利用VMware技術(shù)實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)的虛擬化

摘 要：在信息技術(shù)飛速發(fā)展的今天，計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用也越來越多，具備一定的計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)技能，是新世紀的高素質(zhì)技能型人才所需要的。所以，《計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)》已成為高校公共課程，教學(xué)意義十分重大。但在網(wǎng)絡(luò)課程的教學(xué)中，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的搭建一直是個難題，針對這個問題，基于虛擬機技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)架構(gòu)的設(shè)想就應(yīng)運而生。本文結(jié)合教學(xué)工作的實際經(jīng)驗和體會，對虛擬機技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)中的應(yīng)用進行了研究和探討。

關(guān)鍵詞：虛擬機技術(shù)；虛擬網(wǎng)絡(luò)環(huán)境；DHCP服務(wù)

中圖分類號：TP393.07-4

在網(wǎng)絡(luò)課程的教學(xué)和實驗中，教師要想形象直觀地向?qū)W生展示具體的教學(xué)內(nèi)容和詳細的操作步驟，并且使學(xué)生能夠?qū)嶋H動手操作，最直接的方式就是組建一個真實的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。組建最簡單的網(wǎng)絡(luò)至少需要以下設(shè)備：兩臺計算機，并且安裝配置了網(wǎng)卡；一根交叉雙絞線。如果要組建比較復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)，還需要安裝配置以下網(wǎng)絡(luò)設(shè)備：服務(wù)器、工作站、路由器、交換機等。

如果將網(wǎng)絡(luò)課程安排在多媒體教室進行，其中只有一臺多媒體計算機，這種條件下教師很難高效地完成教學(xué)任務(wù)。而要通過購置大量的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備組建專門的網(wǎng)絡(luò)實驗室，又遇到了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)迅速發(fā)展導(dǎo)致設(shè)備更新快和經(jīng)費短缺的難題，所以，實驗設(shè)備的購置和更新問題是目前各院校普遍面臨的巨大困難。即便有些院校投入建立了網(wǎng)絡(luò)實驗室，但往往規(guī)模也比較小，實驗基本是以小組的方式進行，也就是一組實驗設(shè)備由幾個學(xué)生共同使用，不能很好地鍛煉和提高學(xué)生的獨立操作能力，最終導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)課程的教學(xué)中實驗效果不明顯，實驗項目的開出率較低，嚴重影響教學(xué)效果。

虛擬機技術(shù)就是針對以上問題提出的一種通過構(gòu)建虛擬網(wǎng)絡(luò)環(huán)境實現(xiàn)教學(xué)的設(shè)想。其主要思路是通過在一臺計算機上安裝配置虛擬化軟件，在虛擬化軟件的輔助下，集中在一臺計算機上安裝配置網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)和實踐中用到的各種操作系統(tǒng)，然后在單機上實現(xiàn)多操作系統(tǒng)間的聯(lián)網(wǎng)，模擬出多操作系統(tǒng)連接的效果，為了更好地滿足教學(xué)需要，提供虛擬的操作平臺，構(gòu)造虛擬的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。

1 VMware虛擬機

VMware workstation 6.5是目前流行的一種虛擬機軟件，它很像一臺真實的計算機。它能在Windows系統(tǒng)上虛擬出多臺計算機。VMware提供了VMnet0-9虛擬網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，通過這些虛擬網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，就可以組建虛擬機和宿主機、虛擬機和虛擬機等任意形式的局域網(wǎng)，這些設(shè)備的作用相當于交換機。而且，在每臺虛擬上我們不僅可以根據(jù)需要進行內(nèi)存容量、硬盤空間、CPU等硬件配置，還能對虛擬出的基本輸入輸出系統(tǒng)（BOIS）設(shè)置各項參數(shù)，安裝配置操作系統(tǒng)等。

網(wǎng)絡(luò)連接的方式有：

（1）橋接模式（Bridged）。在VMware中以VMnet0表示使用橋接模式組成的網(wǎng)絡(luò)，此時就相當于將虛擬機直接接入宿主機所在的網(wǎng)絡(luò)，實際上就是在虛擬機網(wǎng)絡(luò)中映射了宿主機的局域網(wǎng)。（2）網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換模式（NAT）。在VMware中以VMnet8表示使用NAT模式建立的網(wǎng)絡(luò)。在這個子網(wǎng)中，VMware提供了兩種服務(wù)：一種是動態(tài)主機配置（DHCP）服務(wù)，使子網(wǎng)內(nèi)的計算機可以自動獲取IP地址及相關(guān)參數(shù)；二是網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換（NAT）服務(wù)，可以將VMnet8子網(wǎng)的私有地址轉(zhuǎn)換為外網(wǎng)的合法地址。（3）僅主機模式（Host-only）。在VMware中以VMnet1表示使用僅主機模式組成的網(wǎng)絡(luò)。該子網(wǎng)的虛擬機的通信受到限制，即不能與其他虛擬網(wǎng)絡(luò)的主機進行通信，只能與宿主機或VMnetl網(wǎng)內(nèi)的虛擬機進行通信，這樣就建立了一個獨立的私有網(wǎng)絡(luò)，虛擬網(wǎng)絡(luò)與宿主機外部網(wǎng)絡(luò)的連接也被隔斷了。

