利用虛擬機(jī)提高網(wǎng)絡(luò)實(shí)訓(xùn)教學(xué)效果應(yīng)用研究

摘要：在計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)教學(xué)中引入虛擬機(jī)作為輔助手段，目前已成為計(jì)算機(jī)教學(xué)領(lǐng)域重要的教學(xué)輔助方法，也被計(jì)算機(jī)教學(xué)工作者進(jìn)行了較多的研究和探討。本文主要介紹虛擬機(jī)技術(shù)配合VMware虛擬機(jī)軟件進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)實(shí)訓(xùn)教學(xué)的具體應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：虛擬機(jī)；Vmware；網(wǎng)絡(luò)實(shí)訓(xùn)

中圖分類(lèi)號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9599 （2012） 18-0000-02

1 引言

在中職計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中，如何提高對(duì)學(xué)生實(shí)踐技能的培養(yǎng)更加重要，所以，普遍開(kāi)設(shè)了網(wǎng)絡(luò)實(shí)訓(xùn)課，網(wǎng)絡(luò)課程由原來(lái)的網(wǎng)絡(luò)理論為主，變成網(wǎng)絡(luò)實(shí)訓(xùn)為主。但是往往在操作系統(tǒng)課程的教學(xué)中受限于以下三點(diǎn)：

（1）計(jì)算機(jī)機(jī)房管理。學(xué)校的機(jī)房由管理員統(tǒng)一安裝、管理，通常通過(guò)硬盤(pán)保護(hù)卡來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的保護(hù)，不允許學(xué)生生造安裝操作系統(tǒng)及應(yīng)用軟件。

（2）個(gè)人計(jì)算機(jī)對(duì)系統(tǒng)的潛在威脅。學(xué)生個(gè)人計(jì)算機(jī)配置通常比學(xué)校機(jī)房的好，但是學(xué)生很少會(huì)在自己的計(jì)算機(jī)上進(jìn)行頻繁分區(qū)、格式化、安裝操作系統(tǒng)等操作。如果經(jīng)常對(duì)計(jì)算機(jī)硬盤(pán)進(jìn)行分區(qū)和格式化，會(huì)影響計(jì)算機(jī)硬盤(pán)壽命。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)又需要進(jìn)行一些操作系統(tǒng)方面的“危險(xiǎn)”性操作，那么在學(xué)生個(gè)人的計(jì)算機(jī)上操作很可能就會(huì)破壞原來(lái)的系統(tǒng)，甚至數(shù)據(jù)。

（3）個(gè)人計(jì)算機(jī)數(shù)量不足。在校學(xué)生計(jì)算機(jī)畢竟還沒(méi)有普及。在學(xué)生個(gè)人計(jì)算機(jī)不足的情況下，網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)就不能順利進(jìn)行，只能局限于做一些上網(wǎng)實(shí)驗(yàn)。

上述三個(gè)問(wèn)題既影響到教師的教學(xué)演示，也會(huì)影響到學(xué)生的實(shí)際操作效果，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)實(shí)訓(xùn)課程學(xué)習(xí)熱情不高。虛擬機(jī)技術(shù)的引入，能夠很好的解決這個(gè)問(wèn)題。

2 虛擬機(jī)技術(shù)及Vmware軟件介紹

所謂虛擬機(jī)就是由虛擬機(jī)軟件模擬出來(lái)的計(jì)算機(jī)，或稱(chēng)為邏輯上的計(jì)算機(jī)（Guest OS）。每個(gè)虛擬機(jī)都具有模擬出來(lái)的同物理計(jì)算機(jī)相同的運(yùn)行環(huán)境，包括硬件層，驅(qū)動(dòng)接口，操作系統(tǒng)及應(yīng)用層，都建立在PC機(jī)的應(yīng)用環(huán)境下，屬于用戶級(jí)的軟件。同時(shí)利用虛擬機(jī)軟件可以在一臺(tái)物理計(jì)算機(jī)上模擬出來(lái)多個(gè)邏輯上的計(jì)算機(jī)，運(yùn)行多個(gè)操作系統(tǒng)，還可以將這些計(jì)算機(jī)相互連接起來(lái)形成網(wǎng)絡(luò)，虛擬計(jì)算機(jī)能同時(shí)運(yùn)行的數(shù)量多少由計(jì)算機(jī)本身配置決定。而且在虛擬機(jī)的環(huán)境下，用戶可以在同時(shí)運(yùn)行的多臺(tái)虛擬機(jī)中來(lái)回切換，而無(wú)需重新啟動(dòng)系統(tǒng)。

