【摘要】VMware Workstation軟件能很好地在一臺(tái)計(jì)算機(jī)上輕松模擬出多種獨(dú)立的操作系統(tǒng)和各種各樣的企業(yè)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，使學(xué)生能夠毫不受限地修改系統(tǒng)配置，并在單機(jī)系統(tǒng)上學(xué)習(xí)掌握企業(yè)網(wǎng)絡(luò)搭建和管理的各種實(shí)際操作技能，大大提高計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性。

【關(guān)鍵詞】虛擬機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)快照母盤(pán)和差異盤(pán)

【中圖分類(lèi)號(hào)】G434 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674－4810（2014）15－0135－03

研究表明：對(duì)知識(shí)的理解和掌握，通過(guò)親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn)比只聽(tīng)或只看要來(lái)得深刻。在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，尤其需要學(xué)生親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，才能真正掌握各種操作技能。而在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，由于教學(xué)和機(jī)房管理的諸多矛盾，學(xué)生對(duì)電腦操作的很多權(quán)限被限制，導(dǎo)致很多實(shí)驗(yàn)無(wú)法開(kāi)展。學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，必不可少地會(huì)對(duì)系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行修改，為了方便管理和維護(hù)，機(jī)房管理員往往會(huì)對(duì)電腦硬盤(pán)進(jìn)行寫(xiě)保護(hù)，以防止學(xué)生在使用過(guò)程中破壞系統(tǒng)文件，導(dǎo)致電腦出現(xiàn)故障而不能使用。這種機(jī)房管理方法對(duì)計(jì)算機(jī)部分專(zhuān)業(yè)課來(lái)講，會(huì)導(dǎo)致很多實(shí)驗(yàn)無(wú)法開(kāi)展，學(xué)生無(wú)法真正掌握計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的深層次操作技能，以至于出現(xiàn)計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生畢業(yè)后居然還不會(huì)安裝系統(tǒng)，不懂得如何設(shè)置主板BIOS。而且，受學(xué)校機(jī)房的條件限制，學(xué)生在單機(jī)系統(tǒng)也很難開(kāi)展網(wǎng)絡(luò)搭建和配置的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)。

機(jī)房管理與實(shí)驗(yàn)教學(xué)是互相矛盾的，假如機(jī)房管理嚴(yán)格，實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)學(xué)生上機(jī)操作受到限制，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)不到太多東西；但如果放開(kāi)管理，每次課都會(huì)給管理員造成很大的維護(hù)負(fù)擔(dān)。針對(duì)這種矛盾，利用VMware Workstation軟件則能很好地解決這個(gè)問(wèn)題，它可以在一臺(tái)計(jì)算機(jī)上輕松模擬出多種獨(dú)立的操作系統(tǒng)和各種各樣的企業(yè)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，使學(xué)生能夠毫不受限地修改系統(tǒng)配置，并在單機(jī)系統(tǒng)上學(xué)習(xí)掌握企業(yè)網(wǎng)絡(luò)搭建和管理的各種實(shí)際操作技能。

因此，通過(guò)VMware Workstation可以大大提高計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性，對(duì)學(xué)生來(lái)講，既能完成網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)，又不會(huì)對(duì)電腦造成任何破壞，對(duì)老師來(lái)講，也解決了備課時(shí)所需要的各種實(shí)驗(yàn)環(huán)境和條件。

一 VMware Workstation在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中較實(shí)用的工具簡(jiǎn)介

在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師經(jīng)常需要借助其他軟件進(jìn)行記錄操作過(guò)程和還原系統(tǒng)等操作，實(shí)際上，VMware Workstation軟件本身自帶了很多方便教學(xué)和實(shí)驗(yàn)的工具，充分利用這些工具將大大提高課堂教學(xué)效率。

1．VMware Tools

VMware Tools是VMware虛擬機(jī)中自帶的一種增強(qiáng)工具，

在VMware虛擬機(jī)中安裝VMware Tools后，鼠標(biāo)可以在主機(jī)與虛擬機(jī)之間自由切換（不用再按ctrl＋alt鍵），非常地方便和靈活，而且任何的文件和文件夾都可以在主機(jī)與虛擬機(jī)間任意的拖動(dòng)，同時(shí)還能實(shí)現(xiàn)主機(jī)與虛擬機(jī)之間的文件共享。安裝VMware Tools后虛擬機(jī)能自動(dòng)安裝顯卡驅(qū)動(dòng)，虛擬機(jī)中的“桌面”分辨率會(huì)根據(jù)VMware Workstation窗口大小自動(dòng)調(diào)整虛擬機(jī)窗口。

