李晶

摘 要 虛擬機(jī)是利用軟件技術(shù)配合硬件加速技術(shù)開發(fā)的一類軟件，它的應(yīng)用范圍非常廣泛，最主要的用途是操作系統(tǒng)調(diào)試、進(jìn)行危及系統(tǒng)安全的各類實(shí)驗(yàn)或者是體驗(yàn)其他操作系統(tǒng)。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中對于計(jì)算機(jī)的應(yīng)用主要是后兩種，本文將探討如何應(yīng)用虛擬機(jī)于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中。

關(guān)鍵詞 網(wǎng)絡(luò)教學(xué) 虛擬機(jī)

中圖分類號：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

Application of Virtual Machine Technology in Computer Networks Teaching

LI Jing

（Jiangsu Agri-animal Husbandry Vocational College， Taizhou， Jiangsu 225300）

Abstract Virtual machine is a class of software to use software technology with hardware acceleration technology developed， it's a very broad range of applications， the main purpose is the operating system debugging， perform compromise system security is to experience all kinds of experiments or other operating systems. In a computer network for teaching computer applications is mainly the latter two， this article will explore how to apply virtual machine on the network teaching.

Key words network teaching； virtual machine

0 引言

教學(xué)環(huán)境的構(gòu)建是網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的基礎(chǔ)，但是在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中需要用到的教學(xué)環(huán)境較多，如果全部都使用真實(shí)的硬件來構(gòu)建的話無疑會加大學(xué)校的負(fù)擔(dān)，也會給學(xué)生帶來麻煩，而且學(xué)生的技術(shù)水平有限，很容易破壞教學(xué)環(huán)境，這些都是構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺需要考慮到的問題。為了解決這些問題，現(xiàn)在許多的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境都采用虛擬機(jī)技術(shù)構(gòu)建，虛擬機(jī)的特點(diǎn)恰好可以解決以上提出的問題，因此，將虛擬機(jī)技術(shù)應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中是一個可行且非常有意義的手段。

1 虛擬機(jī)技術(shù)特點(diǎn)對網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的益處

1.1 虛擬機(jī)的特點(diǎn)與選用

虛擬機(jī)技術(shù)誕生于上個世紀(jì)，它的主要作用是模擬各種硬件，能夠支撐起一個虛擬的操作系統(tǒng)在其上運(yùn)行。隨著虛擬機(jī)技術(shù)的發(fā)展，虛擬機(jī)軟件又增加了眾多的功能，使之功能愈趨強(qiáng)大。首先是虛擬機(jī)軟件能夠提供完備的硬件支持，如CPU、硬盤、網(wǎng)卡、聲卡、顯卡、內(nèi)存以及各類端口等等。其次是能夠很好地支持虛擬系統(tǒng)與主機(jī)之間的資源共享，如輸入輸出設(shè)備、文件系統(tǒng)等等。還有如創(chuàng)建分支、快照等等，方便進(jìn)行各類實(shí)驗(yàn)以及恢復(fù)環(huán)境。按照不同的虛擬機(jī)實(shí)現(xiàn)技術(shù)，虛擬機(jī)可以分為兩類：第一類為純粹使用軟件進(jìn)行硬件模擬的虛擬機(jī)，如bochs等，這類虛擬機(jī)運(yùn)行速度較慢，但是可調(diào)試性非常強(qiáng)大，所以常用于操作系統(tǒng)級別的調(diào)試工作。第二類為軟件模擬配合硬件輔助技術(shù)的虛擬機(jī)，也是使用最為廣泛的虛擬機(jī)，如Vmware、VirtualBox等等，這類虛擬機(jī)的功能較為強(qiáng)大，由于使用了硬件輔助技術(shù)，所以運(yùn)行速度也更快。在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中基本不會涉及操作系統(tǒng)級別的調(diào)試，所以最好使用此類的虛擬機(jī)軟件進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境構(gòu)建。

1.2 網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中使用虛擬機(jī)的益處

按照上節(jié)所述的虛擬機(jī)的特點(diǎn)，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中的對于教學(xué)環(huán)境的要求。可以總結(jié)出在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中使用虛擬機(jī)的益處。

（1）虛擬機(jī)可以模仿各種硬件，并不存在真實(shí)的硬件，所以不怕各種危險(xiǎn)的操作損壞硬件。（2）虛擬機(jī)中的操作系統(tǒng)是可以很方便地進(jìn)行還原操作的，即使學(xué)生損壞了操作系統(tǒng)也可以快速地恢復(fù)原樣。（3）可以在一臺計(jì)算機(jī)安裝多個虛擬操作系統(tǒng)，并可以方便地進(jìn)行各種硬件資源共享，方便構(gòu)建不同系統(tǒng)環(huán)境。（4）降低主機(jī)的運(yùn)行負(fù)擔(dān)，可以放心地安裝和使用各種軟件，不會留下任何的痕跡，同時將應(yīng)用軟件放在虛擬操作系統(tǒng)中也可以加快主機(jī)的運(yùn)行速度。（5）保密性高，可以作為功能加強(qiáng)版的沙盤系統(tǒng)使用。

2 在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中虛擬機(jī)的具體運(yùn)用方向

虛擬機(jī)軟件的功能非常多，在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中應(yīng)該充分結(jié)合自身的實(shí)際要求，發(fā)揮虛擬機(jī)的特點(diǎn)，輔助教學(xué)順利進(jìn)行。按照不同的使用要求，可以分為以下幾種情況：

