基于服務(wù)器虛擬化技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)研究

徐勤岸　周一兵

摘要：網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)是針對(duì)操作系統(tǒng)開展的實(shí)訓(xùn)活動(dòng)。相對(duì)于一般的在機(jī)房進(jìn)行的應(yīng)用軟件實(shí)訓(xùn)，它具有實(shí)訓(xùn)數(shù)據(jù)保存困難、實(shí)訓(xùn)環(huán)境復(fù)雜等特點(diǎn)，因此在普通機(jī)房進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)具有較大困難。利用服務(wù)器虛擬化技術(shù)構(gòu)建網(wǎng)上的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)則可以很好解決網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)在普通機(jī)房中出現(xiàn)的問題，提高網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)的效率和效果。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)；虛擬機(jī)；虛擬化；Hyper-V；VMware Workstation

中圖分類號(hào)：TP316 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2014）19-4427-03

The Research of Network Operating System Training Based on Server Virtualization

XU Qin-an， ZHOU Yi-bing

（Nantong Radio And TV University， Nantong 226006， China）

Abstract： The operating system training is a training activity for the operating system. Compared with general application trainings in computer room， the operating system trainings have many difficulties in data saving and the training environment is complex. So it is difficult to do the training in general computer room. Using server virtualization technology to construct the online operating system training platform can solve those problems occurred in general computer room. The platform can help improving the efficiency and effect of the training.

Key words： network operating system； virtual machine； virtualization； Hyper-V； VMware Workstation

1 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)類實(shí)訓(xùn)的特點(diǎn)

網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，即網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)（NOS），是在網(wǎng)絡(luò)中為計(jì)算機(jī)提供服務(wù)的特殊的操作系統(tǒng)。例如Windows系列中的Windows Server2003就是網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。

由于網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)類實(shí)訓(xùn)的對(duì)象是操作系統(tǒng)，這和其它應(yīng)用軟件類實(shí)訓(xùn)有很大的區(qū)別：

首先，需要保存實(shí)訓(xùn)結(jié)果。因?yàn)樵谙到y(tǒng)的配置和服務(wù)的安裝配置過程中，經(jīng)常需要重新啟動(dòng)，有時(shí)候需要重新啟動(dòng)多次。如果網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)所在的硬盤分區(qū)被還原保護(hù)卡或者一些還原軟件保護(hù)起來了，那么實(shí)訓(xùn)將無法完成。

其次，實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目是具有關(guān)聯(lián)性。一個(gè)實(shí)訓(xùn)可能要在前一個(gè)實(shí)訓(xùn)的基礎(chǔ)上完成。這就要求在實(shí)訓(xùn)中除能保存實(shí)訓(xùn)結(jié)果外，實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)也不能被其他人隨便進(jìn)行更改。

最后，實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目需要使用多個(gè)操作系統(tǒng)。有的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目需要在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中配置，另外需要一個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試；有的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目本身就需要在兩個(gè)以上網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行配置。

總之，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)類實(shí)訓(xùn)是注重實(shí)踐和知識(shí)運(yùn)用的實(shí)訓(xùn)活動(dòng)，它對(duì)計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)環(huán)境有相當(dāng)苛刻的要求。

2 現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)環(huán)境的不足

計(jì)算機(jī)類實(shí)訓(xùn)一般在機(jī)房進(jìn)行。機(jī)房可以分為通用機(jī)房和專用機(jī)房。無論是通用機(jī)房還是專業(yè)機(jī)房，主要是提供一個(gè)實(shí)訓(xùn)的環(huán)境，一般不對(duì)實(shí)訓(xùn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行保存。實(shí)訓(xùn)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)一般都是各種格式的文件，學(xué)生可以通過U盤以及網(wǎng)絡(luò)硬盤等工具自行保存。

由于網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)是對(duì)操作系統(tǒng)進(jìn)行修改，而且是一個(gè)持續(xù)修改的過程。實(shí)訓(xùn)的數(shù)據(jù)都保存在系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)量很大，通過U盤、網(wǎng)絡(luò)硬盤等工具進(jìn)行保存非常不方便。

