王 蘋，王雯玥，袁學(xué)民

（天津大學(xué) 管理與經(jīng)濟(jì)學(xué)部，天津 300072）

0 引言

目前,面對飛速發(fā)展的科技智能,企業(yè)智能化、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等紛紛涌現(xiàn),社會發(fā)展需要大批具有信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)、開發(fā)、實(shí)現(xiàn)和管理的專業(yè)人才。 如何培養(yǎng)具有自身特色的滿足社會需求的專業(yè)人才成為新工科背景下加強(qiáng)信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)人才系統(tǒng)能力培養(yǎng)的首要任務(wù)［1-2］。 操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識和服務(wù)器相關(guān)知識無疑是繞不開的學(xué)習(xí)要點(diǎn),但在實(shí)際的教學(xué)過程中,學(xué)生很少能夠親自經(jīng)歷操作系統(tǒng)和服務(wù)器的生命周期流程,包括操作系統(tǒng)的安裝卸載、服務(wù)器的配置使用等。 本著理論與實(shí)踐并重的理念,本文設(shè)計(jì)了Windows Server 安裝以及網(wǎng)站部署教學(xué)實(shí)驗(yàn)。

1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)解析

1.1 設(shè)計(jì)理念

該實(shí)驗(yàn)主要目的是使學(xué)生:

(1)通過虛擬機(jī)技術(shù)安裝服務(wù)器操作系統(tǒng),了解操作系統(tǒng)和硬件之間的關(guān)系。

(2)通過Web 網(wǎng)站的部署過程,了解服務(wù)器在網(wǎng)站運(yùn)行上的功能。

(3)通過虛擬機(jī)中網(wǎng)絡(luò)配置過程,了解網(wǎng)絡(luò)的接入方式和劃分方法,了解IP 和域名的概念和作用。

(4)鍛煉學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力。

(5)對系統(tǒng)軟件原理等相關(guān)課程有更深入的理解和更高昂的興趣。

該實(shí)驗(yàn)強(qiáng)調(diào)學(xué)生的自主、探究以及合作學(xué)習(xí),在實(shí)驗(yàn)過程中,教師發(fā)揮引導(dǎo)和答疑的作用。 同時(shí),該實(shí)驗(yàn)的綜合性較強(qiáng),綜合了多種知識技能,包括計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)［3-6］、網(wǎng)站部署、服務(wù)器管理、虛擬機(jī)等相關(guān)知識,能夠有效地幫助學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行理解、記憶與強(qiáng)化。 實(shí)驗(yàn)流程如圖1 所示。

圖1 實(shí)驗(yàn)流程

1.2 技術(shù)原理

1.2.1 Windows Server 簡介

任何計(jì)算機(jī)的運(yùn)行離不開操作系統(tǒng),服務(wù)器也一樣。 服務(wù)器操作系統(tǒng)一般指的是安裝在大型計(jì)算機(jī)上的操作系統(tǒng),比如Web 服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器等,是企業(yè)IT 系統(tǒng)的基礎(chǔ)架構(gòu)平臺,也是按應(yīng)用領(lǐng)域劃分的3 類操作系統(tǒng)之一(另外2 種分別是桌面操作系統(tǒng)和嵌入式操作系統(tǒng))。 主流服務(wù)器操作系統(tǒng)分類,如表1 所示。

表1 主流服務(wù)器操作系統(tǒng)及其特點(diǎn)

