基于虛擬機(jī)的高職學(xué)生Linux實(shí)踐平臺(tái)的構(gòu)建

吳培飛 郝阜平 溫穎

摘要：介紹了虛擬機(jī)技術(shù)、虛擬機(jī)平臺(tái)的搭建、Vmware Workstation虛擬網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等，重點(diǎn)討論了通過VMware構(gòu)建虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)以解決Linux實(shí)踐教學(xué)中真實(shí)實(shí)驗(yàn)環(huán)境欠缺的問題，以做到教學(xué)演示與學(xué)生實(shí)踐的同步，為L(zhǎng)inux實(shí)踐教學(xué)提供一種有效的輔助工具。

關(guān)鍵詞： 虛擬機(jī)技術(shù)； VMware； Linux； 實(shí)踐教學(xué)

中圖分類號(hào)：TP393文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1006-8228（2012）03-35-02

Constructing Linux practice platform for students through virtual machines

Wu Peifei, Hao Fuping, Wen Ying

（Dept. of Information & Electronics, Hangzhou Professional Training College, Hangzhou， Zhejiang 310018, China）

Abstract： With the rapid development of information technology and computer specialty, Linux course is taught in most professional training colleges. The authors describes in this paper a virtual machine, the building of virtual machine platform, and Vmware Workstation virtual network devices. The paper focuses on constructing a virtual experiment platform with the VMware to solve the problem of lacking real Linux experimental environment in teaching. It makes teaching demo and student practice synchronous, and provides practical and effective help for teaching Linux.

Key words： echnology of virtual machines； VMware； Linux； practice teaching

0 引言

隨著信息技術(shù)的高速發(fā)展，高職院校計(jì)算機(jī)專業(yè)大多都開設(shè)了Linux課程，但因?qū)W校招生規(guī)模不斷擴(kuò)大，而教學(xué)經(jīng)費(fèi)的投入跟不上學(xué)生數(shù)量的增長(zhǎng)，網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的投入不能滿足學(xué)生實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)需求，部分網(wǎng)絡(luò)實(shí)踐教學(xué)難以實(shí)現(xiàn)，學(xué)生專業(yè)技能的培養(yǎng)受到極大限制。

實(shí)踐教學(xué)在Linux教學(xué)中具有突出地位，一則它可以鞏固學(xué)生學(xué)到的課程內(nèi)容；二則可以培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)技能，拉近Linux教學(xué)與就業(yè)崗位的距離。因此，如何在多系統(tǒng)環(huán)境下，在保證其他教學(xué)正常開展的基礎(chǔ)上提高Linux操作系統(tǒng)下的實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果已成為高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室迫切需要解決的問題。而利用VMware虛擬機(jī)軟件構(gòu)建虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)可以很好地解決這些問題。

1 虛擬機(jī)軟件VMware介紹

虛擬機(jī)技術(shù)早已經(jīng)成為當(dāng)今熱門的軟件技術(shù)。VMware是一款具有代表性的虛擬機(jī)軟件，利用它可以在原有操作系統(tǒng)中安裝多個(gè)操作系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)多個(gè)虛擬系統(tǒng)和真實(shí)主機(jī)系統(tǒng)的共存。VMware是真正“同時(shí)”運(yùn)行多個(gè)操作系統(tǒng)的平臺(tái)，而且各個(gè)操作系統(tǒng)完全可以如Word/Excel等標(biāo)準(zhǔn)Windows應(yīng)用程序那樣切換，每個(gè)操作系統(tǒng)都可以進(jìn)行配置和測(cè)試操作。利用VMware可以在一臺(tái)電腦上模擬出若干臺(tái)機(jī)器，這些虛擬機(jī)如同真實(shí)機(jī)一樣各自擁有自己獨(dú)立的操作系統(tǒng)、CPU、硬盤、內(nèi)存及其他硬件，用戶可以像使用普通機(jī)器一樣對(duì)它們進(jìn)行分區(qū)、格式化、安裝系統(tǒng)和應(yīng)用軟件等操作，而不影響真實(shí)硬盤的數(shù)據(jù)，甚至可以將幾臺(tái)虛擬機(jī)用網(wǎng)卡連接成為一個(gè)虛擬局域網(wǎng)。

