林仙土

（臺州科技職業(yè)學(xué)院，浙江 臺州 318020）

基于虛擬技術(shù)的Linux實踐教學(xué)平臺的建設(shè)

林仙土

（臺州科技職業(yè)學(xué)院，浙江 臺州 318020）

《Linux網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)》是高職院校計算機專業(yè)開設(shè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，該課程以培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力為重。針對實驗機房計算機安裝硬件保護卡以及實驗資源緊張等問題，不利于學(xué)生實踐練習(xí)。本文提出基于虛擬技術(shù)構(gòu)建Linux實踐平臺，以做到教學(xué)演示與學(xué)生實踐的同步，解決傳統(tǒng)教學(xué)環(huán)境存在的問題，為學(xué)生提供一個不受時間和地域限制的實踐環(huán)境，有利于提高學(xué)生的實踐能力，提升教學(xué)質(zhì)量。

Linux；虛擬化；VMware；實踐教學(xué)

本文著錄格式：林仙土. 基于虛擬技術(shù)的Linux實踐教學(xué)平臺的建設(shè)[J]. 軟件，2017，38（5）：52-54

0 引言

隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，Linux操作系統(tǒng)因其安全高效、開放性好、功能強大以及良好可移植性等優(yōu)勢在各行各業(yè)得到廣泛應(yīng)用，掌握Linux操作系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)已成為計算機人才的必要條件。目前高職院校計算機專業(yè)大多開設(shè)了Linux課程，該課程的培養(yǎng)目標(biāo)是讓學(xué)生掌握系統(tǒng)管理、網(wǎng)絡(luò)配置、安全設(shè)置以及系統(tǒng)故障排除等知識，熟悉命令行操作和FTP等常見網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的配置與管理，培養(yǎng)學(xué)生實踐動手能力和解決實際問題的能力。因此，實踐教學(xué)在該課程教學(xué)中顯得尤為重要。

當(dāng)前，很多高校在Linux教學(xué)中普遍面臨以下問題：（1）實驗室資源緊張，很難滿足實驗教學(xué)的需要。隨著高校招生規(guī)模不斷擴大，實驗機房資源有限，難以保證學(xué)生充足的實驗資源。（2）為避免機房機器感染病毒，或因?qū)W生誤操作損壞系統(tǒng)，學(xué)校管理員會安裝硬盤保護卡保障系統(tǒng)的安全，這樣學(xué)生就無法完成系統(tǒng)的安裝實驗，同時學(xué)生的實驗數(shù)據(jù)也得不到安全保障，對于課堂上沒有完成實驗的學(xué)生，就無法在課下繼續(xù)實驗[1,2]。（3）實驗機房的電腦一般是安裝多系統(tǒng)來滿足所有教學(xué)的需求，每次實驗只能進入Linux操作系統(tǒng)，在進行網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器配置實驗時，就無法搭建網(wǎng)絡(luò)環(huán)境驗證實驗結(jié)果。以上問題既影響到課程的教學(xué)效果，又限制了學(xué)生的實驗時間，給培養(yǎng)學(xué)生掌握Linux系統(tǒng)技能造成一定的難度[3-5]。為改變這種教學(xué)環(huán)境，本文提出構(gòu)建基于虛擬技術(shù)的實踐平臺，可以有效解決上述問題。

2 虛擬化技術(shù)

虛擬化技術(shù)是當(dāng)今熱門的軟件技術(shù)。對服務(wù)器資源進行虛擬化，將來自服務(wù)器的各種資源抽象成邏輯資源，不受物理上的限制，使CPU、內(nèi)存等硬件資源成為可動態(tài)管理的資源池，實現(xiàn)一臺物理服務(wù)器上運行多臺相互隔離的虛擬機，提高了資源的利用率，達到服務(wù)器的邏輯整合。

VMware是當(dāng)前最具代表性的虛擬化軟件，在網(wǎng)絡(luò)配置上十分方便，深受廣泛應(yīng)用。vSphere是VMware公司推出的基于云計算的新一代虛擬化套件，提供了虛擬化基礎(chǔ)架構(gòu)、集中管理、分布式資源調(diào)度、高可用性等一整套解決方案，是當(dāng)前應(yīng)用最廣泛的虛擬化平臺，主要包含三大基本組件：ESXi Server、vCenter Server和vSphere Client[6,7]。使用vSphere，實現(xiàn)在一臺高性能的服務(wù)器上同時運行多臺虛擬機，每臺虛擬機相當(dāng)于一臺獨立的服務(wù)器對外提供服務(wù)，實現(xiàn)服務(wù)器的功能擴展[8]。

3 虛擬技術(shù)在課程實踐平臺建設(shè)中的應(yīng)用

利用vSphere建設(shè)Linux課程實踐平臺，對多臺高性能服務(wù)器進行虛擬化，將服務(wù)器的基礎(chǔ)硬件資源匯總成一個資源池，根據(jù)實驗需求構(gòu)建虛擬主機，為學(xué)生提供系統(tǒng)操作和實踐環(huán)境，且不受地域和時間的限制。學(xué)生可在課下隨時隨地訪問實驗平臺進行練習(xí)和作業(yè)，有利于學(xué)生在課余時間對所學(xué)知識進行鞏固加深。老師可通過vCenter集中管理實驗環(huán)境，調(diào)配系統(tǒng)資源，批改學(xué)生作業(yè)，有助于提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)的靈活性[9,10]。