目前，在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)時(shí)一般采取以下兩種方式：

1） 不對(duì)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)分區(qū)進(jìn)行還原保護(hù)。如果不對(duì)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)所在的分區(qū)進(jìn)行還原，那么在通用機(jī)房和專業(yè)機(jī)房都可以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的實(shí)訓(xùn)。缺點(diǎn)一是機(jī)房維護(hù)工作量大，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)環(huán)境容易被損壞；缺點(diǎn)二是有些實(shí)訓(xùn)沒法做，比如Windows Server 2003系統(tǒng)的安裝。

2） 使用虛擬機(jī)。通過虛擬機(jī)軟件，我們可以在一臺(tái)物理計(jì)算機(jī)上模擬出多臺(tái)虛擬的計(jì)算機(jī)，而且這些虛擬機(jī)的改變不會(huì)影響到物理主機(jī)。這樣，虛擬機(jī)就能滿足絕大部分網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)的需要，而且機(jī)房計(jì)算機(jī)還可以使用還原卡。缺點(diǎn)一是對(duì)計(jì)算機(jī)性能要求相對(duì)高一些；缺點(diǎn)二是虛擬系統(tǒng)文件較大，保存起來比較麻煩。

總之，現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)環(huán)境并不完善。在現(xiàn)有的實(shí)訓(xùn)環(huán)境進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)類實(shí)訓(xùn)會(huì)給機(jī)房管理員帶來更多的工作量，另外也給學(xué)生在保存實(shí)訓(xùn)數(shù)據(jù)上帶來很多麻煩。理想的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)環(huán)境是可以為每個(gè)人單獨(dú)保存實(shí)訓(xùn)數(shù)據(jù)，彼此互不影響。

3 利用服務(wù)器虛擬化技術(shù)構(gòu)建理想的實(shí)訓(xùn)環(huán)境

3.1虛擬化技術(shù)的概念

虛擬化是指計(jì)算機(jī)元件在虛擬的基礎(chǔ)上而不是真實(shí)的基礎(chǔ)上運(yùn)行。計(jì)算機(jī)的虛擬化技術(shù)可以使單CPU模擬多CPU并行，允許一個(gè)平臺(tái)同時(shí)運(yùn)行多個(gè)操作系統(tǒng)，并且應(yīng)用程序都可以在相互獨(dú)立的空間內(nèi)運(yùn)行而互不影響，從而顯著提高計(jì)算機(jī)的工作效率。

3.2虛擬化軟件

計(jì)算機(jī)的虛擬化需要通過虛擬化軟件來實(shí)現(xiàn)。虛擬化軟件可以讓一臺(tái)計(jì)算機(jī)建立與執(zhí)行一至多個(gè)虛擬化環(huán)境。如圖1所示。這些虛擬的計(jì)算機(jī)和真實(shí)的計(jì)算機(jī)從本質(zhì)上沒有什么太大差別。endprint

圖1 服務(wù)器虛擬化示意圖

虛擬化軟件有的是在既有操作系統(tǒng)上安裝運(yùn)行（如VMware Workstation、Virtual PC），有的則是像操作系統(tǒng)軟件一樣直接安裝，運(yùn)行在計(jì)算機(jī)硬件之上（如VMWare ESX、XenCenter）。我們一般稱前者為桌面（工作站）虛擬化軟件，稱后者為服務(wù)器虛擬化軟件。

常見的服務(wù)器虛擬化軟件有Xen Server、Hyper-V Server和ESX Server。其中思杰的Xen Server是一款基于Xen hypervisor的開源虛擬化產(chǎn)品，對(duì)Linux服務(wù)器的支持非常好；微軟的服務(wù)器虛擬化軟件Hyper-V Server能夠充分利用Windows驅(qū)動(dòng)模型，可以提供廣泛的硬件支持，對(duì)微軟操作系統(tǒng)產(chǎn)品支持較好；VMware 的服務(wù)器虛擬化軟件ESX Serve能夠提供了一個(gè)穩(wěn)固的虛擬化層，從而使每個(gè)服務(wù)器能夠容納多個(gè)安全、可移植的虛擬機(jī)，硬件利用率較高，支持幾乎所有的操作系統(tǒng)。

3.3利用服務(wù)器虛擬化技術(shù)搭建網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)