2 VMware虛擬平臺(tái)的創(chuàng)建

2.1 Linux虛擬機(jī)的創(chuàng)建

⑴ 運(yùn)行VMware Workstation 6，單擊“File→New→Virtual Machine”命令，進(jìn)入創(chuàng)建虛擬機(jī)向?qū)В蛘咧苯影础癈rtl+N”快捷鍵同樣可以進(jìn)入創(chuàng)建虛擬機(jī)向?qū)А?/p>

⑵ 在彈出的歡迎頁中單擊“下一步”按鈕。

⑶ 在“Virtual machine configuration”選項(xiàng)區(qū)域內(nèi)選擇“Custom”單選按鈕。

⑷ 在Choose the Virtual Machine Hardware Compatibility頁中，選擇虛擬機(jī)的硬件格式，可以在Hardware compatibility下拉列表框中，在VMware Workstation 6、VMware Workstation 5或VMware Workstation 4三者之間進(jìn)行選擇。通常情況下選擇Workstation 6的格式，因?yàn)樾碌奶摂M機(jī)硬件格式支持更多的功能。選擇好之后單擊“下一步”按鈕。

⑸ 在Select a Guest Operating System對(duì)話框中，選擇要?jiǎng)?chuàng)建虛擬機(jī)類型及要運(yùn)行的操作系統(tǒng)。我們選擇了Red Hat Linux操作系統(tǒng)。單擊“下一步”按鈕。

⑹ 在Name the Virtual Machine對(duì)話框中，為新建的虛擬機(jī)命名并且選擇它的保存路徑。

⑺ 在Processors選項(xiàng)區(qū)域中選擇虛擬機(jī)中CPU的數(shù)量。如果選擇Two，主機(jī)需要有兩個(gè)CPU或者是超線程的CPU。

⑻ 在Memory for the Virtual Machine頁中，設(shè)置虛擬機(jī)使用的內(nèi)存。如果用戶計(jì)算機(jī)內(nèi)存比較大，那么就可給虛擬機(jī)分配足夠大的內(nèi)存，這里我們分配了256M。

⑼ 在Network Type頁中選擇虛擬機(jī)網(wǎng)卡的“聯(lián)網(wǎng)類型”：

第一選項(xiàng)，使用橋接網(wǎng)卡(VMnet0虛擬網(wǎng)卡)。表示當(dāng)前虛擬機(jī)與主機(jī)(指運(yùn)行VMware Workstation軟件的計(jì)算機(jī))在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中。

第二選項(xiàng)，使用NAT網(wǎng)卡(VMnet8虛擬網(wǎng)卡)。表示虛擬機(jī)通過主機(jī)單向訪問主機(jī)及主機(jī)之外的網(wǎng)絡(luò)，主機(jī)之外的網(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算機(jī)，不能訪問該虛擬機(jī)。

第三選項(xiàng)，只使用本地網(wǎng)絡(luò)(VMnet1虛擬網(wǎng)卡)。表示虛擬機(jī)只能訪問主機(jī)及所有使用VMnet1虛擬網(wǎng)卡的虛擬機(jī)。主機(jī)之外的網(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算機(jī)不能訪問該虛擬機(jī)，也不能被該虛擬機(jī)所訪問。

第四選項(xiàng)，沒有網(wǎng)絡(luò)連接。表示該虛擬機(jī)與主機(jī)沒有網(wǎng)絡(luò)連接。

在我們構(gòu)建的系統(tǒng)中，我們選擇了第一項(xiàng)。

⑽ 在Select I/O Adapter Type頁中，選擇虛擬機(jī)的SCSI卡的型號(hào)，通常選擇默認(rèn)值即可。

⑾ 在Select a Disk頁中，選擇Create a new virtual disk(創(chuàng)建一個(gè)新的虛擬硬盤)。

⑿ 在Select a Disk Type頁中，選擇創(chuàng)建的虛擬硬盤的接口方式。通常選擇默認(rèn)值即可。

⒀ 在Specify Disk Capacity頁中設(shè)置虛擬磁盤大小。對(duì)于一般的使用來說，選擇默認(rèn)值即可。

⒁ 在Specify Disk File頁的Disk file選項(xiàng)區(qū)域內(nèi)設(shè)置虛擬磁盤文件名稱，通常選擇默認(rèn)值即可，然后單擊完成按鈕。

