文章編號(hào)：1672-5913(2008)16-0036-01

摘要：鑒于很多實(shí)驗(yàn)設(shè)備很難人手一份，且避免因操作不當(dāng)而損壞物理實(shí)驗(yàn)設(shè)備，我院利用虛擬機(jī)進(jìn)行輔助實(shí)驗(yàn)，建立虛擬網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室，克服時(shí)間和空間的限制，節(jié)省投資，升級(jí)方便，使學(xué)生能夠跟上網(wǎng)絡(luò)設(shè)備更新?lián)Q代的速度，掌握最新的技術(shù)。本文介紹了我院的具體做法。

關(guān)鍵詞：虛擬機(jī)；網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室；實(shí)驗(yàn)教學(xué)

中圖分類(lèi)號(hào)：G642

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

1引言

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程有很多實(shí)踐性的課程，如“使用組網(wǎng)技術(shù)”、“服務(wù)器的配置與管理”、“局域網(wǎng)組建”等。這些課程有很多的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，這些實(shí)驗(yàn)內(nèi)容都需要在專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)室中完成，加上實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容上有一定的連貫性，因此此專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)室不能提供給其他授課對(duì)象使用，從而造成了學(xué)校投入加大、資源浪費(fèi)。因此，我們?cè)谠撜n程中借助虛擬機(jī)來(lái)解決上述問(wèn)題。

2虛擬機(jī)在網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)中具體應(yīng)用的實(shí)例

2.1虛擬機(jī)在實(shí)驗(yàn)機(jī)房中的應(yīng)用

目前各學(xué)校計(jì)算機(jī)房中的計(jì)算機(jī)都裝有一鍵還原或還原卡等軟硬件，目的是防止學(xué)生對(duì)系統(tǒng)配置進(jìn)行隨意修改，減輕機(jī)房管理人員工作量，易于網(wǎng)絡(luò)維護(hù)。但問(wèn)題也會(huì)出現(xiàn)，比如學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)中配置各種服務(wù)器的過(guò)程中，有些配置需要重啟才能生效，但由于計(jì)算機(jī)中的還原卡或還原軟件使得之前的配置丟失，不利于課程的進(jìn)行。另外在安裝網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器時(shí)，若讓學(xué)生將機(jī)房的機(jī)器重裝系統(tǒng)的話，會(huì)很浪費(fèi)時(shí)間，并且在完成這部分課程學(xué)習(xí)后機(jī)房管理人員又要重新裝機(jī)。還有一個(gè)問(wèn)題就是由于網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)需要網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，學(xué)生下課離開(kāi)機(jī)房后想進(jìn)行實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)也無(wú)從下手，因此我們把虛擬機(jī)引入到網(wǎng)絡(luò)試驗(yàn)的課堂上。

將實(shí)驗(yàn)室的每臺(tái)計(jì)算機(jī)都裝上2臺(tái)虛擬機(jī)，這樣就使得機(jī)房中可用的計(jì)算機(jī)數(shù)量增加了2倍，學(xué)生可以將本機(jī)上的三臺(tái)“計(jì)算機(jī)”設(shè)置成一個(gè)子網(wǎng)，在該“網(wǎng)絡(luò)”內(nèi)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)，這樣與其他同學(xué)互不影響。另外，也可以將虛擬機(jī)的使用方法教與學(xué)生，讓他們?cè)谧约旱挠?jì)算機(jī)上也安裝上虛擬機(jī)，這樣他們?cè)谡n堂以外也可以就一些簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行練習(xí)，遇到問(wèn)題上課再請(qǐng)教老師。此舉有效地解決了學(xué)生課下無(wú)法進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)的困擾，也大大提高了網(wǎng)絡(luò)教學(xué)效果。

2.2虛擬機(jī)在解決網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)課程時(shí)間不足中的應(yīng)用

