操作系統(tǒng)及虛擬化技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)教學環(huán)境中的應(yīng)用

韓亞利

摘 要：隨著計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展與普及，為培養(yǎng)壯大網(wǎng)絡(luò)人才隊伍，各大院校紛紛開設(shè)與網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的管理與應(yīng)用教學，在推動網(wǎng)絡(luò)教學實踐中發(fā)揮積極的作用。但通過階段性教學實踐來看，還存在很多問題，影響教學目標的實現(xiàn)。本文從操作系統(tǒng)虛擬化技術(shù)原理分析入手，對教學現(xiàn)狀及存在的問題進行研究，研究設(shè)計本地虛擬技術(shù)管理工具，力求為推動相關(guān)領(lǐng)域的實踐發(fā)展做出有益的理論嘗試。

關(guān)鍵詞：操作系統(tǒng)；虛擬化；網(wǎng)絡(luò)教學

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.23.199

1 操作系統(tǒng)虛擬化技術(shù)原理分析

所謂的操作系統(tǒng)虛擬化是一種站在邏輯角度對資源進行識別與配置的方法，主要是采取整機模擬、硬件分區(qū)、分時合并等手段，將計算機資源進行科學合理的劃分與組合，向用戶提供環(huán)境優(yōu)化的技術(shù)。通常以兩種方式對系統(tǒng)進行優(yōu)化：一是降低網(wǎng)絡(luò)復雜程度，提高資源利用率。如將一臺物理服務(wù)器通過模擬技術(shù)，建立多個服務(wù)系統(tǒng)，增強網(wǎng)絡(luò)服務(wù)功能；二是提高服務(wù)性能。將多個服務(wù)器進行整合，統(tǒng)一為單一客戶服務(wù)，給客戶性能優(yōu)化的印象。如Google、baidu等[1]。

2 計算機網(wǎng)絡(luò)課程教學實踐現(xiàn)狀

當前，網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、信息化已經(jīng)成為時代的代名詞，網(wǎng)絡(luò)平臺已經(jīng)成為經(jīng)濟運行的重要基礎(chǔ)。國內(nèi)對于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)人才的需求隨著經(jīng)濟發(fā)展開始不斷增長，各大高校都針對市場需求開始設(shè)置相關(guān)的教學內(nèi)容，以期能夠滿足市場需求。當前，課題主要以《網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)》、《組網(wǎng)技術(shù)》以及《基礎(chǔ)編程》等最為普及，這些課程普遍以實踐為主[2]。因此，學校大多采取多媒體演示技術(shù)，為學生展示最為直觀的操作；依托互聯(lián)網(wǎng)資源，進行互動式操作；利用實驗設(shè)備進行動手操作，提高具體項目熟練度。

3 網(wǎng)絡(luò)教學環(huán)境存在的突出問題

3.1 應(yīng)用設(shè)備不匹配

網(wǎng)絡(luò)知識更新?lián)Q代較快，導致教學內(nèi)容隨之變化，教學所需要的設(shè)備數(shù)量及種類也在不斷增加。但從實際情況來看，很多學校受經(jīng)費及場地等限制，其教學實驗設(shè)備往往不能夠及時更新，致使部分教學內(nèi)容無法開展；有的學校甚至連基本教學都難以完成，只能通過多媒體圖片或者網(wǎng)絡(luò)資源進行展示，實踐動手基本上就是紙上談兵。

3.2 實驗環(huán)境有限制

計算機實驗室是各院校完成基本教學的基地，其教學環(huán)境好壞，直接決定整體實踐教學效果。為了能夠提高資源利用率，各院?；旧隙疾扇?4小時開放策略，但軟硬件故障、人為破壞以及病毒對計算機影響較大。因此，學校開始安裝各類保護軟件，制定嚴格的管理制度，看擬對教學設(shè)備提供嚴密的保護，也破壞了學生學習的環(huán)境，導致很多操作無法進行[3]。