2.2 安裝linux操作系統(tǒng)

在虛擬機(jī)中安裝操作系統(tǒng)，與在真實(shí)的計(jì)算機(jī)中安裝沒有什么區(qū)別，但在虛擬機(jī)中安裝操作系統(tǒng)，可以直接使用保存在主機(jī)上的安裝光盤鏡像(或者軟盤鏡像)作為虛擬機(jī)的光驅(qū)(或者軟驅(qū))。

可以打開前面創(chuàng)建的Red Hat Linux虛擬機(jī)配置文件，在Virtual Machine Settings頁中的Hardware選項(xiàng)卡中，選擇CD-ROM項(xiàng)，在Connection選項(xiàng)區(qū)域內(nèi)選中Use ISO image單選按鈕，然后瀏覽選擇Red Hat Linux安裝光盤鏡像文件(ISO格式)。如果使用安裝光盤，則選擇Use physical drive并選擇安裝光盤所在光驅(qū)。

選擇光驅(qū)完成后，單擊工具欄上的播放按鈕，打開虛擬機(jī)的電源，用鼠標(biāo)在虛擬機(jī)工作窗口中單擊一下，進(jìn)入虛擬機(jī)。

以后在虛擬機(jī)中安裝操作系統(tǒng)，就和在真實(shí)主機(jī)中安裝一樣了。

2.3 安裝VMware Tools

在虛擬機(jī)中安裝完操作系統(tǒng)之后，接下來需要安裝VMware Tools。VMware Tools相當(dāng)于VMware虛擬機(jī)的主板芯片組驅(qū)動(dòng)和顯卡驅(qū)動(dòng)、鼠標(biāo)驅(qū)動(dòng)，在安裝VMware Tools后，可以大大提高虛擬機(jī)的性能，并且可以以任意大小設(shè)置虛擬機(jī)分辨率，還可以使用鼠標(biāo)直接從虛擬機(jī)窗口中切換到主機(jī)。

⑴ 從VM菜單下選擇安裝VMware Tools。

⑵ 按照提示安裝，最后重新啟動(dòng)虛擬機(jī)即可。

2.4 構(gòu)建虛擬網(wǎng)絡(luò)環(huán)境

VMware Workstation安裝完成后，會(huì)自動(dòng)創(chuàng)建10個(gè)虛擬設(shè)備VMnet0-VMnet9,相當(dāng)于10個(gè)以太網(wǎng)交換機(jī)設(shè)備，其中VMnet0、VMnet1和VMnet8都有專門的用途，而其他7個(gè)虛擬設(shè)備可在建立橋接網(wǎng)絡(luò)或定義網(wǎng)絡(luò)時(shí)使用。客戶機(jī)可以任意連接到這些虛擬的以太網(wǎng)交換機(jī)接口上。連接在相同虛擬設(shè)備上的客戶機(jī)可以看成是連接到同一交換機(jī)上的主機(jī)，因此，只要將各客戶機(jī)的虛擬網(wǎng)卡連接到同一個(gè)虛擬設(shè)備，就可以組建一個(gè)虛擬的交換式以太網(wǎng)。

VMware Workstation提供了四種虛擬機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接模式：Bridged模式、NAT模式、Host-Only模式和not use模式。

2.4.1 Bridged模式

用這種方式，虛擬系統(tǒng)的IP可設(shè)置成與本機(jī)系統(tǒng)在同一網(wǎng)段，虛擬系統(tǒng)相當(dāng)于網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的一臺(tái)獨(dú)立的機(jī)器，與本機(jī)共同插在一個(gè)HUB上，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)其他機(jī)器可訪問虛擬系統(tǒng)，虛擬系統(tǒng)也可訪問網(wǎng)絡(luò)內(nèi)其他機(jī)器，當(dāng)然與本機(jī)系統(tǒng)的雙向訪問也不成問題。