1） 虛擬化軟件的選擇

《網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)管理與維護(hù)》這門課程是介紹如何來管理和維護(hù)Windows Server 2003網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的。該課程主要講授Windows Server 2003網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的配置管理、防火墻與入侵檢測(cè)、容錯(cuò)與故障恢復(fù)、補(bǔ)丁管理、性能監(jiān)視等網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)常用功能的使用。該課程要求學(xué)生能夠掌握網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的管理和維護(hù)，為此該課程還安排了6個(gè)實(shí)訓(xùn)。因?yàn)镠yper-V是微軟的虛擬化產(chǎn)品，對(duì)微軟的操作系統(tǒng)產(chǎn)品支持非常好，再加上Hyper-V是一款免費(fèi)產(chǎn)品，所以我們?cè)谶@里用Hyper-V來進(jìn)行服務(wù)器虛擬化。

使用Hyper-V進(jìn)行服務(wù)器虛擬化有兩種方法：一種是安裝Windows Server 2008操作系統(tǒng)并添加角色“Hyper-V”；一種是直接安裝Hyper-V Server 2008。Hyper-V Server 2008是一款基于Hyper-Visor的獨(dú)立虛擬化產(chǎn)品，免費(fèi)提供。但由于Hyper-V Server 2008是一款基于命令行而不是圖形化界面的系統(tǒng)，使用起來較不方面，所以這里我們使用的是第一種方法，即在服務(wù)器上安裝Windows Server 2008操作系統(tǒng)并添加角色“Hyper-V”。

2） 服務(wù)器的選擇

服務(wù)器選用的是兩臺(tái)Dell R710服務(wù)器。每臺(tái)Dell R710服務(wù)器都配備了2顆Intel 至強(qiáng)5620四核CPU、12GB DDR3內(nèi)存、3塊300GB SAS熱插拔硬盤和四個(gè)千兆網(wǎng)卡。兩臺(tái)服務(wù)器分別通過兩條千兆線路與兩臺(tái)核心交換機(jī)相連。

3） 服務(wù)器虛擬化方案

每臺(tái)服務(wù)器提供4個(gè)實(shí)訓(xùn)虛擬機(jī)。每個(gè)實(shí)訓(xùn)虛擬機(jī)配置4個(gè)邏輯CPU、2.5GB內(nèi)存和50GB硬盤空間。 每個(gè)實(shí)訓(xùn)虛擬機(jī)安裝了Windows Server 2003操作系統(tǒng)和VMware Workstation虛擬化軟件。在每個(gè)實(shí)訓(xùn)虛擬機(jī)中還可以利用VMware Workstation安裝2～3個(gè)虛擬機(jī)，滿足實(shí)訓(xùn)的需要。

整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的結(jié)構(gòu)如圖2所示：

圖2 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)結(jié)構(gòu)圖

4 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的工作流程

1） 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的初始化

實(shí)訓(xùn)虛擬機(jī)及其應(yīng)用軟件安裝好之后，使用Hyper-V的快照功能保存其初始狀態(tài).。在實(shí)訓(xùn)虛擬機(jī)內(nèi)使用VMware Workstation軟件安裝實(shí)訓(xùn)用Windows Server 2003網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，并使用快照功能保存原始狀態(tài)。然后使用VMware Workstation的克隆功能，復(fù)制一個(gè)Windows Server 2003網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，建成基本的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)環(huán)境。

在Hyper-V管理器中將實(shí)訓(xùn)虛擬機(jī)導(dǎo)出，保存為實(shí)訓(xùn)虛擬機(jī)模板。需要多個(gè)實(shí)訓(xùn)虛擬機(jī)時(shí)，只需要將實(shí)訓(xùn)虛擬機(jī)模板導(dǎo)入，并選擇復(fù)制該虛擬機(jī)即可。

2） 實(shí)訓(xùn)前的準(zhǔn)備工作

教師將學(xué)生分組，3～4人為一組。每組學(xué)生使用一個(gè)實(shí)訓(xùn)虛擬機(jī)。教師分配各個(gè)小組使用的實(shí)訓(xùn)虛擬機(jī)的IP地址以及遠(yuǎn)程桌面的用戶名和密碼。

3） 進(jìn)行實(shí)訓(xùn)

