王李冬

摘要：本文提出基于VMware的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭建方法。該方法通過(guò)在物理主機(jī)上安裝VMware Workstation，利用虛擬機(jī)上不同的網(wǎng)絡(luò)連接方法構(gòu)建虛擬網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，并在該平臺(tái)上完成一些列的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)。實(shí)踐證明，利用VMware搭建虛擬網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)能有效解決當(dāng)前計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：VMware；計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)；虛擬機(jī)

1、引言

目前獨(dú)立學(xué)院計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)類課程的教學(xué)現(xiàn)狀主要有以下幾個(gè)問(wèn)題：（1）課程內(nèi)容設(shè)置和社會(huì)實(shí)際需求存在一定的脫節(jié)；（2）實(shí)踐教學(xué)環(huán)境相對(duì)落后；（3）實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)存在缺陷；（4）實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目評(píng)價(jià)欠合理等。上述問(wèn)題導(dǎo)致實(shí)踐教學(xué)效果不盡人意，使得最終實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)效果大打折扣。適應(yīng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的實(shí)驗(yàn)室條件較高，投入較大，并非所有的獨(dú)立學(xué)院都能建立起一個(gè)真正器材充足且完備的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室，沒(méi)有足夠數(shù)量的路由器、交換機(jī)、防火墻，單靠局域網(wǎng)內(nèi)聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，此外，在專業(yè)實(shí)驗(yàn)室的基礎(chǔ)上，設(shè)備的高頻率使用造成器材損壞所帶來(lái)的龐大開銷也使得辦學(xué)效果受到制約，這是當(dāng)前獨(dú)立學(xué)院計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)類課程教學(xué)的瓶頸。

雖然目前已有如基于Packet Tracer的虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)[1]，但是該平臺(tái)主要利用軟件上的虛擬配置界面進(jìn)行虛擬設(shè)備的連接，無(wú)法讓學(xué)生真實(shí)體驗(yàn)計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)之間的真實(shí)網(wǎng)絡(luò)配置狀況。因此，本文利用VMware進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭建。該平臺(tái)的主要優(yōu)勢(shì)在于，可以解決實(shí)驗(yàn)設(shè)備的反復(fù)使用而造成的過(guò)度耗費(fèi)問(wèn)題，同時(shí)使得項(xiàng)目設(shè)計(jì)更加豐富，并適當(dāng)?shù)臄U(kuò)增了綜合性項(xiàng)目的比例。此外，該平臺(tái)相比Packet Tracer和Boson模擬器，能讓學(xué)生在真實(shí)的配置界面上學(xué)習(xí)配置命令，更好的掌握網(wǎng)絡(luò)配置命令和組網(wǎng)原理。

2、虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭建

2.1 VMware簡(jiǎn)介

作為功能強(qiáng)大的虛擬機(jī)軟件，VMware提供了在單一的桌面上同時(shí)運(yùn)行不同的操作系統(tǒng)的功能，如Windows、Linux等，并在操作系統(tǒng)群的基礎(chǔ)上進(jìn)行開發(fā)、測(cè)試并且調(diào)試。每個(gè)虛擬主機(jī)都擁有各自的虛擬CPU、內(nèi)存、硬盤、網(wǎng)卡以及I/O設(shè)備等?？梢?jiàn)，若在一臺(tái)物理主機(jī)上通過(guò)VMware平臺(tái)安裝多個(gè)虛擬主機(jī)，就可以對(duì)這些虛擬主機(jī)搭建虛擬網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，以模擬真實(shí)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)，從而構(gòu)成了完整的虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)[4]。

2.2 虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭建步驟

首先，在物理主機(jī)上安裝VMware Workstation。主機(jī)上會(huì)隨之安裝兩個(gè)虛擬網(wǎng)絡(luò)設(shè)備VMware Virtual Ethernet Adapter for VMnet1 和VMware Virtual Ethernet Adapter for VMnet8，分別提供了不同的組網(wǎng)方式。