1.2.2 服務(wù)器虛擬化

服務(wù)器虛擬化是通過整合以達(dá)到節(jié)省空間的目的,是當(dāng)前計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展方向。 服務(wù)器虛擬化將多臺服務(wù)器整合到一臺服務(wù)器中,對計(jì)算機(jī)服務(wù)器內(nèi)部硬件系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化改革,完成服務(wù)器系統(tǒng)的優(yōu)化創(chuàng)新,利用虛擬化技術(shù)功能實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的虛擬化處理,實(shí)現(xiàn)運(yùn)行多個(gè)虛擬環(huán)境,以此節(jié)約服務(wù)器虛擬化技術(shù)應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)成本以及資源成本,提升服務(wù)器的工作效率［7-8］。 虛擬機(jī)一大優(yōu)勢就是使用者對服務(wù)器管理變得更加容易、安全、更容易更新。 另外,部署一臺虛擬機(jī)比部署一臺物理機(jī)要快得多,可以在幾秒內(nèi)克隆或者部署新的虛擬服務(wù)器,從而不斷地改變和適應(yīng)業(yè)務(wù)的不同需求。 同時(shí),使企業(yè)數(shù)據(jù)變得更加安全,虛擬化服務(wù)器可以實(shí)現(xiàn)在多個(gè)服務(wù)器上面運(yùn)行一個(gè)應(yīng)用程序。 這意味著,當(dāng)一臺服務(wù)器出現(xiàn)故障或者被攻擊,在另外一臺服務(wù)器可以繼續(xù)運(yùn)行相同的應(yīng)用程序,減小了服務(wù)器中斷的可能性。 但虛擬化也存在一些缺點(diǎn),具體如表2 所示。 目前,國際上流行的幾種虛擬化方案主要有Citrix(Xen內(nèi)核),Hyper-v(微內(nèi)核),vmware(Esxi內(nèi)核),國產(chǎn)化方案則有噢易云、深信服、華為等。 國內(nèi)虛擬化方案起步晚,但發(fā)展迅速,尤其在國內(nèi)教育行業(yè)已占有一席之地。 學(xué)校和企業(yè)在信息化管理過程中陸續(xù)采用了服務(wù)器虛擬化技術(shù)［9-11］。信息管理與信息系統(tǒng)類專業(yè)課程中關(guān)于服務(wù)器虛擬化方面的內(nèi)容很少。 很多同學(xué)本科畢業(yè)時(shí)仍不知道服務(wù)器、虛擬化等概念。 本文設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)需要教師在教學(xué)過程中為學(xué)生講解目前的服務(wù)器虛擬化相關(guān)知識,實(shí)現(xiàn)在虛擬機(jī)上部署Web 網(wǎng)站［12-13］,緊跟時(shí)代技術(shù)的快速發(fā)展,為學(xué)生科普目前國內(nèi)國外虛擬化發(fā)展現(xiàn)狀,提升學(xué)生的就業(yè)競爭力。

2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

2.1 實(shí)驗(yàn)環(huán)境要求

2.1.1 硬件準(zhǔn)備

實(shí)驗(yàn)環(huán)境要求為每一位同學(xué)準(zhǔn)備一臺物理計(jì)算機(jī),物理計(jì)算機(jī)的性能配置要求:內(nèi)存8G 以上,硬盤50G 以上,CPU4 核以上。 網(wǎng)絡(luò)配置要求學(xué)生實(shí)驗(yàn)用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在同一個(gè)局域網(wǎng)下,可以獲取DHCP。

2.1.2 軟件準(zhǔn)備

每臺物理計(jì)算機(jī)安裝Windows 10 操作系統(tǒng),并安裝軟件:VMware Workstation Pro 16.0。 D 盤目錄下準(zhǔn)備好:Windows Server 2016 操作系統(tǒng)安裝鏡像文件。

2.2 實(shí)驗(yàn)過程

2.2.1 在VMware Workstation Pro 中安裝Windows Server 2016

(1)創(chuàng)建虛擬機(jī)。

學(xué)生打開實(shí)驗(yàn)室計(jì)算機(jī)中已經(jīng)安裝好的VMware Workstation Pro,在教師指導(dǎo)下完成新建虛擬機(jī)的操作。 在學(xué)生配置期間,教師可以從配置信息展開教學(xué),講述與系統(tǒng)軟件相關(guān)的計(jì)算機(jī)硬件相關(guān)知識,擴(kuò)寬學(xué)生的知識面。 虛擬機(jī)創(chuàng)建時(shí)的配置,如表3所示。

表3 新建虛擬機(jī)配置信息

虛擬機(jī)配置完畢后,教師詢問學(xué)生對虛擬機(jī)配置步驟是否有不理解的地方,并就此進(jìn)行答疑,并且鼓勵(lì)學(xué)生期間使用網(wǎng)絡(luò)搜索的手段解決問題。

(2)安裝Windows Server 2016。

開啟虛擬機(jī),進(jìn)入如圖2 所示的安裝界面。

圖2 啟動(dòng)虛擬機(jī)

進(jìn)入虛擬機(jī)后,根據(jù)提示按下電腦鍵盤任意鍵,按照界面指引進(jìn)行各項(xiàng)設(shè)置,具體設(shè)置,如表4 所示。