學(xué)生在機(jī)房通過遠(yuǎn)程桌面登陸到實(shí)訓(xùn)虛擬機(jī)，利用其提供的實(shí)訓(xùn)環(huán)境，根據(jù)實(shí)訓(xùn)的要求開展實(shí)訓(xùn)。實(shí)訓(xùn)結(jié)束后，利用VMware Workstation的快照功能將虛擬機(jī)還原到初始狀態(tài)。如需要保存實(shí)訓(xùn)結(jié)果，可以先利用快照功能保存后再還原到初始狀態(tài)。學(xué)生也可以在課余時(shí)間利用機(jī)房或自己的電腦連接實(shí)訓(xùn)平臺(tái)進(jìn)行實(shí)訓(xùn)。

5 結(jié)束語

通過服務(wù)器的虛擬化，我們可以搭建一個(gè)更靈活方便的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)。該實(shí)訓(xùn)平臺(tái)能夠很好解決網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)在傳統(tǒng)機(jī)房環(huán)境下遇到的各種問題，從而有效保障學(xué)生的實(shí)訓(xùn)效果，并提高學(xué)生學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)技術(shù)的興趣和熱情。

參考文獻(xiàn)：

[1] 朱曉彥.虛擬平臺(tái)技術(shù)的研究與應(yīng)用[J].電腦知識(shí)與技術(shù)，2010，6（11）：2815-2816.

[2] 吳換霞，余昭君.虛擬機(jī)和網(wǎng)絡(luò)仿真軟件在網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用[J].信息技術(shù)，2010（1）：30.

[3] 榮彥，賀惠萍，張?zhí)m.基于虛擬機(jī)的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)[J].電腦知識(shí)與技術(shù)，2010，6（34）：9726-9727.

[4] 黃超強(qiáng).淺談《網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)》課實(shí)訓(xùn)教學(xué)的一點(diǎn)體會(huì)[J].現(xiàn)代閱讀，2012（11）：29-30.

[5] 馬慧.網(wǎng)絡(luò)工程新辦專業(yè)實(shí)踐教學(xué)研究[J].計(jì)算機(jī)教育，2013（8）：69-72.

圖1 服務(wù)器虛擬化示意圖

虛擬化軟件有的是在既有操作系統(tǒng)上安裝運(yùn)行（如VMware Workstation、Virtual PC），有的則是像操作系統(tǒng)軟件一樣直接安裝，運(yùn)行在計(jì)算機(jī)硬件之上（如VMWare ESX、XenCenter）。我們一般稱前者為桌面（工作站）虛擬化軟件，稱后者為服務(wù)器虛擬化軟件。

常見的服務(wù)器虛擬化軟件有Xen Server、Hyper-V Server和ESX Server。其中思杰的Xen Server是一款基于Xen hypervisor的開源虛擬化產(chǎn)品，對(duì)Linux服務(wù)器的支持非常好；微軟的服務(wù)器虛擬化軟件Hyper-V Server能夠充分利用Windows驅(qū)動(dòng)模型，可以提供廣泛的硬件支持，對(duì)微軟操作系統(tǒng)產(chǎn)品支持較好；VMware 的服務(wù)器虛擬化軟件ESX Serve能夠提供了一個(gè)穩(wěn)固的虛擬化層，從而使每個(gè)服務(wù)器能夠容納多個(gè)安全、可移植的虛擬機(jī)，硬件利用率較高，支持幾乎所有的操作系統(tǒng)。

3.3利用服務(wù)器虛擬化技術(shù)搭建網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)

1） 虛擬化軟件的選擇

《網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)管理與維護(hù)》這門課程是介紹如何來管理和維護(hù)Windows Server 2003網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的。該課程主要講授Windows Server 2003網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的配置管理、防火墻與入侵檢測(cè)、容錯(cuò)與故障恢復(fù)、補(bǔ)丁管理、性能監(jiān)視等網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)常用功能的使用。該課程要求學(xué)生能夠掌握網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的管理和維護(hù)，為此該課程還安排了6個(gè)實(shí)訓(xùn)。因?yàn)镠yper-V是微軟的虛擬化產(chǎn)品，對(duì)微軟的操作系統(tǒng)產(chǎn)品支持非常好，再加上Hyper-V是一款免費(fèi)產(chǎn)品，所以我們?cè)谶@里用Hyper-V來進(jìn)行服務(wù)器虛擬化。