其次，配置虛擬機(jī)的網(wǎng)絡(luò)，并通過(guò)虛擬機(jī)上的虛擬交換機(jī)VMnet0、VMnet1和VMnet8組建虛擬網(wǎng)絡(luò)。虛擬機(jī)的網(wǎng)絡(luò)包括橋接模式、Host-only模式和NAT模式三類[2，3]：

（1）橋接模式。橋接模式下，虛擬機(jī)與物理主機(jī)的IP地址設(shè)置在同一網(wǎng)段，虛擬機(jī)和主機(jī)自動(dòng)通過(guò)VMnet0自動(dòng)連接。在該條件下，虛擬機(jī)就具備和物理主機(jī)同樣的網(wǎng)絡(luò)地位，相互之間可以平等訪問(wèn)，從而實(shí)現(xiàn)資源共享，這是虛擬機(jī)從主機(jī)上獲取資源的最簡(jiǎn)便方法。

（2）Host-only模式。選擇這種模式后，虛擬機(jī)和主機(jī)構(gòu)成一個(gè)相對(duì)封閉的虛擬網(wǎng)絡(luò)，主機(jī)和虛擬機(jī)會(huì)自動(dòng)與Vmnet1 交換機(jī)進(jìn)行連接，并且在該環(huán)境下，只有主機(jī)和虛擬網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的虛擬機(jī)之間可以通訊。

（3）NAT模式。在該模式下可以利用NAT的地址轉(zhuǎn)換功能為虛擬機(jī)分配外網(wǎng)地址。如果主機(jī)連接外網(wǎng)，并且將虛擬機(jī)網(wǎng)卡設(shè)置為NAT模式，那么虛擬機(jī)就自動(dòng)連接到VMnet8上，VMnet8的DHCP會(huì)自動(dòng)為虛擬機(jī)分配IP地址以及網(wǎng)關(guān)等信息，虛擬機(jī)就可以通過(guò)主機(jī)連接到外網(wǎng)。

最后，根據(jù)具體的實(shí)驗(yàn)要求進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)配置。以橋接模式為例，虛擬機(jī)和物理主機(jī)的IP地址設(shè)置為同個(gè)網(wǎng)段，并具備相同的子網(wǎng)掩碼和網(wǎng)關(guān)（如圖1所示）。那么，在利用橋接模式組建的虛擬網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境下，可以進(jìn)行的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)包括：網(wǎng)絡(luò)基本環(huán)境的配置，網(wǎng)絡(luò)常用命令如ping、netstat以及ipconfig，網(wǎng)絡(luò)共享，Web服務(wù)器的配置等。以NAT模式為例，在該環(huán)境下講解的具體實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括：HTTP 協(xié)議、FTP 協(xié)議、使用主機(jī)的共享打印機(jī)等。

除了上述幾種網(wǎng)絡(luò)連接模式，學(xué)生還可以通過(guò)自定義的網(wǎng)絡(luò)連接模式進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)配置，以滿足不同的實(shí)驗(yàn)要求。

3 總結(jié)

本文利用VMware搭建計(jì)算機(jī)虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，可以有效解決目前獨(dú)立學(xué)院計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)過(guò)程中的相關(guān)問(wèn)題，使得網(wǎng)絡(luò)連接測(cè)試、局域網(wǎng)的組建等內(nèi)容變得簡(jiǎn)單高效。實(shí)踐證明，該虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)使得實(shí)驗(yàn)內(nèi)容變得豐富，提升學(xué)生實(shí)時(shí)學(xué)習(xí)的可能性，在今后的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中將發(fā)揮巨大的潛能。

參考文獻(xiàn)：

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基金項(xiàng)目：杭州師范大學(xué)錢江學(xué)院實(shí)驗(yàn)室工作研究項(xiàng)目（QJYB201505）