2 VMware在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)和實驗中的應(yīng)用

下面我們通過網(wǎng)絡(luò)實驗中常用到的動態(tài)主機配置（DHCP）服務(wù)的實驗，說明利用虛擬機技術(shù)構(gòu)建實驗環(huán)境的方法。

教師想高效地完成教學(xué)任務(wù)，最基本的首先就是讓學(xué)生能準確快速地完成虛擬機和虛擬網(wǎng)路的配置，所以，教師在教學(xué)前就要就建立相關(guān)的說明文件和參數(shù)文件并將其上傳到網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器中共享。學(xué)生利用教師共享的這些文件，進行實驗。具體過程如下：

2.1 構(gòu)建實驗環(huán)境

組建網(wǎng)絡(luò)，需要新建兩臺虛擬機。虛擬機安裝完成后，實驗?zāi)０逡簿蜏蕚浜昧耍處煂嶒災(zāi)０灞４嬖诠蚕砦募A中，供教師演示和學(xué)生實驗使用。

具體過程如下：

（1）啟動已經(jīng)安裝好的虛擬機軟件，創(chuàng)建兩臺虛擬機：操作系統(tǒng)分別為Windows Server 2003 Standard和Windows XP Professional。創(chuàng)建中要為虛擬機分配內(nèi)存、創(chuàng)建硬盤等。（2）分別打開兩臺虛擬機，添加網(wǎng)卡，并連接在虛擬交換機VMnet2上。（3）分別為兩臺虛擬機安裝Windows Server 2003操作系統(tǒng)和Windows XP操作系統(tǒng)。（4）分別為兩臺虛擬機安裝虛擬機工具。方法是啟動相應(yīng)的虛擬機，在菜單中選擇命令“虛擬機”—“安裝虛擬機工具”。

2.2 實驗過程

（1）安裝配置DHCP服務(wù)器：1）因為DHCP服務(wù)器的IP參數(shù)必須是固定的，所以首先應(yīng)啟動并配置作為服務(wù)器的Windows Server 2003虛擬機的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議為固定IP參數(shù)。如，IP地址為192.168.1.1，子網(wǎng)掩碼為255.255.255.0，默認網(wǎng)關(guān)為192.168.1.254。2）配置了固定的IP地址后就可以安裝服務(wù)了。首先在服務(wù)器上打開“管理您的服務(wù)器”對話框，通過“添加或刪除角色”命令打開“配置您的服務(wù)器向?qū)А睂υ捒?，在向?qū)У摹胺?wù)器角色”窗格中選擇“DHCP服務(wù)器”選項，為該機安裝DHCP服務(wù)。3）配置DHCP服務(wù)的各項參數(shù)。首先設(shè)置作用域名稱，然后在“IP地址范圍”中設(shè)置該作用域用于分配的地址范圍、子網(wǎng)掩碼、排除地址和租約期限。完成后，再進行“DHCP選項”的配置：默認網(wǎng)關(guān)、DNS服務(wù)器及WINS服務(wù)器等，最后要想服務(wù)器發(fā)揮動態(tài)分配地址的作用還需要進行激活。（2）配置DHCP客戶端。Windows XP虛擬機最為客戶端，其配置比較簡單，只需設(shè)置網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，即設(shè)置IP地址為自動獲取方式，這樣該機就可以使用DHCP服務(wù)器自動分配的地址了。（3）測試DHCP服務(wù)。測試是在客戶端虛擬機進行的，選擇“開始”中的“運行”命令，打開運行對話框，輸入命令“CMD”，進入命令界面。在命令提示符后輸入網(wǎng)絡(luò)測試命令：Ping DHCP服務(wù)器地址：測試本機到DHCP服務(wù)器是否聯(lián)通。Ipconfig /release：釋放原IP地址。Ipconfig /Renew：重新獲得動態(tài)IP地址。（4）擴展實驗。我們還可以利用虛擬機進行擴展實驗，通過虛擬機的克隆功能，克隆Windows XP虛擬機。啟動克隆后的Windows XP虛擬機，將機器名稱更改，并對DHCP服務(wù)的“用戶類別”、“類選項”、“保留IP地址”等功能進行擴充測試。還可以配置測試多宿主DHCP服務(wù)器，這需要為DHCP服務(wù)器再添加一塊與另一個子網(wǎng)相連的網(wǎng)卡。

3 結(jié)束語

綜上所述，虛擬機技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)和實驗中的應(yīng)用，不僅可以減少投資，較低費用，而且操作方便靈活，易于更新實驗環(huán)境和實驗內(nèi)容，彌補了真實實驗室的局限性，可推廣使用。

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作者簡介：丁迎迎（1982.12-），女，山東濰坊人，教師，講師，工程碩士，研究方向：計算機應(yīng)用技術(shù)。

作者單位：山東經(jīng)貿(mào)職業(yè)學(xué)院，山東濰坊 261011