使用Hyper-V進(jìn)行服務(wù)器虛擬化有兩種方法：一種是安裝Windows Server 2008操作系統(tǒng)并添加角色“Hyper-V”；一種是直接安裝Hyper-V Server 2008。Hyper-V Server 2008是一款基于Hyper-Visor的獨(dú)立虛擬化產(chǎn)品，免費(fèi)提供。但由于Hyper-V Server 2008是一款基于命令行而不是圖形化界面的系統(tǒng)，使用起來較不方面，所以這里我們使用的是第一種方法，即在服務(wù)器上安裝Windows Server 2008操作系統(tǒng)并添加角色“Hyper-V”。

2） 服務(wù)器的選擇

服務(wù)器選用的是兩臺(tái)Dell R710服務(wù)器。每臺(tái)Dell R710服務(wù)器都配備了2顆Intel 至強(qiáng)5620四核CPU、12GB DDR3內(nèi)存、3塊300GB SAS熱插拔硬盤和四個(gè)千兆網(wǎng)卡。兩臺(tái)服務(wù)器分別通過兩條千兆線路與兩臺(tái)核心交換機(jī)相連。

3） 服務(wù)器虛擬化方案

每臺(tái)服務(wù)器提供4個(gè)實(shí)訓(xùn)虛擬機(jī)。每個(gè)實(shí)訓(xùn)虛擬機(jī)配置4個(gè)邏輯CPU、2.5GB內(nèi)存和50GB硬盤空間。 每個(gè)實(shí)訓(xùn)虛擬機(jī)安裝了Windows Server 2003操作系統(tǒng)和VMware Workstation虛擬化軟件。在每個(gè)實(shí)訓(xùn)虛擬機(jī)中還可以利用VMware Workstation安裝2～3個(gè)虛擬機(jī)，滿足實(shí)訓(xùn)的需要。

整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的結(jié)構(gòu)如圖2所示：

圖2 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)結(jié)構(gòu)圖

4 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的工作流程

1） 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的初始化

實(shí)訓(xùn)虛擬機(jī)及其應(yīng)用軟件安裝好之后，使用Hyper-V的快照功能保存其初始狀態(tài).。在實(shí)訓(xùn)虛擬機(jī)內(nèi)使用VMware Workstation軟件安裝實(shí)訓(xùn)用Windows Server 2003網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，并使用快照功能保存原始狀態(tài)。然后使用VMware Workstation的克隆功能，復(fù)制一個(gè)Windows Server 2003網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，建成基本的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)環(huán)境。

在Hyper-V管理器中將實(shí)訓(xùn)虛擬機(jī)導(dǎo)出，保存為實(shí)訓(xùn)虛擬機(jī)模板。需要多個(gè)實(shí)訓(xùn)虛擬機(jī)時(shí)，只需要將實(shí)訓(xùn)虛擬機(jī)模板導(dǎo)入，并選擇復(fù)制該虛擬機(jī)即可。

2） 實(shí)訓(xùn)前的準(zhǔn)備工作

教師將學(xué)生分組，3～4人為一組。每組學(xué)生使用一個(gè)實(shí)訓(xùn)虛擬機(jī)。教師分配各個(gè)小組使用的實(shí)訓(xùn)虛擬機(jī)的IP地址以及遠(yuǎn)程桌面的用戶名和密碼。

3） 進(jìn)行實(shí)訓(xùn)

學(xué)生在機(jī)房通過遠(yuǎn)程桌面登陸到實(shí)訓(xùn)虛擬機(jī)，利用其提供的實(shí)訓(xùn)環(huán)境，根據(jù)實(shí)訓(xùn)的要求開展實(shí)訓(xùn)。實(shí)訓(xùn)結(jié)束后，利用VMware Workstation的快照功能將虛擬機(jī)還原到初始狀態(tài)。如需要保存實(shí)訓(xùn)結(jié)果，可以先利用快照功能保存后再還原到初始狀態(tài)。學(xué)生也可以在課余時(shí)間利用機(jī)房或自己的電腦連接實(shí)訓(xùn)平臺(tái)進(jìn)行實(shí)訓(xùn)。

5 結(jié)束語

通過服務(wù)器的虛擬化，我們可以搭建一個(gè)更靈活方便的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)。該實(shí)訓(xùn)平臺(tái)能夠很好解決網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)在傳統(tǒng)機(jī)房環(huán)境下遇到的各種問題，從而有效保障學(xué)生的實(shí)訓(xùn)效果，并提高學(xué)生學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)技術(shù)的興趣和熱情。

參考文獻(xiàn)：

[1] 朱曉彥.虛擬平臺(tái)技術(shù)的研究與應(yīng)用[J].電腦知識(shí)與技術(shù)，2010，6（11）：2815-2816.

