谷豐 華南農業(yè)大學公共基礎課實驗教學中心，廣東 廣州 510642

虛擬機組網技術在網絡實驗教學中的應用

谷豐 華南農業(yè)大學公共基礎課實驗教學中心，廣東 廣州 510642

引言

計算機網絡課程有很多實踐性的實驗，如“組網技術”、“服務器的配置與管理”、“局域網組建”等，因此其實驗教學是非常重要的。然而目前網絡實驗教學存在各種各樣的問題，從硬件設施方面來說，很多高校網絡實驗室資源有限，而計算機相關專業(yè)的學生很多，且每個網絡實驗需要幾臺服務器和若干臺異種操作系統(tǒng)客戶機，網絡實驗室分配給每個班的實驗時間非常有限，從而造成了學校投入雖加大，而資源浪費嚴重[1]。從實際操作方面來說，有一部分實驗對電腦是有破壞性的，如磁盤分區(qū)實驗，考慮到維護工作量太大的問題而不能讓學生直接在真實機上操作[2]。在這種情況下，將虛擬機VMware軟件應用于網絡實驗教學，可以有效解決上述網絡實驗教學中出現(xiàn)的各種問題。

虛擬機技術的發(fā)展已經有幾十年的歷史，近幾年更是火爆，虛擬機越來越受到企業(yè)和媒體的關注[3]。虛擬機是指運行在Windows平臺上的一個應用程序，它利用軟件的方法來模擬硬件。這個虛擬出來的計算機和真實的計算機幾乎完全一樣，它擁有真實計算機擁有的硬件設備：C P U、內存、硬盤、顯卡、聲卡、網卡、軟驅等,當然這些都是虛擬出來的。我們能夠在虛擬機上做任何可以在真實計算機上進行的所有操作，如開機、關機、對硬盤進行格式化、設置BIOS，而所有這些操作對主機沒有任何影響。在虛擬機崩潰時可直接將其刪除而不影響主機，同樣主機崩潰后也不會影響虛擬機，可以在下次重裝系統(tǒng)后再加入先前創(chuàng)建的虛擬機，繼續(xù)使用它。使用虛擬機軟件可以在一臺計算機上使用多個操作系統(tǒng)，不但方便，而且安全。虛擬機的這些特點非常適用于進行實驗或進行程序開發(fā)與測試。目前，虛擬機軟件有很多，如VMWare、VirtualPC、twoOStwo、simics、VGS、Virtual Server、Cherry OS、SkyEye等都屬此類。本文將以應用廣泛,功能強大的VMWare構建Windows和Linux操作系統(tǒng)實現(xiàn)虛擬機組網技術的網絡實驗教學。

從圖1可看出,虛擬機是操作系統(tǒng)之中運行的軟件，利用其功能，可創(chuàng)建多個與宿主操作系統(tǒng)不同的客戶操作系統(tǒng)，并進一步在客戶操作系統(tǒng)中安裝各種應用軟件[4]。

圖1 虛擬機體系結構

1.用VMware構建Windows操作系統(tǒng)實驗環(huán)境

網絡操作系統(tǒng)課程的實驗主要有操作系統(tǒng)平臺的安裝、服務器配置等。以Windows Server 2003為平臺，在VMware WorkStation6.5上安裝并配置Windows Server 2003和Windows XP虛擬機。操作步驟如下：

（1）啟動VMware，新建一臺虛擬機，使用NAT的網絡連接模式。把Windows Server 2003光盤鏡像文件（iso文件）存入硬盤的指定目錄，點擊VMware菜單，打開設置窗口，點擊“CDROM”，在右側選中“使用ISO鏡像”，指向Windows Server 2003光盤鏡像文件。接著啟動虛擬機，把Windows Server 2003安裝到虛擬機中。右擊桌面上的“網上鄰居”圖標并選擇“屬性”命令打開“網絡連接”窗口；右擊“本地連接”并選擇“屬性”命令打開本地連接的屬性設置窗口；雙擊打開“Internet協(xié)議（TCP/IP）”，選中“使用下面的IP地址”項，然后在IP地址中輸入“192.168.1.1”，子網掩碼設置為“255.255.255.0”，單擊“確定”。

（2）啟動VMware，新建一臺虛擬機，使用NAT的網絡連接模式。把Windows XP光盤鏡像文件（iso文件）存入硬盤的指定目錄，點擊VMware菜單，打開設置窗口，點擊“CD-ROM”，在右側選中“使用ISO鏡像”，指向Windows XP光盤鏡像文件。接著啟動虛擬機，把Windows XP安裝到虛擬機中。右擊桌面上的“網上鄰居”圖標并選擇“屬性”命令打開“網絡連接”窗口；右擊“本地連接”并選擇“屬性”命令打開本地連接的屬性設置窗口；雙擊打開“Internet協(xié)議（TCP/IP）”，選中“使用下面的IP地址”項，然后在IP地址中輸入“192.168.1.2”，子網掩碼設置為“255.255.255.0”，單擊“確定”。

圖2 Windows虛擬機

2.虛擬機組網技術的網絡實驗設計

虛擬機組網技術的網絡實驗設計了以下實驗項目，并根據(jù)實驗項目在課程中地位的不同分為基礎實驗、綜合實驗兩大類。

(1)基礎實驗項目包括Windows Server 2003系統(tǒng)的安裝；DHCP、DNS、FTP、Web服務器的配置；虛擬機和物理主機互聯(lián)；防火墻軟件的安裝和應用；代理服務器軟件的安裝和應用；注冊表的操作和維護；系統(tǒng)進程和服務的查看和維護；系統(tǒng)漏洞掃描。

(2)綜合實驗項目包括網絡的組建與維護；子網劃分；木馬、拒絕服務攻擊等黑客攻擊方法；利用OPNET仿真CSMA/CD信道訪問協(xié)議；利用OPNET進行網絡性能測試和分析；利用NetSim進行路由器的配置；利用NetSim進行交換機的配置。

3.結束語

在虛擬機的實驗環(huán)境下，學生可以隨心所欲地利用虛擬機提供的各種硬件和軟件環(huán)境來做各種實驗。這更有利于學生發(fā)揮主動性，有利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性和創(chuàng)新能力。虛擬機技術的推廣和普及，必將對計算機的實踐學習產生重要作用。

[1]方向陽.“虛擬機”在實驗教學中的應用探索[J].中國現(xiàn)代教育裝備.2006年第11期(總第45期)，第34-35頁

[2]杜化美,張更路,吳亞峰.虛擬機在實驗教學中的應用[J].電腦知識與技術.2008年第4期，第979-980頁

[3]何珍祥,任文.計算機實驗教學的利器——虛擬機之應用研究[J].高校實驗室工作研究.2010年6月,總第104期第2期，第53-54頁

[4]郝尚英.淺談虛擬機在計算機教學中的應用[J].新課程(教育學術).2010第7期,第87頁

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.13.083

谷豐 男（漢族），湖南吉首人，華南農業(yè)大學計算機公共基礎課實驗教學中心教師，本科，主要研究方向：虛擬機技術、網絡實驗。