學(xué)校的每節(jié)課都有時(shí)間限制，一般為45分鐘一節(jié)課，實(shí)驗(yàn)課一般會(huì)兩節(jié)連上，加上課間休息時(shí)間，最長(zhǎng)為100分鐘。這樣的時(shí)間安排給實(shí)驗(yàn)課教學(xué)帶來(lái)了困難，如果學(xué)生實(shí)驗(yàn)內(nèi)容不能在規(guī)定的時(shí)間段內(nèi)完成，既影響其他課程的教學(xué)，也會(huì)影響實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的教學(xué)。使用虛擬機(jī)的快照功能可以使實(shí)驗(yàn)內(nèi)容不受時(shí)間的限制，本次課內(nèi)不能完成的項(xiàng)目，下一次課可以繼續(xù)完成。

啟動(dòng)虛擬機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的訓(xùn)練，如果訓(xùn)練內(nèi)容進(jìn)行過(guò)程中，剩余的時(shí)間已經(jīng)不能完成實(shí)驗(yàn)時(shí)，可以執(zhí)行“虛擬機(jī)－〉快照－〉創(chuàng)建快照”菜單命令，打開(kāi)創(chuàng)建快照對(duì)話框，在此對(duì)話框中可以對(duì)需要?jiǎng)?chuàng)建的快照進(jìn)行簡(jiǎn)單的描述，以記錄此次快照的內(nèi)容，單擊“確定”按鈕，創(chuàng)建一個(gè)快照，將此時(shí)的虛擬機(jī)的狀態(tài)以文件的形式保存在物理計(jì)算機(jī)中，下次實(shí)驗(yàn)課時(shí)，執(zhí)行“虛擬機(jī)－〉快照－〉恢復(fù)到快照”菜單命令，將本次保留的虛擬機(jī)狀態(tài)恢復(fù)出來(lái)，繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的練習(xí)。這樣可以使所有的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容連續(xù)進(jìn)行，很好地解決了實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目受時(shí)間限制的問(wèn)題。

2.3虛擬機(jī)在磁盤(pán)分區(qū)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用

Windows Server 2003系統(tǒng)將磁盤(pán)分為基本磁盤(pán)和動(dòng)態(tài)磁盤(pán)，動(dòng)態(tài)磁盤(pán)可以提供一些基本磁盤(pán)不具備的功能，如可以創(chuàng)建可跨多個(gè)磁盤(pán)的卷和創(chuàng)建具有容錯(cuò)能力的卷(如鏡像卷和RAID-5卷)。鏡像卷使用的是RAID-1技術(shù)，數(shù)據(jù)將同時(shí)向兩塊硬盤(pán)上寫(xiě)入，兩塊硬盤(pán)中保存狀態(tài)是一樣的，當(dāng)其中一塊硬盤(pán)出現(xiàn)故障時(shí)，可以保證數(shù)據(jù)的完整性。RAID-5卷被稱為帶有奇偶校驗(yàn)的帶區(qū)集，在向卷中寫(xiě)入數(shù)據(jù)時(shí)還要寫(xiě)入校驗(yàn)信息，這些信息被寫(xiě)入不同的硬盤(pán)中，可以在原數(shù)據(jù)部分丟失的情況下通過(guò)剩余的數(shù)據(jù)和校驗(yàn)信息恢復(fù)丟失的數(shù)據(jù)。RAID-5卷的創(chuàng)建至少需要3塊硬盤(pán)，最多需要32塊硬盤(pán)。

由于磁盤(pán)管理的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目需要多塊硬盤(pán)才能完成，而學(xué)校的機(jī)房又不可能為了幾個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目將每臺(tái)計(jì)算機(jī)配置3個(gè)以上的硬盤(pán)，因此磁盤(pán)管理的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容只能由教師做驗(yàn)證，學(xué)生沒(méi)有實(shí)踐機(jī)會(huì)，影響了教學(xué)效果。使用虛擬機(jī)可以很好地解決磁盤(pán)管理的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