2.1 構(gòu)建各種操作系統(tǒng)環(huán)境

在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)課程中，涉及到各種各樣的操作系統(tǒng)，如Windows系列操作系統(tǒng)以及各種發(fā)行版Linux操作系統(tǒng)。但是顯然學(xué)校是不可能每一種操作系統(tǒng)都使用一臺計(jì)算機(jī)，即使使用多操作系統(tǒng)共存的方式構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境，也會浪費(fèi)許多的人力與時間，因此，使用虛擬機(jī)安裝各類操作系統(tǒng)是虛擬機(jī)在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中最重要的用途。

這樣學(xué)校節(jié)省了大筆資金，學(xué)生也可以方便地學(xué)習(xí)各種不同操作系統(tǒng)。同時，虛擬機(jī)軟件對于虛擬的操作系統(tǒng)的設(shè)置都是可以導(dǎo)出的，硬盤文件同樣可以在真實(shí)機(jī)上進(jìn)行操作，所以一個操作系統(tǒng)可以很方便地從一臺計(jì)算機(jī)復(fù)制中到另一臺計(jì)算機(jī)中，適合大面積地更新操作系統(tǒng)且能減少更新時間。同時結(jié)合虛擬機(jī)軟件提供的快照功能，可以建立用于不同情況下的差別不大的系統(tǒng)的快照，這樣就可以在不同的系統(tǒng)情況間快速切換了。

2.2 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境搭建

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程往往會涉及到多個計(jì)算機(jī)，因此可以用虛擬機(jī)軟件在一臺計(jì)算機(jī)上虛擬安裝多個操作系統(tǒng)，通過設(shè)置硬件讓多個虛擬的操作系統(tǒng)共享網(wǎng)卡，就可以讓學(xué)生進(jìn)行類似局域網(wǎng)構(gòu)建、網(wǎng)絡(luò)安全防御等等實(shí)驗(yàn)，從宏觀上感受網(wǎng)絡(luò)。

虛擬機(jī)軟件的網(wǎng)卡共享模式分為許多種，根據(jù)教學(xué)需要可以進(jìn)行設(shè)置，一般情況下，常用到的有以下三種模式：① Bridged模式。當(dāng)需要虛擬操作系統(tǒng)作為當(dāng)前局域網(wǎng)中一臺主機(jī)時可以使用該模式，設(shè)置好IP地址以及子網(wǎng)掩碼后，即可加入局域網(wǎng)中。② Host-Only模式。使用該模式時，虛擬系統(tǒng)與主機(jī)不能進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接，但是所有安裝于該主機(jī)的虛擬系統(tǒng)之間可以相互訪問，可用于特殊情況下的網(wǎng)絡(luò)調(diào)試。③ NAT模式。在此模式下，虛擬系統(tǒng)可以通過主機(jī)的網(wǎng)絡(luò)訪問外部網(wǎng)絡(luò)，虛擬系統(tǒng)之間同樣可以相互訪問，但是無法訪問主機(jī)所在局域網(wǎng)絡(luò)。此類模式用法最為簡單，無需進(jìn)行任何的網(wǎng)絡(luò)設(shè)置。

2.3 全性實(shí)驗(yàn)

在進(jìn)行安全性實(shí)驗(yàn)時，如果操作不當(dāng)很容易對系統(tǒng)造成傷害，因此在進(jìn)行計(jì)算機(jī)安全類教學(xué)時，應(yīng)構(gòu)筑起一個安全的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，所以需要使用虛擬機(jī)軟件虛擬操作系統(tǒng)進(jìn)行此類實(shí)驗(yàn)。

首先，虛擬機(jī)技術(shù)可以隔離虛擬系統(tǒng)與主機(jī)之間的關(guān)系，在虛擬系統(tǒng)上可以任意地進(jìn)行各類實(shí)驗(yàn)不用擔(dān)心傷害到主機(jī)。目前雖然有可以穿虛擬機(jī)軟件的病毒，但是該技術(shù)沒有擴(kuò)散，所以可以放心進(jìn)行各類安全性實(shí)驗(yàn)，只需要注意不要讓虛擬系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)波及到主機(jī)即可。其次，虛擬機(jī)軟件帶有快照功能，類似于系統(tǒng)還原，在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前可以先做一個快照，實(shí)驗(yàn)完成后恢復(fù)快照就可以還原虛擬系統(tǒng)，速度非?？?。

2.4 其他用途

除以上所提外，在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中虛擬機(jī)技術(shù)還可以有其他用途，如以下兩點(diǎn)：（1）用于錄制屏幕。在教學(xué)過程中，教師不可能逐個去巡視學(xué)生的操作情況，這是可以開啟虛擬機(jī)的屏幕錄像功能，記錄學(xué)生操作，方便教師查看。（2）凈化主機(jī)環(huán)境。將教學(xué)中需要用到的軟件轉(zhuǎn)移至虛擬系統(tǒng)中，減輕各類軟件對主機(jī)的影響。

3 結(jié)束語

現(xiàn)在虛擬機(jī)軟件可以實(shí)現(xiàn)的功能較多，每個功能均有其獨(dú)特的特點(diǎn)，將虛擬機(jī)技術(shù)應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)時，應(yīng)當(dāng)盡力挖掘虛擬機(jī)技術(shù)的應(yīng)用潛力，提升網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中的環(huán)境與質(zhì)量，相信隨著虛擬機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步以及網(wǎng)絡(luò)教學(xué)理念的不斷創(chuàng)新，虛擬機(jī)技術(shù)可以在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中發(fā)揮出更大的作用。

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