3.3 實際管理效率低

對于計算機實驗教學一般都需要建立專門的網(wǎng)絡(luò)實驗室，不僅需要大量的資金去購買計算機，還要配備參數(shù)較高的服務(wù)器、路由器以及交換機等；在軟件上，也要根據(jù)教學及硬件條件，安裝與之配套的軟件等，往往會投入大量的資金，做為學校高端代表，很多學校卻將建設(shè)完備的實驗室當做寶貝，對其進行保護和管理，實際使用效率較低。

4 本地虛擬技術(shù)管理工具的設(shè)計與實現(xiàn)

為解決上述問題，必須要使用虛擬技術(shù)對操作系統(tǒng)進行管理與維護，以確保能夠提供多人高效服務(wù)。

4.1 實用功能需求分析

通常情況下，虛擬機在OpenVZ服務(wù)器運行，能夠?qū)谔摂M技術(shù)的實踐環(huán)境進行更加方便高效的管理。具體功能有批量創(chuàng)建虛擬機、配置虛擬參數(shù)、安裝資料與軟件、分發(fā)文件以及啟動系統(tǒng)等，還可以承擔遠程喚醒實驗計算機的功能，只有能夠完善上述功能，才能夠滿足教學基本需求[4]。

4.2 技術(shù)難題

建立該管理工具主要目的是為了滿足實驗教學需求，但在實際操作中，仍然存在很多問題：一是語言選擇?；诎踩紤]，不能在系統(tǒng)中過多安裝軟件，在具體設(shè)計中，不能夠在其運行環(huán)境中存在圖形界面；二是遠程喚醒。在應(yīng)該該功能時，必須要事先搜集所有MAC信息，運用Wake on Lan技術(shù)向廣播地址進行數(shù)據(jù)包傳送，以達到喚醒效果；三是批量操作。OpenVZ軟件提供管理工具，用于單個虛擬機的操作，但實驗環(huán)境中，涉及虛擬機操作頻次較多，會導致效率降低。

4.3 本地虛擬機管理工具實現(xiàn)

針對存在問題及技術(shù)難題，根據(jù)實驗功能需求，設(shè)置結(jié)構(gòu)模塊如圖1[5]。

從上圖可以看出，功能模塊管理工具主要是由創(chuàng)建虛擬機、配置虛擬機、分發(fā)實驗軟件、刪除虛擬機、啟動虛擬機、停止虛擬機、采取客戶機MAC地址以及喚醒客戶機等部分構(gòu)成。通過實驗評價來看，該模塊構(gòu)建具有較強實用性，能夠滿足功能需求。

5 結(jié)論

通過上述分析可知，國內(nèi)計算機網(wǎng)絡(luò)課程教學雖然發(fā)展迅速，但通過分析來看，仍然存在很多不盡人意的地方，需要在不斷發(fā)展中加以解決。以Linux為代表的源代碼開放軟件在國內(nèi)普及度較高，依托該代碼開發(fā)的軟件也越來越多，因此在課程實踐操作上，要緊貼領(lǐng)域發(fā)展，不斷完善教學環(huán)境，使教學環(huán)境不斷優(yōu)化。

參考文獻：

[1]董焱.基于虛擬化技術(shù)的實驗教學中心環(huán)境構(gòu)建實驗[J].技術(shù)與管理，2011（03）：21-24.

[2]邱洋.虛擬化技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)教學中的應(yīng)用研究[J].信息技術(shù)，2015（07）：22-25.

[3]侯玥.操作系統(tǒng)級虛擬化技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)教學環(huán)境中的應(yīng)用[D].北京：北京工業(yè)大學.2012.

[4]徐苑苑.云計算環(huán)境下的開放課程應(yīng)用研究[D].上海：華東師范大學，2013.

[5]莊城山.虛擬機技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)課程實踐教學中的應(yīng)用[J].安慶師范學院學報（自然科學版），2015（02）：34-36.endprint