2．屏幕錄像

在日常教學(xué)過(guò)程中，經(jīng)常需要將一些操作過(guò)程進(jìn)行屏幕錄像，以便學(xué)生隨時(shí)觀(guān)看和回放。一般人都喜歡用“屏幕錄像專(zhuān)家”，其實(shí)VMware Workstation本身都具備這樣的功能，通過(guò)“虛擬機(jī)”菜單下“捕捉視頻”命令可以將虛擬機(jī)里的操作過(guò)程錄制下來(lái)，并以AVI格式的視頻文件保存。

3．系統(tǒng)快照

在VMware中組裝的虛擬機(jī)主要是用來(lái)做實(shí)驗(yàn)和測(cè)試的，經(jīng)常需要在修改虛擬機(jī)的配置后恢復(fù)到之前系統(tǒng)的一些狀態(tài)，如果通過(guò)重裝虛擬機(jī)的方法，那將浪費(fèi)很多時(shí)間。利用快照功能，可以隨時(shí)將虛擬機(jī)所處的狀態(tài)進(jìn)行備份，這樣在實(shí)驗(yàn)中可以隨時(shí)恢復(fù)虛擬機(jī)的狀態(tài)。在創(chuàng)建快照時(shí)最好是在關(guān)閉虛擬機(jī)后再創(chuàng)建，如果在虛擬機(jī)運(yùn)行時(shí)創(chuàng)建快照將占用更多的硬盤(pán)空間。

二 VMware Workstation在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

通過(guò)虛擬機(jī)來(lái)安裝操作系統(tǒng)、BIOS設(shè)置、系統(tǒng)管理、硬盤(pán)分區(qū)和數(shù)據(jù)恢復(fù)等實(shí)驗(yàn)是比較基礎(chǔ)的教學(xué)應(yīng)用，具體的操作也較簡(jiǎn)單，在這里就不做敘述，下面主要介紹幾個(gè)較復(fù)雜的多臺(tái)虛擬機(jī)應(yīng)用。

1．母盤(pán)和差異盤(pán)的應(yīng)用

假如用VMware 搭建一個(gè)包含域的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，在這個(gè)環(huán)境中有四臺(tái)Windows Server 2003 Enterprise Edition，是一個(gè)域環(huán)境，一臺(tái)做DC，其他三臺(tái)是 Member Server，分別為：ISA Server，SQL Server 和Exchange Server。應(yīng)該如何有效地搭建出此環(huán)境？

方法一：按要求分別安裝四臺(tái)VM。這種方法耗時(shí)長(zhǎng)，實(shí)驗(yàn)效率低，不適合于課堂教學(xué)。

方法二：先按要求安裝一臺(tái)VM，然后把安裝好的VM文件所在的文件夾復(fù)制三份，然后再做調(diào)用，這樣就可以產(chǎn)生四臺(tái)VM。這種方法雖然速度快，但也存在一些問(wèn)題。因?yàn)楹?jiǎn)單的復(fù)制調(diào)用會(huì)使這四臺(tái)VM的很多信息都一樣，比如計(jì)算機(jī)名稱(chēng)、IP 地址等，最嚴(yán)重的是四臺(tái)VM具有相同的安全標(biāo)識(shí)符（SID），SID一樣帶來(lái)的直接后果是：其他三臺(tái)VM沒(méi)辦法加入到域，因?yàn)橛蛑胁辉试S有一樣的SID，必須在每一臺(tái)VM中去掉SID重新生成新的SID后，才能搭建出上述的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，過(guò)程也比較繁瑣。

方法三：采用母盤(pán)和差異盤(pán)的方式創(chuàng)建VM。首先，創(chuàng)建母盤(pán)VM，利用windows光盤(pán)文件自帶的工具去掉母盤(pán)系統(tǒng)的SID，然后重新封裝，這樣母盤(pán)就做好了。利用母盤(pán)VM通過(guò)克隆的方式，只要簡(jiǎn)單的幾步操作就可以生成一個(gè)和母盤(pán)VM硬件配置一樣的差異盤(pán)，并且每個(gè)差異盤(pán)VM具有不同的SID。采用母盤(pán)和差異盤(pán)的方式可以快捷地生成VM，而且還節(jié)約了磁盤(pán)空間。因?yàn)橛赡副P(pán)創(chuàng)建的多個(gè)差異盤(pán)VM是直接調(diào)用母盤(pán)的操作系統(tǒng)，節(jié)省了各個(gè)VM操作系統(tǒng)的空間。由于母盤(pán)已經(jīng)把SID去掉，這樣每個(gè)差異盤(pán)在調(diào)用的時(shí)候都會(huì)重新生成 SID，用這種方法可以比較簡(jiǎn)單和快捷地搭建所需的域環(huán)境。

