виртуальных каналов устанавливает предопределенный путь перед отправкой сообщений. Этот путь известен как виртуальный канал, потому что он кажется пользователю увлеченным физическим каналом. Соединение между отправителем и получателем устанавливается с помощью пакетов запроса вызова и приема вызова.

Виртуальный канал — это логическое соединение между двумя сетевыми узлами, обычно в телекоммуникационной сети. Путь состоит из отдельных сегментов сети, которые связаны друг с другом через коммутаторы.

Теперь давайте посмотрим на приведенную ниже диаграмму, чтобы более точно понять виртуальные каналы:

• A и B — отправители и получатели на приведенной выше диаграмме. Узлы 1 и 2.
• Пакеты запроса вызова и приема вызова используются для соединения отправителя и получателя.
• Данные будут переданы после создания пути.
• После передачи данных получатель отправляет сигнал подтверждения, указывающий, что получатель получил сообщение.
• Сигнал очистки отправляется, если пользователь хочет разорвать соединение.

Типы виртуальных каналов

Два типа виртуальных каналов:

• Постоянные виртуальные каналы (PVC) центральный офис телекоммуникационной компании). Эти постоянно включенные схемы обычно используются для высокоскоростной связи. PVC — это дорогое решение для глобальных сетей (WAN), поскольку им требуются ресурсы телефонной компании (коммутаторы), которые должны быть выделены для определенного канала связи, независимо от того, используется ли этот канал.
• Коммутируемые виртуальные каналы (SVC) :- При создании сеанса связи коммутаторы настраиваются немедленно. Когда сеанс завершается, SVC освобождаются и могут использоваться для установления других путей связи. Так работает обычная телефонная связь. SVC обычно используются в глобальных сетях, где необходимо резервное копирование на выделенные выделенные линии, и взимается поминутная плата или плата за трафик.

Что нужно знать о виртуальной цепи

Теперь давайте рассмотрим различные важные моменты, связанные с виртуальными цепями.

• Виртуальные каналы — это сети, которые просто предлагают услугу соединения на сетевом уровне.
• Ресурсы, такие как буферы, полоса пропускания, ЦП и т. д., зарезервированы на время, в течение которого сеанс передачи данных будет использовать только что настроенный виртуальный канал.
• Конечные системы реализуют виртуальные каналы на границе сети.
• Порядок, в котором пакеты отправляются, никогда не влияет на то, как они достигают места назначения.
• Первый пакет отправляется и резервирует ресурсы для последующих пакетов, которые следуют по одному и тому же пути на протяжении всего соединения.
• Виртуальный канал предлагает функцию надежной связи, гарантирующую, что каждая группа прибудет в соответствии с назначением и сохранит свой первоначальный порядок передачи.
• Внедрение виртуальных каналов требует больших затрат, поскольку каждое новое подключение требует резервирования ресурсов и дополнительной обработки информации на маршрутизаторах.
• В виртуальных каналах первый пакет соединения просто использует адрес узла назначения (глобальный заголовок). Другие пакеты обычно не требуют адреса узла назначения и используют короткий номер виртуального канала (глобальный заголовок).
• Все виртуальные каналы, проходящие через неисправный маршрутизатор, неработоспособны.
• Сеть ATM (режим асинхронной передачи), которая обрабатывает телефонные звонки, использует его.

Введение в сети дейтаграмм

Это метод коммутации пакетов, при котором каждый пакет, известный как дейтаграмма, рассматривается как отдельный объект. Каждый пакет содержит информацию о пункте назначения, которую коммутатор использует для маршрутизации пакета к правильному пункту назначения. Нет необходимости резервировать ресурсы, поскольку для сеанса подключения не указан канал. В результате пакеты содержат заголовок, включающий всю информацию о получателе. Промежуточные узлы проверяют заголовок пакета и выбирают соответствующую ссылку на другой узел, расположенный ближе к месту назначения.

Ресурсы в сетях дейтаграмм распределяются по принципу FirstComeFirstServe (FCFS). Когда пакет поступает на маршрутизатор, он должен ждать, если обрабатываются другие пакеты, независимо от его источника или пункта назначения.

На приведенной ниже диаграмме показаны пакеты дейтаграмм, отправленные с хоста h2 на хост h3. Четыре пакета дейтаграмм с метками A, B, C и D являются частями одного и того же сообщения, каждый из которых маршрутизируется индивидуально по разным маршрутам. Пакеты сообщения прибывают к месту назначения не по порядку. Чтобы восстановить исходное сообщение, h3 обязан изменить порядок пакетов.

Что нужно знать о сетях дейтаграмм

Теперь давайте рассмотрим различные важные моменты, связанные с сетями дейтаграмм.