2.4.2 NAT模式

用這種方式也可以實(shí)現(xiàn)本機(jī)系統(tǒng)與虛擬系統(tǒng)的雙向訪問。但網(wǎng)絡(luò)內(nèi)其他機(jī)器不能訪問虛擬系統(tǒng)，虛擬系統(tǒng)可通過本機(jī)系統(tǒng)用NAT協(xié)議訪問網(wǎng)絡(luò)內(nèi)其他機(jī)器。

NAT方式的IP地址配置方法：虛擬系統(tǒng)先用DHCP自動(dòng)獲得IP地址，本機(jī)系統(tǒng)里的VMwareservices會(huì)為虛擬系統(tǒng)分配一個(gè)IP地址。之后如果想每次啟動(dòng)都用固定IP的話，在虛擬系統(tǒng)里直接設(shè)定這個(gè)IP即可。

2.4.3 Host-Only模式

顧名思義，這種方式虛擬機(jī)只能與主機(jī)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信，即網(wǎng)絡(luò)內(nèi)其他機(jī)器不能訪問虛擬系統(tǒng)，虛擬系統(tǒng)也不能訪問其他機(jī)器。

2.4.4 Not use模式

即不使用網(wǎng)絡(luò)，虛擬系統(tǒng)為一個(gè)單機(jī)。

一般來說，Bridged方式最方便好用。但如果本機(jī)系統(tǒng)是Windows而網(wǎng)線沒插或者根本沒有網(wǎng)卡，網(wǎng)絡(luò)很可能不可用，此時(shí)就只能用NAT方式或Host-Only。

3 虛擬平臺(tái)在linux實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用

Linux虛擬機(jī)的實(shí)驗(yàn)可分為L(zhǎng)inux基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器實(shí)驗(yàn)。

通常可直接做的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)有以下五類：

⑴ Linux常用命令操作，如文件操作、目錄操作、包文件處理等的實(shí)驗(yàn)；

⑵ 管道、重定向、打包、壓縮、解壓等操作的實(shí)驗(yàn)；

⑶用戶的創(chuàng)建、密碼修改、組的創(chuàng)建、組管理員的設(shè)定等操作的實(shí)驗(yàn)；

⑷ 操作系統(tǒng)課中C語言程序的編譯與運(yùn)行實(shí)驗(yàn)；

⑸ 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的設(shè)置實(shí)驗(yàn)。

復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器實(shí)驗(yàn)有以下8類：

① SAMBA服務(wù)器設(shè)置實(shí)驗(yàn)；

② DNS服務(wù)器設(shè)置實(shí)驗(yàn)；

③ DHCP服務(wù)器設(shè)置實(shí)驗(yàn)；

④ APACHE服務(wù)器設(shè)置實(shí)驗(yàn)；

⑤ FTP服務(wù)器設(shè)置實(shí)驗(yàn)；

⑥ MYSQL服務(wù)器設(shè)置實(shí)驗(yàn)；

⑦ 郵件服務(wù)器設(shè)置實(shí)驗(yàn)；

⑧ 包過濾防火墻的設(shè)置實(shí)驗(yàn)。

4 結(jié)束語

利用VMware Workstation搭建的Linux實(shí)踐平臺(tái),可以很好地模擬真實(shí)環(huán)境，虛擬機(jī)上的實(shí)驗(yàn)效果與真實(shí)機(jī)器上實(shí)驗(yàn)效果相同，能滿足Linux課程的教學(xué)和實(shí)驗(yàn)要求。在Linux虛擬平臺(tái)環(huán)境下，學(xué)生可以放心地進(jìn)行各種實(shí)驗(yàn)操作，不用顧慮損壞主機(jī)系統(tǒng)，從而增加了實(shí)踐動(dòng)手機(jī)會(huì)。利用虛擬機(jī)技術(shù)搭建的Linux實(shí)踐平臺(tái)，在一定程度上不僅可以緩解當(dāng)前實(shí)驗(yàn)設(shè)備和場(chǎng)地不足的問題，提高實(shí)驗(yàn)設(shè)備的安全性和利用率，降低實(shí)驗(yàn)室的管理難度，而且在不額外添加硬件設(shè)備的條件下，很好地滿足了Linux實(shí)驗(yàn)多種環(huán)境的要求，保證了Linux實(shí)驗(yàn)的正常開展。

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