2．基本網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)

通過(guò)VMware Workstation中的“分組（Team）”功能，可以輕易地搭建出局域網(wǎng)的模擬環(huán)境，利用“分組（Team）”中的虛擬交換機(jī)將多個(gè)虛擬機(jī)加入到各個(gè)局域網(wǎng)，方便學(xué)生在單獨(dú)主機(jī)上完成各種網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)。下面筆者通過(guò)列舉一個(gè)簡(jiǎn)單的例子來(lái)講解VMware Workstation在網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用，通過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生能夠親自搭建網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，掌握DHCP和DNS服務(wù)器的安裝、配置及應(yīng)用。

實(shí)驗(yàn)所需準(zhǔn)備的條件有Windows Server 2003、Windows XP和Windows7虛擬機(jī)各一臺(tái)。本實(shí)驗(yàn)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淙鐖D1所示，實(shí)驗(yàn)前先在VMware Workstation中新建“分組（Team）”，將三臺(tái)虛擬機(jī)添加到新建的“分組（Team）”中，完成實(shí)驗(yàn)環(huán)境的組建。主要步驟如下：

圖1

VMware Workstation窗口中新建一個(gè)“分組（Team）”，在創(chuàng)建過(guò)程中添加已經(jīng)安裝好的Windows Server 2003、Windows XP和Windows 7虛擬機(jī)，接著為“分組（Team）”添加專(zhuān)有的“LAN”，并讓“分組（Team）”中的虛擬機(jī)使用添加的“LAN”。實(shí)驗(yàn)環(huán)境組建完后啟動(dòng)“分組（Team）”中的所有虛擬機(jī)，就可以開(kāi)始進(jìn)行實(shí)驗(yàn)了。

第一，DHCP實(shí)驗(yàn)。（1）進(jìn)入Windows Server 2003虛擬機(jī)，設(shè)置一個(gè)固定的IP地址192.168.1.1，設(shè)置子網(wǎng)掩碼為255.255.255.0。（2）進(jìn)入“添加/刪除程序→添加/刪除Windows組件”，從“網(wǎng)絡(luò)服務(wù)”中添加“動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議（DHCP）”和“域名系統(tǒng)（DNS）”服務(wù)。（3）從“管理工具”中運(yùn)行“DHCP”，新建一個(gè)作用域，并配置DHCP作用域參數(shù)。指定作用域名稱(chēng)及描述信息；設(shè)置作用域開(kāi)始IP為192.168.1.1，結(jié)束IP為192.168.1.254，子網(wǎng)掩碼為255.255.255.0；設(shè)置作用域需要排除的IP地址范圍為192.168.1.1至192.168.1.30；添加網(wǎng)關(guān)IP為192.168.1.1；添加DNS服務(wù)器域名及DNS服務(wù)器IP地址為192.168.1.1；并激活作用域。（4）進(jìn)入Windows 7或XP虛擬機(jī)，在命令提示符下運(yùn)行ipconfig/all命令，查看結(jié)果可知這兩臺(tái)虛擬機(jī)都從DHCP服務(wù)器上獲得相應(yīng)的地址。

第二，DNS實(shí)驗(yàn)。（1）進(jìn)入Windows Server 2003虛擬機(jī)，運(yùn)行DNS服務(wù)器。（2）通過(guò)新建DNS區(qū)域向?qū)?chuàng)建一個(gè)主要區(qū)域，指定區(qū)域名稱(chēng)（dnstest.com）。（3）在新建的DNS區(qū)域中，創(chuàng)建名為www的主機(jī)記錄，對(duì)應(yīng)IP地址為192.168.1.1。（4）進(jìn)入Windows 7或XP虛擬機(jī)，在命令提示符下運(yùn)行ipconfig命令，驗(yàn)證在服務(wù)器上創(chuàng)建的主機(jī)記錄。

3．高級(jí)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)