[2] 吳換霞，余昭君.虛擬機(jī)和網(wǎng)絡(luò)仿真軟件在網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用[J].信息技術(shù)，2010（1）：30.

[3] 榮彥，賀惠萍，張?zhí)m.基于虛擬機(jī)的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)[J].電腦知識(shí)與技術(shù)，2010，6（34）：9726-9727.

[4] 黃超強(qiáng).淺談《網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)》課實(shí)訓(xùn)教學(xué)的一點(diǎn)體會(huì)[J].現(xiàn)代閱讀，2012（11）：29-30.

[5] 馬慧.網(wǎng)絡(luò)工程新辦專業(yè)實(shí)踐教學(xué)研究[J].計(jì)算機(jī)教育，2013（8）：69-72.

圖1 服務(wù)器虛擬化示意圖

虛擬化軟件有的是在既有操作系統(tǒng)上安裝運(yùn)行（如VMware Workstation、Virtual PC），有的則是像操作系統(tǒng)軟件一樣直接安裝，運(yùn)行在計(jì)算機(jī)硬件之上（如VMWare ESX、XenCenter）。我們一般稱前者為桌面（工作站）虛擬化軟件，稱后者為服務(wù)器虛擬化軟件。

常見的服務(wù)器虛擬化軟件有Xen Server、Hyper-V Server和ESX Server。其中思杰的Xen Server是一款基于Xen hypervisor的開源虛擬化產(chǎn)品，對(duì)Linux服務(wù)器的支持非常好；微軟的服務(wù)器虛擬化軟件Hyper-V Server能夠充分利用Windows驅(qū)動(dòng)模型，可以提供廣泛的硬件支持，對(duì)微軟操作系統(tǒng)產(chǎn)品支持較好；VMware 的服務(wù)器虛擬化軟件ESX Serve能夠提供了一個(gè)穩(wěn)固的虛擬化層，從而使每個(gè)服務(wù)器能夠容納多個(gè)安全、可移植的虛擬機(jī)，硬件利用率較高，支持幾乎所有的操作系統(tǒng)。

3.3利用服務(wù)器虛擬化技術(shù)搭建網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)

1） 虛擬化軟件的選擇

《網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)管理與維護(hù)》這門課程是介紹如何來管理和維護(hù)Windows Server 2003網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的。該課程主要講授Windows Server 2003網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的配置管理、防火墻與入侵檢測(cè)、容錯(cuò)與故障恢復(fù)、補(bǔ)丁管理、性能監(jiān)視等網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)常用功能的使用。該課程要求學(xué)生能夠掌握網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的管理和維護(hù)，為此該課程還安排了6個(gè)實(shí)訓(xùn)。因?yàn)镠yper-V是微軟的虛擬化產(chǎn)品，對(duì)微軟的操作系統(tǒng)產(chǎn)品支持非常好，再加上Hyper-V是一款免費(fèi)產(chǎn)品，所以我們?cè)谶@里用Hyper-V來進(jìn)行服務(wù)器虛擬化。

使用Hyper-V進(jìn)行服務(wù)器虛擬化有兩種方法：一種是安裝Windows Server 2008操作系統(tǒng)并添加角色“Hyper-V”；一種是直接安裝Hyper-V Server 2008。Hyper-V Server 2008是一款基于Hyper-Visor的獨(dú)立虛擬化產(chǎn)品，免費(fèi)提供。但由于Hyper-V Server 2008是一款基于命令行而不是圖形化界面的系統(tǒng)，使用起來較不方面，所以這里我們使用的是第一種方法，即在服務(wù)器上安裝Windows Server 2008操作系統(tǒng)并添加角色“Hyper-V”。