啟動(dòng)虛擬機(jī)軟件，在虛擬機(jī)軟件的工作窗口中選擇虛擬的計(jì)算機(jī)，執(zhí)行“虛擬機(jī)-〉設(shè)置”菜單命令，打開(kāi)“虛擬機(jī)配置”對(duì)話框。在該對(duì)話框中選擇“硬盤(pán)”后，單擊“添加”按鈕，給虛擬機(jī)添加新的虛擬硬盤(pán)，并且可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)的需要添加足夠的硬盤(pán)，完成鏡像卷、RAID-5卷的創(chuàng)建實(shí)驗(yàn)。在此實(shí)驗(yàn)中，如果需要對(duì)實(shí)驗(yàn)效果進(jìn)行驗(yàn)證，可以在卷創(chuàng)建完成后，拷貝一些數(shù)據(jù)到卷中，關(guān)閉虛擬機(jī)后，再將某個(gè)硬盤(pán)刪除(表示硬盤(pán)損壞)，啟動(dòng)虛擬機(jī)，查看數(shù)據(jù)是否可用。對(duì)于鏡像卷，數(shù)據(jù)是可用的；對(duì)于RAID-5卷，數(shù)據(jù)是不可用的，需要對(duì)卷進(jìn)行修復(fù)操作。修復(fù)操作是再給虛擬機(jī)添加一塊硬盤(pán)，啟動(dòng)系統(tǒng)后進(jìn)行修復(fù)操作，修復(fù)完成后，原來(lái)的數(shù)據(jù)就可以恢復(fù)出來(lái)。

2.4虛擬機(jī)的其他應(yīng)用

除上述應(yīng)用的實(shí)例外，虛擬機(jī)還有其他一些更為強(qiáng)大的功能，如下：

(1) 測(cè)試操作系統(tǒng)，例如，在虛擬機(jī)中測(cè)試Windows 2003、Windows Vista；測(cè)試應(yīng)用程序與軟件(如WinRAR

最新版本、Exchange Server 2007等)。

(2) 完成網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)，例如Windows Server 2003的Active Directory實(shí)驗(yàn)、遠(yuǎn)程安裝(RIS)與Windows部署實(shí)驗(yàn)、基本網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)DHCP、DNS、DFS、RRAS、廣域網(wǎng)實(shí)驗(yàn)、VPN實(shí)驗(yàn)。

(3) 其他現(xiàn)實(shí)不具備條件的實(shí)驗(yàn)，如群集實(shí)驗(yàn)、磁盤(pán)陣列實(shí)驗(yàn)；無(wú)盤(pán)類(lèi)實(shí)驗(yàn)；有一定危險(xiǎn)性的實(shí)驗(yàn)，如網(wǎng)絡(luò)安全實(shí)驗(yàn)或者分區(qū)、格式化、數(shù)據(jù)恢復(fù)實(shí)驗(yàn)。

(4) 實(shí)用實(shí)驗(yàn)。制作實(shí)用環(huán)境，如全國(guó)計(jì)算機(jī)等級(jí)考試報(bào)名系統(tǒng)、四六級(jí)報(bào)名系統(tǒng)、網(wǎng)上銀行在線交易系統(tǒng)；軟件測(cè)試環(huán)境，如制作XP、XP SP1、XP SP2、Windows 2000、Windows 2000 SP4的測(cè)試環(huán)境。

3結(jié)束語(yǔ)

由于虛擬機(jī)與物理計(jì)算機(jī)是完全隔離的，其操作環(huán)境與真實(shí)環(huán)境幾乎沒(méi)有差異，可以在虛擬計(jì)算機(jī)中進(jìn)行分區(qū)、格式化、文件刪除，甚至損壞文件系統(tǒng)、感染病毒、進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)攻擊等對(duì)系統(tǒng)具有毀滅性的操作而不必?fù)?dān)心這些操作會(huì)影響物理計(jì)算機(jī)。所以虛擬機(jī)不僅可以應(yīng)用于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)類(lèi)的課程中，還可以應(yīng)用于“常用工具軟件”、“計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)”、“因特網(wǎng)應(yīng)用”、“計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)”等課程的教學(xué)中，為學(xué)校提高教學(xué)效率、加強(qiáng)教學(xué)管理與機(jī)房的管理提供了有力的保障。

參考文獻(xiàn)：

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