三層交換機(jī)是目前企業(yè)網(wǎng)絡(luò)較為常見(jiàn)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，將網(wǎng)絡(luò)劃分成若干子網(wǎng)也是網(wǎng)絡(luò)設(shè)置中常用的技術(shù)，如果在學(xué)校的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中能讓學(xué)生親自動(dòng)手搭建網(wǎng)絡(luò)和配置三層交換機(jī)，完成多VLAN網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)，對(duì)學(xué)生的理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能的掌握有極大的幫助。下面筆者通過(guò)VMware Workstation舉例說(shuō)明三層交換機(jī)的多VLAN網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)環(huán)境是模擬一個(gè)中小企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)，劃分4個(gè)VLAN（每個(gè)端口連接一個(gè)不同的子網(wǎng)），網(wǎng)絡(luò)地址規(guī)劃如下表：

VLAN實(shí)驗(yàn)地址規(guī)劃表

VLAN

名稱(chēng)所用

端口子網(wǎng)端口地址子網(wǎng)掩碼網(wǎng)絡(luò)中PC

VLAN1端口1192.168.10.0192.168.10.1255.255.255.0服務(wù)器

VLAN2端口2192.168.20.0192.168.20.1255.255.255.0PC1、PC2

VLAN3端口3192.168.30.0192.168.30.1255.255.255.0PC3、PC4

VLAN24端口24192.168.90.0192.168.90.1255.255.255.0路由器

其中端口24連接路由器，路由器另一端連接互聯(lián)網(wǎng)，其他VLAN通過(guò)端口24連接的路由器訪(fǎng)問(wèn)互聯(lián)網(wǎng)。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)拓?fù)鋱D如圖2所示，端口1連接的服務(wù)器將運(yùn)行DHCP服務(wù)器，并且為端口2、3所屬的VLAN分配IP地址和相關(guān)參數(shù)，路由器連接的互聯(lián)網(wǎng)通過(guò)VMware的VMnet8連接，下面根據(jù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖組建網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)，主要步驟如下：

圖2實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

第一，組建網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。（1）在主機(jī)上運(yùn)行VMware Workstation，添加VMnet2、VMnet3、VMnet4虛擬網(wǎng)卡，并設(shè)置VMnet2為192.168.20.0、VMnet3為192.168.30.0、VMnet4為192.168.90.0，同時(shí)修改VMnet8為121.204.217.0，設(shè)置VMnet8網(wǎng)關(guān)為121.204.216.1。（2）創(chuàng)建名為“VLAN”的Team，并且在Team中，添加兩臺(tái)Server 2003克隆鏈接的虛擬機(jī)，分別命名為Server和Route，再添加兩臺(tái)XP克隆鏈接的虛擬機(jī)，分別命名為PC1、PC3，不需要?jiǎng)?chuàng)建Team中的LAN。（3）創(chuàng)建完Team后，首先編輯Team，為名為Route的虛擬機(jī)添加一塊網(wǎng)卡，然后將Route虛擬機(jī)順序調(diào)到最下面。（4）編輯Team中的虛擬機(jī)，設(shè)置Server虛擬機(jī)使用VMnet1網(wǎng)卡，PC1使用VMnet2網(wǎng)卡，PC3使用VMnet3網(wǎng)卡，Route虛擬機(jī)的第1塊網(wǎng)卡使用VMnet4，第2塊網(wǎng)卡使用VMnet8（即NAT網(wǎng)關(guān)）。按照?qǐng)D2配置各虛擬網(wǎng)卡的IP地址和子網(wǎng)掩碼，同時(shí)對(duì)VMnet8網(wǎng)卡修改NAT選項(xiàng)卡的網(wǎng)關(guān)地址。

第二，主機(jī)路由器配置。（1）停止服務(wù)“VMware DHCP Service”和“Windows Firewall/Internet Connection Sharing（ICS）”，并將后者的服務(wù)屬性設(shè)為“禁用”。（2）從“管理工具”中運(yùn)行“路由和遠(yuǎn)程訪(fǎng)問(wèn)”服務(wù)，將當(dāng)前計(jì)算機(jī)設(shè)為“路由器”，在自定義配置中選擇“LAN路由”。

