溫會(huì)寶　王朋嬌

摘要 針對(duì)當(dāng)前計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中出現(xiàn)的諸多問(wèn)題，提出運(yùn)用虛擬機(jī)技術(shù)予以解決。結(jié)合一個(gè)具體實(shí)例，全面闡述如何通過(guò)運(yùn)用虛擬機(jī)技術(shù)進(jìn)行計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)實(shí)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞 虛擬機(jī)；網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)；多機(jī)聯(lián)網(wǎng)

中圖分類號(hào)：G642.423文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1671-489X（2009）12-0127-02

Application of Virtual Machine Technology in Experimental Teaching of Computer Network: Multi-Networking Experiment//Wen Huibao, Wang Pengjiao

Abstract This paper concerns to many problems that arise current experimental teaching of computer network, put forward to apply virtual machine technology to address the problems. Combined with a concrete example, a comprehensive exposition of how to use virtual machine technology during the process of computer network teaching experiment.

Key words virtual machine；network experiment；multi-networking

Authors address Liaoning Normal University, Dalian, Liaoning, 116081

目前，在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在很多問(wèn)題，計(jì)算機(jī)少、實(shí)驗(yàn)難等問(wèn)題非常突出，很多學(xué)校常常采用多媒體演示文稿的形式進(jìn)行講解和教學(xué)，而無(wú)法進(jìn)行真正的計(jì)算機(jī)教學(xué)實(shí)驗(yàn)，這其中一個(gè)主要的原因就是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中計(jì)算機(jī)維護(hù)工作量太大的問(wèn)題。例如某些系統(tǒng)維護(hù)實(shí)驗(yàn)，包括磁盤(pán)分區(qū)、格式化和操作系統(tǒng)的安裝等環(huán)節(jié)均需要學(xué)生親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn)才能得以深刻地理解和掌握。對(duì)于一些需要聯(lián)網(wǎng)的實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)有的機(jī)房硬件環(huán)境更是無(wú)法滿足計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的要求，如果在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中采用虛擬機(jī)技術(shù)，則可以有效地解決上述計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中出現(xiàn)的各種問(wèn)題。

1 虛擬機(jī)的概念

虛擬機(jī)的含義主要有2種，一種是像JAVA那樣提供介于硬件和編程程序之間的軟件，另一種指利用軟件的方式虛擬出來(lái)一臺(tái)計(jì)算機(jī)，通常所指的虛擬機(jī)是指第二種，是建立在主操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，靠軟件方式虛擬的計(jì)算機(jī)[1]。

2 虛擬機(jī)軟件VMware 5.5.1簡(jiǎn)介

VMware 5.5.1 是VMware公司開(kāi)發(fā)的一款虛擬機(jī)軟件，利用它可以在一臺(tái)計(jì)算機(jī)上模擬出多臺(tái)機(jī)器，這些虛擬機(jī)如同真實(shí)的物理的計(jì)算機(jī)一樣擁有各自獨(dú)立的操作系統(tǒng)，包括客戶機(jī)操作系統(tǒng)(與主機(jī)操作系統(tǒng)相對(duì)應(yīng))、CPU、內(nèi)存、硬盤(pán)、光驅(qū)和USB等部件。

3 虛擬機(jī)的功能和用途

虛擬機(jī)的功能和用途有很多方面，而在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面，其主要功能可以包括以下幾個(gè)方面。

3.1 安裝操作系統(tǒng)無(wú)論是在計(jì)算機(jī)教學(xué)還是在個(gè)人學(xué)習(xí)或其他方面，都不可在操作系統(tǒng)沒(méi)有任何故障的情況下，去進(jìn)行練習(xí)操作系統(tǒng)的安裝。即使在條件允許的情況下，對(duì)于初學(xué)者也同樣是不敢嘗試的，虛擬機(jī)卻提供了這樣一個(gè)機(jī)會(huì)。通過(guò)虛擬機(jī)可以隨意安裝系統(tǒng)，如Windows 系列或Linux系列操作系統(tǒng)等。

3.2 測(cè)試軟件有一些軟件可能在安裝過(guò)程中容易出現(xiàn)錯(cuò)誤，導(dǎo)致程序無(wú)法正常運(yùn)行，此時(shí)需要重新安裝，但重新安裝之前必須完全卸載。這時(shí)出現(xiàn)一個(gè)問(wèn)題，即卸載不徹底安裝不上的問(wèn)題，很多人都會(huì)選擇重新安裝系統(tǒng)，這樣給學(xué)習(xí)者帶來(lái)很大的不便。