基于vSphere的課程實踐平臺如圖1所示：

圖1 Linux實踐平臺

3.1 vSphere的安裝

首先，在服務(wù)器上安裝ESXi Sever。ESXi是采用原生架構(gòu)的虛擬化軟件，直接安裝在硬件上接管硬件資源。利用光盤在所有需要虛擬化的服務(wù)器上安裝ESXi 5.5，并進行系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)配置。其次，在Windows客戶端上安裝VMware vSphere Client 5.5，該程序是訪問ESXi主機的工具。最后，安裝vCenter虛擬控制中心管理多臺ESXi主機。在管理服務(wù)器上安裝VMware vCenter Server，創(chuàng)建數(shù)據(jù)中心和集群，將所有的EXSi主機添加到集群中來，并配置相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)端口[11]。

3.2 虛擬機的創(chuàng)建與系統(tǒng)的安裝

（1）使用vSphere Client登錄vCenter；（2）右鍵點擊集群名稱，選擇“新建虛擬機”；（3）選擇自定義，輸入虛擬機名稱，如計應(yīng)1班01；

（4）選擇虛擬機文件存儲的位置；

（5）選擇虛擬機操作系統(tǒng)類型，此次選擇redhat 6；（6）給虛擬機分配內(nèi)存和硬盤空間；

（7）將系統(tǒng)ISO文件掛載到虛擬機的光驅(qū)中進行系統(tǒng)安裝，接下來安裝過程跟普通臺式機上安裝類似。

通過制作虛擬機模板或克隆虛擬機，可快速完成多臺虛擬機的創(chuàng)建和系統(tǒng)的安裝，十分高效便捷。

3.3 Linux教學(xué)實驗

Linux實驗可分為基礎(chǔ)操作實驗和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器配置實驗?；A(chǔ)操作實驗主要有以下幾類：系統(tǒng)的安裝、Shell基本應(yīng)用、Linux文件系統(tǒng)、系統(tǒng)管理、vi編輯器的使用等。網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器配置實驗主要有以下四類：DHCP服務(wù)器配置管理、DNS服務(wù)器配置管理、Samba服務(wù)器配置管理和Web服務(wù)器配置管理[12,13]。學(xué)生可隨時隨地訪問實踐平臺完成上述實驗，且不用擔(dān)心數(shù)據(jù)的丟失，教師查看實驗結(jié)果也十分方便。服務(wù)器配置實驗完成后均需要客戶機來驗證實驗結(jié)果，使用虛擬實驗平臺，每臺學(xué)生機可充當(dāng)客戶機完成自我測試。

3.4 虛擬機的快照與恢復(fù)功能

Linux很多實驗操作對系統(tǒng)具有很大的危險，比如系統(tǒng)設(shè)置及修改、磁盤管理等，虛擬機的快照功能類似于系統(tǒng)的備份還原功能，可將系統(tǒng)恢復(fù)到快照時刻的狀態(tài)，避免了學(xué)生的誤操作帶來的影響。此外，通過快照管理功能可以方便地保存學(xué)生每次實驗的結(jié)果，靈活地調(diào)整實驗的作業(yè)時間，改變了傳統(tǒng)的實驗?zāi)Ｊ?，大大提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

4 結(jié)束語

基于虛擬技術(shù)搭建的Linux實踐平臺，充分利用服務(wù)器資源，不僅能很好地滿足課程對環(huán)境的要求，而且有效解決傳統(tǒng)實驗機房存在的弊端，緩解實驗設(shè)備和場地不足的問題，給學(xué)生創(chuàng)造有利的實踐環(huán)境，為課程實踐教學(xué)提供了一種有效的解決方案，具有廣闊的應(yīng)用前景。

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The Construction of Linux Practical Teaching Platform Based on Virtual Technology

Lin Xiantu
(Taizhou Vocational College of Science & Technology, Taizhou 318020, China)

“Linux network operating system” is an important professional course offered by computer major in vocational colleges, which focuses on cultivating students’ practical ability. It is adverse to students’ practice for the issues such as the installation of hardware protection cards in experimental computer room and shortage of experimental resources. This paper presents how to construct Linux practice platform based on virtual technology. To build Linux practice environment, it uses VMware to virtualize high-performance servers and makes full use of network and server resources. This system makes teaching demo and students’ practice synchronous, effectively solving the problems of traditional teaching environment, and providing students with the practice environment that is not limited by time and place, improving students’ practical ability and teaching quality.

Linux; Virtual technology; Vmware; Teaching practice

TP311

A

10.3969/j.issn.1003-6970.2017.05.011

本文受浙江省教育技術(shù)研究規(guī)劃課題(JB130)資助

林仙土(1984-)，男，浙江省，碩士研究生，信息系統(tǒng)項目管理師，主要研究方向為計算機應(yīng)用、虛擬化、云計算等。