目前，應(yīng)用廣泛的虛擬機(jī)軟件主要有VMware公司的VMware workstation及MS公司的Virtual PC，這兩個(gè)虛擬機(jī)軟件應(yīng)用功能基本相同。

筆者使用的是Vmware，因?yàn)樗С值牟僮飨到y(tǒng)種類(lèi)更多一些。許多人稱(chēng)該軟件為“虛擬機(jī)軟件”，但它本身并不是一臺(tái)虛擬機(jī)，而是通過(guò)Vmware卻能在一臺(tái)實(shí)體機(jī)器上虛擬出多臺(tái)計(jì)算機(jī)，每臺(tái)虛擬計(jì)算機(jī)均有自己獨(dú)立的硬件組成，均可安裝各自獨(dú)立的操作系統(tǒng)。這些虛擬計(jì)算機(jī)還可以利用Vmware提供的虛擬網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)進(jìn)行連接，實(shí)現(xiàn)在一臺(tái)實(shí)體機(jī)器上模擬完整的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。對(duì)于企業(yè)的IT開(kāi)發(fā)人員、系統(tǒng)管理員、各種網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)人員而言，VMware在虛擬網(wǎng)絡(luò)，實(shí)時(shí)快照，拖曳共享文件夾，支持PXE等方面的特點(diǎn)使它成為必不可少的工具。

VMware是一個(gè)成熟的軟件，版本眾多，如全國(guó)技能大賽使用的就是VMware server 1.08。該版本一是不太適合在windows xp中使用，二是該版本完全安裝版是全英文界面，不太適合于普通的教學(xué)。筆者選用的是VMware 7中文版，方便了英文不好的同學(xué)。

3 VMware在網(wǎng)絡(luò)實(shí)訓(xùn)教學(xué)中的應(yīng)用

通過(guò)Vmware內(nèi)部預(yù)設(shè)的網(wǎng)絡(luò)模型，你可以非常簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)橋接、NAT和host-only網(wǎng)絡(luò)，這三種網(wǎng)絡(luò)模型中，除“橋接”在網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用較為廣泛外，其余兩種的應(yīng)用不是十分廣泛，當(dāng)然在實(shí)際的生產(chǎn)環(huán)節(jié)中是極為有用的。在搭建各種實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)模型的需求下，自定義拓?fù)淠Ｐ筒拍苋轿坏膶?shí)現(xiàn)目標(biāo)。

在一臺(tái)虛擬的計(jì)算機(jī)上，你最多可以使用三張網(wǎng)卡。通過(guò)靈活的添加網(wǎng)卡，你可以實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)拓?fù)洹＠纾耗憧梢越o一臺(tái)安裝windows2000操作系統(tǒng)的虛擬計(jì)算機(jī)安裝兩張網(wǎng)卡，這兩張網(wǎng)卡分別連接不同的虛擬交換機(jī)，然后在windows2000上啟用路由器功能，再創(chuàng)建另外的兩臺(tái)虛擬計(jì)算機(jī)并分別連接這兩個(gè)虛擬交換機(jī)，從而模擬兩個(gè)跨網(wǎng)段的網(wǎng)絡(luò)試驗(yàn)。當(dāng)然，你也可以在一臺(tái)虛擬計(jì)算機(jī)上安裝三張網(wǎng)卡，再在虛擬計(jì)算機(jī)上安裝Routeros之類(lèi)的軟件路由器軟件，將這三張網(wǎng)卡分別連接不同的虛擬交換機(jī)，最后再創(chuàng)建另外的三臺(tái)虛擬計(jì)算機(jī)連接到這三個(gè)不同的虛擬交換機(jī)，從而模擬三個(gè)跨網(wǎng)段的局域網(wǎng)環(huán)境。如果你的實(shí)體計(jì)算機(jī)足夠的“power”，你完全可以根據(jù)你的需求，在一臺(tái)實(shí)體計(jì)算機(jī)上創(chuàng)建多臺(tái)的虛擬計(jì)算機(jī)，充分利用Vmware提供的十個(gè)虛擬交換機(jī)，模擬超大型網(wǎng)絡(luò)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。