3.3 “破壞性”實(shí)驗(yàn)在學(xué)習(xí)系統(tǒng)安裝實(shí)驗(yàn)時(shí)，難免要對(duì)硬盤(pán)進(jìn)行重新分區(qū)和格式化。如果在真實(shí)的計(jì)算機(jī)中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，可能產(chǎn)生很多問(wèn)題，如實(shí)驗(yàn)后操作系統(tǒng)不易恢復(fù)、數(shù)據(jù)容易丟失。使用虛擬機(jī)教學(xué)既不影響主機(jī)的運(yùn)行，又可以讓學(xué)生有所學(xué)習(xí)。

3.4 “聯(lián)網(wǎng)”實(shí)驗(yàn)組建小型局域網(wǎng)是整個(gè)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)中不可或缺的一部分。而一個(gè)小型局域網(wǎng)，至少需要3臺(tái)計(jì)算機(jī)、1臺(tái)交換機(jī)、3條網(wǎng)線等硬條件。無(wú)論是個(gè)人還是學(xué)校等組織機(jī)構(gòu)，以學(xué)?，F(xiàn)有的教學(xué)條件，也是無(wú)法滿足實(shí)驗(yàn)需要的。

4 多機(jī)聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)實(shí)例

本實(shí)例中主機(jī)安裝的是Windows XP Professional操作系統(tǒng)，實(shí)驗(yàn)欲達(dá)到以下目的：在主機(jī)中安裝虛擬機(jī)軟件，并在虛擬機(jī)中建立3臺(tái)分別裝有Windows 98、Windows 2000 Professional和Windows XP Professional等不同操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)多臺(tái)計(jì)算機(jī)之間的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)以及整個(gè)網(wǎng)絡(luò)資源的共享。下面是實(shí)驗(yàn)步驟。

1）安裝軟件，在主機(jī)操作系統(tǒng)上安裝虛擬機(jī)軟件VMware 5.5.1。

2）運(yùn)行虛擬軟件VMware 5.5.1，新建3個(gè)虛擬機(jī)，名稱分別是Win 98、Win 2000和Win XP。其各虛擬機(jī)操作系統(tǒng)內(nèi)存大小及磁盤(pán)空間配置如表1所示。

3）Windows 2000操作系統(tǒng)在功能和圖形操作方面是介于Windows 98和Windows XP之間的一個(gè)操作系統(tǒng)，以安裝Windows 2000操作系統(tǒng)為例，簡(jiǎn)單介紹操作系統(tǒng)的安裝方法。

①新建Win 2000虛擬機(jī)。啟動(dòng)VMware Workstation，在虛擬機(jī)窗口右欄中單擊“新建虛擬機(jī)”圖標(biāo)后，選擇虛擬機(jī)配置方式為“典型”，下一步，選擇操作系統(tǒng)類型為Microsoft Windows——Windows 2000 Professional。下一步，設(shè)置虛擬機(jī)名稱（Win 2000）及虛擬機(jī)文件存放位置。下一步，設(shè)置虛擬機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接模式，這里選擇橋接模式(bridged),使虛擬機(jī)是局域網(wǎng)中的一個(gè)獨(dú)立的主機(jī)系統(tǒng)。最后，分配磁盤(pán)空間，可根據(jù)主機(jī)硬盤(pán)大小實(shí)際情況進(jìn)行劃分，但不應(yīng)小于表1中的最低配置。

②安裝Windows 2000操作系統(tǒng)。首先，設(shè)置虛擬機(jī)BIOS啟動(dòng)方式，將光驅(qū)啟動(dòng)(CD-ROM Drive)設(shè)置為第一啟動(dòng)方式,并按F10保存設(shè)置。其次，光驅(qū)啟動(dòng)之后，進(jìn)入操作系統(tǒng)安裝界面，選擇安裝系統(tǒng)版本。再次，創(chuàng)建磁盤(pán)分區(qū)，磁盤(pán)容量可根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置。最后，直至操作系統(tǒng)安裝成功。