表4 Windows Server 2016 安裝設(shè)置

2.2.2 Windows Server 2016 中IIS10 安裝配置

指導(dǎo)學(xué)生在開始菜單中找到服務(wù)器管理器,使用添加角色和功能向?qū)О惭bIIS,具體配置如表5 所示。

表5 IIS 安裝及配置

完成角色功能添加后,教師引導(dǎo)學(xué)生通過開始菜單找到Windows 管理工具,打開IIS 管理器。 在IE 瀏覽器中輸入:http:/ /localhost/,彈出iis 默認(rèn)網(wǎng)站首頁,如圖3 所示。

圖3 IIS 配置成功示意

如此,一個(gè)簡單的Web 服務(wù)器已經(jīng)搭建完成,學(xué)生可以在此基礎(chǔ)上部署網(wǎng)站。

2.2.3 NET Core 項(xiàng)目新建、改造、發(fā)布、部署

學(xué)生以2～3 人為一組,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生們的能動(dòng)性。以小組為單位建立一個(gè).NET Core Web 項(xiàng)目,要求實(shí)現(xiàn)一些基礎(chǔ)功能,首頁內(nèi)容介紹小組成員情況。

首先,需要使用Visual Studio 創(chuàng)建一個(gè)新的ASP.NET Core Web 項(xiàng)目,如圖4 所示。

圖4 新建項(xiàng)目

學(xué)生在建立項(xiàng)目過程中需結(jié)合信息系統(tǒng)開發(fā)、c＃語言等課程內(nèi)容,運(yùn)用Web 開發(fā)等相關(guān)知識,對網(wǎng)站進(jìn)行個(gè)性化編程。 在編程過程中,學(xué)習(xí)簡單的網(wǎng)站前端開發(fā)技術(shù)并進(jìn)行應(yīng)用。 開發(fā)完畢后,學(xué)生需對完成的項(xiàng)目進(jìn)行發(fā)布,如圖5 所示,選擇文件夾,將項(xiàng)目發(fā)布到本地文件夾中。 學(xué)生還可以選擇使用命令行dotnet publish-c release發(fā)布。至此,學(xué)生基本完成了操作系統(tǒng)安裝、服務(wù)器配置以及網(wǎng)站發(fā)布的實(shí)驗(yàn)全過程。 在網(wǎng)站發(fā)布到本地后,學(xué)生須自行探索如何將網(wǎng)站部署至服務(wù)器,進(jìn)行IIS 配置,驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。 其他小組同學(xué)在同局域網(wǎng)內(nèi)通過計(jì)算機(jī)能夠訪問本小組搭建的網(wǎng)站。 學(xué)生在完成實(shí)驗(yàn)后需要完成實(shí)驗(yàn)手冊中預(yù)留的問題,教師檢查學(xué)生網(wǎng)站部署成果,并且請各個(gè)小組分享自己在發(fā)布網(wǎng)站中遇到的問題。

圖5 網(wǎng)站發(fā)布Fig.5 Website publishing

3 實(shí)驗(yàn)總結(jié)

在該實(shí)驗(yàn)中,學(xué)生可能在以下4 個(gè)方面遇到問題:(1)網(wǎng)絡(luò)配置問題。

(2)發(fā)布防火墻設(shè)置問題。

(3)虛擬機(jī)卡頓問題。

(4)端口與IP 填寫有誤的問題。

很多學(xué)生通過小組討論、積極運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)搜索工具、詢問老師等方式解決了以上問題。 教師在整個(gè)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)過程中需要深入到學(xué)生中間,盡可能地通過每一環(huán)節(jié)的總結(jié)將重點(diǎn)和難點(diǎn)最大化地傳授給學(xué)生們。

4 結(jié)語

通過設(shè)計(jì)“Windows Server 安裝以及網(wǎng)站部署”綜合實(shí)驗(yàn),將Server 系統(tǒng)安裝、服務(wù)器虛擬化、網(wǎng)站建設(shè)和部署等信息系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用于系統(tǒng)軟件原理本科實(shí)驗(yàn)教學(xué),教學(xué)效果提升明顯。 教師通過這種綜合性實(shí)驗(yàn)的方式講解知識點(diǎn),能極大地提高學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣,提升學(xué)生的動(dòng)手操作能力,激發(fā)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)操作的積極性和主動(dòng)性。