• На сетевом уровне сети дейтаграмм представляют собой компьютерные сети, предоставляющие услуги без установления соединения.
• Поскольку для сеанса подключения не существует определенного пути, нет необходимости резервировать ресурсы.
• Сети дейтаграмм реализованы в маршрутизаторах в ядре сети и конечных системах.
• Порядок отправки пакетов не обязательно отражает порядок их прибытия к месту назначения.
• Поскольку таблицы маршрутизации на маршрутизаторах изменяются динамически, все пакеты могут свободно проходить через любой промежуточный маршрутизатор, выбранный в данный момент.
• Сети дейтаграмм ненадежны, поскольку их природа без установления соединения приводит к тому, что пакеты данных прибывают к месту назначения не в той последовательности, в которой они были отправлены из источника.
• Поскольку нет необходимости резервировать ресурсы каждый раз, когда приложению необходимо установить связь, сети дейтаграмм всегда доступны и просты в установке.
• Каждый пакет должен быть связан с полным адресом узла назначения (заголовком), поскольку каждый пакет в сетях дейтаграмм может выбирать любой путь.
• Из-за неисправных маршрутизаторов возможны изменения маршрута и потеря пакетов.
• Обычно используется в IP-сетях, которые поддерживают услуги передачи данных, такие как Интернет.

Различия между виртуальными цепями и сетями дейтаграмм

Рассмотрим детальное сравнение виртуальных цепей и сетей дейтаграмм в таблице, приведенной ниже.

База сравнения	Виртуальные цепи	Сети дейтаграмм
Определение	Виртуальные цепи также известны как соединения -ориентированное переключение. Коммутация виртуальных каналов устанавливает предопределенный путь перед отправкой сообщений.	Это метод коммутации пакетов, при котором каждый пакет, известный как дейтаграмма, рассматривается как отдельный объект. Каждый пакет содержит информацию о пункте назначения, которую коммутатор использует для маршрутизации пакета к правильному пункту назначения.
Возможность подключения	Ориентирован на подключение.	Это без подключения.
Путь	В этих сетях выделяется путь исходного пакета данных между исходным и целевым узлами. Все последующие пакеты данных, передаваемые между ними, будут проходить по тому же пути.	Поскольку каждая дейтаграмма обрабатывается независимо, фиксированного выделенного пути для передачи данных не существует. Промежуточные маршрутизаторы используют динамически обновляемые таблицы маршрутизации для маршрутизации каждой дейтаграммы. Следовательно, два последовательных пакета от источника могут пройти к месту назначения совершенно разными путями.
Заголовок	Поскольку все они являются частью одного и того же виртуального канала, все пакеты, составляющие сообщение, имеют одинаковую информацию заголовка.	Несмотря на то, что они являются частью одного и того же сообщения, отдельные пакеты дейтаграмм имеют разные заголовки.
Фазы	Передача выполняется в три этапа: установка, передача данных и отключение.	Нет таких фаз связи.
Сложность	По сравнению с сетью дейтаграмм виртуальный канал менее сложен.	Однако по сравнению с виртуальным каналом сети дейтаграмм являются более сложными.
Стоимость	Затраты на установку и обслуживание виртуальных каналов выше.	Сети, использующие дейтаграммы, намного проще в настройке и обслуживании.
Использование ресурсов	Все ресурсы, включая ЦП, пропускную способность и буферы, резервируются перед передачей. Все пакеты данных используют одни и те же ресурсы, которые освобождаются только после завершения передачи.	Перед началом передачи начальное выделение ресурсов для отдельных пакетов не производится. Ресурсы распределяются по требованию по принципу «первым пришел — первым обслужен» (FCFS), когда пакет поступает на маршрутизатор.
Надежность	По сравнению с сетью дейтаграмм виртуальные каналы более надежны для передачи данных благодаря определенному пути и гарантии фиксированных ресурсов.	С другой стороны, сети дейтаграмм менее надежны, чем виртуальные каналы, поскольку они динамически распределяют ресурсы и следуют динамическим путям.
Адресация	Во время установки определяются адресация и маршрут. В результате каждый пакет содержит только номер VC.	Полные адреса источника и получателя включены в каждый пакет дейтаграммы.
Приложение	Виртуальные каналы реализуются в сетях с использованием связи в асинхронном режиме передачи (ATM), например, при совершении телефонных звонков.	Протокол пользовательских дейтаграмм (UDP) обычно служит основой для передачи дейтаграмм. В IP-сетях они используются.

Заключение

• Виртуальные цепи также известны как коммутация, ориентированная на соединение. Коммутация виртуальных каналов устанавливает предопределенный путь перед отправкой сообщений.
• Путь в виртуальных цепях известен как виртуальный канал, потому что он кажется пользователю увлеченным физическим каналом.