③建立Win 98和Win XP 虛擬機(jī)并為其分別安裝操作系統(tǒng)。建立Win 98和Win XP虛擬機(jī)并安裝操作系統(tǒng)，在原理和方法上與安裝Windows 2000類似，只是在安裝過(guò)程中個(gè)別地方設(shè)置有所不同，本文在此不再贅述。

4）多機(jī)聯(lián)網(wǎng)。本實(shí)驗(yàn)主要是可以實(shí)現(xiàn)以下功能：即在1臺(tái)計(jì)算機(jī)上虛擬出3臺(tái)裝有不同操作系統(tǒng)的機(jī)器，并與主機(jī)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)，在結(jié)構(gòu)上組成一個(gè)擁有4臺(tái)機(jī)器的對(duì)等網(wǎng)絡(luò)，4臺(tái)計(jì)算機(jī)在功能和地位上是同等的，不存在主從關(guān)系。

主機(jī)與3臺(tái)虛擬機(jī)均訪問(wèn)外網(wǎng)，并且這4臺(tái)計(jì)算機(jī)可以實(shí)現(xiàn)資源共享、互相訪問(wèn)。網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)結(jié)構(gòu)如圖1所示，Win 98、Win 2000和Win XP為虛擬機(jī)，主機(jī)A、主機(jī)B和主機(jī)C為物理主機(jī)，其中，虛擬機(jī)Win 98、Win 2000和Win XP是在主機(jī)A上通過(guò)軟件的方式虛擬出的計(jì)算機(jī)，每臺(tái)計(jì)算機(jī)通過(guò)路由器聯(lián)接上網(wǎng)。

5）Win 98/2000/XP網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)置。本實(shí)例為了簡(jiǎn)化操作，均以guest用戶身份進(jìn)過(guò)網(wǎng)絡(luò)互訪，不需要重新設(shè)置賬戶名和密碼。以下分別介紹不同操作系統(tǒng)虛擬機(jī)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)置情況（由于網(wǎng)絡(luò)中主機(jī)使用路由器上網(wǎng)方式，所以使用自動(dòng)獲得IP地址的方式訪問(wèn)外網(wǎng)即可，其他虛擬機(jī)均可使用自動(dòng)獲得IP這種方式訪問(wèn)外網(wǎng)）。

①Win 98虛擬機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)置情況。Win 98的權(quán)限設(shè)置方式比較簡(jiǎn)單，不存在“本地安全策略”項(xiàng)，只需要設(shè)一個(gè)共享文件夾，并將訪問(wèn)類型設(shè)置為“完全”即可。

②Win 2000虛擬機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)置情況。首先，在“本地用戶和組”中啟用“guest”用戶，通過(guò)自動(dòng)獲得IP地址的方式連接網(wǎng)絡(luò)。其次，創(chuàng)建共享文件夾，并將其“權(quán)限類型”設(shè)置為“完全控制”。最后，在“guest”屬性對(duì)話框中，撤選“賬戶已停用”選項(xiàng)。

③Win XP虛擬機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)置情況。在“本地安全策略”——“安全選項(xiàng)”中進(jìn)行如下設(shè)置：網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)讓“每個(gè)人”權(quán)限應(yīng)用于匿名用戶（啟用）；網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)本地賬戶的共享和安全模式設(shè)置為“經(jīng)典”；在“用戶權(quán)限指派”選項(xiàng)“拒絕從網(wǎng)絡(luò)中訪問(wèn)這臺(tái)計(jì)算機(jī)”中，刪除“guest”用戶。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，將虛擬機(jī)技術(shù)應(yīng)用于計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，能夠很好地解決當(dāng)前計(jì)算機(jī)教學(xué)中所遇到的問(wèn)題，如當(dāng)前學(xué)校實(shí)驗(yàn)設(shè)備和場(chǎng)地不足的問(wèn)題。虛擬機(jī)為實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供一個(gè)新的教學(xué)輔助工具，降低實(shí)驗(yàn)室計(jì)算機(jī)維護(hù)方面的難度，增加學(xué)生上機(jī)實(shí)踐的機(jī)會(huì)，加強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力，提高計(jì)算機(jī)教學(xué)的質(zhì)量?？梢哉f(shuō)，虛擬機(jī)在計(jì)算機(jī)教學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用是一種非常有益的嘗試。

參考文獻(xiàn)

[1]王春海.虛擬機(jī)技術(shù)與應(yīng)用——配置、管理與實(shí)驗(yàn)[M].北京:清華大學(xué)出版社,2006(12)