2） 服務(wù)器的選擇

服務(wù)器選用的是兩臺(tái)Dell R710服務(wù)器。每臺(tái)Dell R710服務(wù)器都配備了2顆Intel 至強(qiáng)5620四核CPU、12GB DDR3內(nèi)存、3塊300GB SAS熱插拔硬盤和四個(gè)千兆網(wǎng)卡。兩臺(tái)服務(wù)器分別通過兩條千兆線路與兩臺(tái)核心交換機(jī)相連。

3） 服務(wù)器虛擬化方案

每臺(tái)服務(wù)器提供4個(gè)實(shí)訓(xùn)虛擬機(jī)。每個(gè)實(shí)訓(xùn)虛擬機(jī)配置4個(gè)邏輯CPU、2.5GB內(nèi)存和50GB硬盤空間。 每個(gè)實(shí)訓(xùn)虛擬機(jī)安裝了Windows Server 2003操作系統(tǒng)和VMware Workstation虛擬化軟件。在每個(gè)實(shí)訓(xùn)虛擬機(jī)中還可以利用VMware Workstation安裝2～3個(gè)虛擬機(jī)，滿足實(shí)訓(xùn)的需要。

整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的結(jié)構(gòu)如圖2所示：

圖2 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)結(jié)構(gòu)圖

4 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的工作流程

1） 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的初始化

實(shí)訓(xùn)虛擬機(jī)及其應(yīng)用軟件安裝好之后，使用Hyper-V的快照功能保存其初始狀態(tài).。在實(shí)訓(xùn)虛擬機(jī)內(nèi)使用VMware Workstation軟件安裝實(shí)訓(xùn)用Windows Server 2003網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，并使用快照功能保存原始狀態(tài)。然后使用VMware Workstation的克隆功能，復(fù)制一個(gè)Windows Server 2003網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，建成基本的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)環(huán)境。

在Hyper-V管理器中將實(shí)訓(xùn)虛擬機(jī)導(dǎo)出，保存為實(shí)訓(xùn)虛擬機(jī)模板。需要多個(gè)實(shí)訓(xùn)虛擬機(jī)時(shí)，只需要將實(shí)訓(xùn)虛擬機(jī)模板導(dǎo)入，并選擇復(fù)制該虛擬機(jī)即可。

2） 實(shí)訓(xùn)前的準(zhǔn)備工作

教師將學(xué)生分組，3～4人為一組。每組學(xué)生使用一個(gè)實(shí)訓(xùn)虛擬機(jī)。教師分配各個(gè)小組使用的實(shí)訓(xùn)虛擬機(jī)的IP地址以及遠(yuǎn)程桌面的用戶名和密碼。

3） 進(jìn)行實(shí)訓(xùn)

學(xué)生在機(jī)房通過遠(yuǎn)程桌面登陸到實(shí)訓(xùn)虛擬機(jī)，利用其提供的實(shí)訓(xùn)環(huán)境，根據(jù)實(shí)訓(xùn)的要求開展實(shí)訓(xùn)。實(shí)訓(xùn)結(jié)束后，利用VMware Workstation的快照功能將虛擬機(jī)還原到初始狀態(tài)。如需要保存實(shí)訓(xùn)結(jié)果，可以先利用快照功能保存后再還原到初始狀態(tài)。學(xué)生也可以在課余時(shí)間利用機(jī)房或自己的電腦連接實(shí)訓(xùn)平臺(tái)進(jìn)行實(shí)訓(xùn)。

5 結(jié)束語

通過服務(wù)器的虛擬化，我們可以搭建一個(gè)更靈活方便的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)。該實(shí)訓(xùn)平臺(tái)能夠很好解決網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)在傳統(tǒng)機(jī)房環(huán)境下遇到的各種問題，從而有效保障學(xué)生的實(shí)訓(xùn)效果，并提高學(xué)生學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)技術(shù)的興趣和熱情。

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[4] 黃超強(qiáng).淺談《網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)》課實(shí)訓(xùn)教學(xué)的一點(diǎn)體會(huì)[J].現(xiàn)代閱讀，2012（11）：29-30.

[5] 馬慧.網(wǎng)絡(luò)工程新辦專業(yè)實(shí)踐教學(xué)研究[J].計(jì)算機(jī)教育，2013（8）：69-72.