第三，對(duì)Team中的虛擬機(jī)進(jìn)行設(shè)置。（1）啟動(dòng)Team中的所有虛擬機(jī)，并根據(jù)圖2所示修改每個(gè)虛擬機(jī)的計(jì)算機(jī)名稱(chēng)、IP地址、子網(wǎng)掩碼和網(wǎng)關(guān)等信息。（2）對(duì)Router虛擬機(jī)，修改第一塊網(wǎng)卡的網(wǎng)絡(luò)連接名稱(chēng)為L(zhǎng)AN，設(shè)置IP為內(nèi)網(wǎng)地址192.168.90.90，修改第二塊網(wǎng)卡的網(wǎng)絡(luò)連接名稱(chēng)為Internet，設(shè)置IP為外網(wǎng)地址121.204.217.78，網(wǎng)關(guān)121.204.216.1。設(shè)置每臺(tái)虛擬機(jī)的所有網(wǎng)卡DNS為218.85.157.99。（3）添加靜態(tài)路由。在Router虛擬機(jī)中，通過(guò)以下router命令，添加其他網(wǎng)段的靜態(tài)路由：Route –p add 192.168.10.0 mask 255.255.255.0 192.168.90.1；Route –p add 192.168.20.0 mask 255.255.255.0 192.168.90.1；Route –p add 192.168.30.0 mask 255.255.255.0 192.168.90.1。

第四，配置Server虛擬機(jī)為DHCP服務(wù)器。（1）進(jìn)入Server虛擬機(jī)，通過(guò)“管理工具”運(yùn)行DHCP服務(wù)器。（2）為PC1和PC3創(chuàng)建兩個(gè)作用域，第一個(gè)作用域地址范圍為192.168.20.20~192.168.20.30，網(wǎng)關(guān)為192.168.20.1，第二個(gè)作用域地址范圍為192.168.30.30~192.168.30.40，網(wǎng)關(guān)為192.168.30.1，DSN均為218.85.157.99。（3）返回到主機(jī)，打開(kāi)“路由和遠(yuǎn)程訪(fǎng)問(wèn)”，右擊“常規(guī)”選擇“新增路由協(xié)議”，添加“DHCP中繼代理程序”，在“DHCP中繼代理程序”右側(cè)窗口右擊，選擇“新增接口”命令，添加VMnet2，啟動(dòng)DHCP中繼。同樣步驟添加VMnet3。（4）右擊“DHCP中繼代理程序”選“屬性”，添加DHCP服務(wù)器地址192.168.10.10。（5）將PC1~PC3設(shè)置為自動(dòng)獲取地址，通過(guò)ipconfig/all命令，可以檢查是否已經(jīng)獲得正確的地址。

第五，配置Router虛擬機(jī)作為其他計(jì)算機(jī)的代理服務(wù)器。進(jìn)入Router虛擬機(jī)，啟用“路由和遠(yuǎn)程訪(fǎng)問(wèn)”，右擊計(jì)算機(jī)名，選擇“配置并啟用路由和遠(yuǎn)程訪(fǎng)問(wèn)”命令，選擇“網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換（NAT）”，選擇“Internet”網(wǎng)卡，完成配置，并啟用服務(wù)。

第六，在主機(jī)上添加靜態(tài)路由。本實(shí)驗(yàn)?zāi)M的環(huán)境是不同子網(wǎng)的計(jì)算機(jī)通過(guò)Router共享上網(wǎng)，因此需要在主機(jī)路由器上添加一條靜態(tài)路由，使其指向Router內(nèi)網(wǎng)地址（192.168.90.90），還需要讓Router的外網(wǎng)網(wǎng)卡采用“橋接”的方式，具體操作如下：（1）編輯Router的虛擬機(jī)設(shè)置，讓第2塊網(wǎng)卡屬性改為“橋接”。（2）進(jìn)入Router虛擬機(jī)，設(shè)置外網(wǎng)網(wǎng)卡地址與主機(jī)“本地連接”同一網(wǎng)段的一個(gè)地址。（3）返回主機(jī)系統(tǒng)，打開(kāi)“路由和遠(yuǎn)程訪(fǎng)問(wèn)”，右擊“靜態(tài)路由”，選擇“新建靜態(tài)路由”命令，選擇VMnet4網(wǎng)卡，添加目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)為0.0.0.0，網(wǎng)關(guān)為192.168.90.90。（4）進(jìn)入PC1虛擬機(jī)，測(cè)試是否能訪(fǎng)問(wèn)互聯(lián)網(wǎng)。

三 結(jié)束語(yǔ)

在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，通過(guò)VMware Workstation軟件，可以在單臺(tái)計(jì)算機(jī)上模擬出各種單機(jī)系統(tǒng)和復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，這樣既培養(yǎng)了學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的動(dòng)手能力，又方便機(jī)房的維護(hù)和管理，是提高計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)有效性不可多得的好工具。

參考文獻(xiàn)

［1］王春海.非常網(wǎng)管——典型網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)［M］.北京：人民郵電出版社，2007

〔責(zé)任編輯：李錦雯〕