以下的拓?fù)涫俏以诮o學(xué)生講授網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和管理中最常用的一個(gè)自定義的網(wǎng)絡(luò)模型：

在上面的拓?fù)渲校以谝慌_(tái)實(shí)體計(jì)算機(jī)上定義了四臺(tái)虛擬計(jì)算機(jī)，其中虛擬計(jì)算機(jī)一和虛擬計(jì)算機(jī)三上安裝了ROUTEROS操作系統(tǒng)（一種基于LINUX的軟路由器和防火墻操作系統(tǒng)），在虛擬計(jì)算機(jī)二上安裝了windows 2008實(shí)現(xiàn)包括WEB服務(wù)在內(nèi)的各種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，在虛擬計(jì)算機(jī)四上安裝windows xp充當(dāng)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的客戶機(jī)。同時(shí)，將實(shí)體計(jì)算機(jī)上模擬成INTERNET的環(huán)境。通過(guò)以上的拓?fù)洌浞謱?shí)現(xiàn)了一個(gè)仿真大型企業(yè)網(wǎng)和INTERNET并存的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。

另外，需要引直重視并加以實(shí)際動(dòng)用的是VMware的快照和恢復(fù)功能。它可以在虛擬機(jī)啟動(dòng)、關(guān)閉或暫停時(shí)為虛擬機(jī)進(jìn)行快照，形成鏡像文件并隨意恢復(fù)到原有狀態(tài)。鏡像文件將保存虛擬機(jī)的所有狀態(tài)，不論虛擬硬盤(pán)上的所有數(shù)據(jù)處于什么狀態(tài)。并且在虛擬機(jī)操作系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)進(jìn)行快照也不會(huì)影響客戶操作系統(tǒng)的運(yùn)行。

上述功能主要是針對(duì)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)置及修改實(shí)驗(yàn)時(shí)，涉及到的用戶管理、磁盤(pán)管理、文件系統(tǒng)創(chuàng)建、磁盤(pán)配額等實(shí)驗(yàn)中，有個(gè)別實(shí)驗(yàn)對(duì)系統(tǒng)而言具有相當(dāng)?shù)摹拔ｋU(xiǎn)”性。雖然對(duì)于虛擬機(jī)上的操作系統(tǒng)不會(huì)造成什么危害，但是會(huì)對(duì)影響到實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行，必須利用利用上述來(lái)解決這一問(wèn)題。尤其是對(duì)于初學(xué)用戶而言，可以規(guī)避在真正的物理計(jì)算機(jī)上操作時(shí)出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)。

4 結(jié)語(yǔ)

利用虛擬機(jī)VMware軟件來(lái)輔助計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)訓(xùn)教學(xué)，由于所有的網(wǎng)絡(luò)連接都是利用軟件本身的功能來(lái)實(shí)現(xiàn)的，根本不存在真實(shí)的物理網(wǎng)絡(luò)中經(jīng)常存在的網(wǎng)線或網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等原因造成的網(wǎng)絡(luò)故障，這樣對(duì)計(jì)算機(jī)硬件并不造成損害，實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)的教學(xué)手段某些無(wú)法完成的操作，既保證了教學(xué)質(zhì)量又節(jié)省經(jīng)費(fèi)。

目前該類(lèi)軟件已經(jīng)是我校計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)訓(xùn)室的重要組成部分，通過(guò)使用該類(lèi)軟件，提高了同學(xué)們的學(xué)習(xí)興趣和信心。本校開(kāi)設(shè)的《windows server 2008操作系統(tǒng)》課程就是利用虛擬機(jī)進(jìn)行教學(xué)，其效果良好。

參考文獻(xiàn)：

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[2]莊緒強(qiáng).Vmware Workstation在高職計(jì)算機(jī)教學(xué)中的應(yīng)用[J].西安航空技術(shù)高等專(zhuān)科學(xué)校學(xué)報(bào)，2009，5：76-77.

[作者簡(jiǎn)介]張小慧（1980.7-），女，籍貫：河南許昌，本科學(xué)歷，現(xiàn)任河南省總工會(huì)干部學(xué)校助理講師，主要從事計(jì)算機(jī)教學(xué)和研究工作。