利用虚拟机提高网络实训教学效果应用研究
摘要：在计算机专业教学中引入虚拟机作为辅助手段，目前已成为计算机教学领域重要的教学辅助方法，也被计算机教学工作者进行了较多的研究和探讨。本文主要介绍虚拟机技术配合vmware虚拟机软件进行网络实训教学的具体应用。
关键词：虚拟机；vmware；网络实训
中图分类号：g642 文献标识码：a 文章编号：1007-9599　（2012）　18-0000-02
1 引言
在中职计算机网络教学中，如何提高对学生实践技能的培养更加重要，所以，普遍开设了网络实训课，网络课程由原来的网络理论为主，变成网络实训为主。但是往往在操作系统课程的教学中受限于以下三点：
（1）计算机机房管理。学校的机房由管理员统一安装、管理，通常通过硬盘保护卡来实现对计算机系统的保护，不允许学生生造安装操作系统及应用软件。
（2）个人计算机对系统的潜在威胁。学生个人计算机配置通常比学校机房的好，但是学生很少会在自己的计算机上进行频繁分区、格式化、安装操作系统等操作。如果经常对计算机硬盘进行分区和格式化，会影响计算机硬盘寿命。网络教学又需要进行一些操作系统方面的“危险”性操作，那么在学生个人的计算机上操作很可能就会破坏原来的系统，甚至数据。
（3）个人计算机数量不足。在校学生计算机毕竟还没有普及。在学生个人计算机不足的情况下，网络实验就不能顺利进行，只能局限于做一些上网实验。
上述三个问题既影响到教师的教学演示，也会影响到学生的实际操作效果，导致学生对实训课程学习热情不高。虚拟机技术的引入，能够很好的解决这个问题。
2 虚拟机技术及vmware软件介绍
所谓虚拟机就是由虚拟机软件模拟出来的计算机，或称为逻辑上的计算机（guest　os）。每个虚拟机都具有模拟出来的同物理计算机相同的运行环境，包括硬件层，驱动接口，操作系统及应用层，都建立在pc机的应用环境下，属于用户级的软件。同时利用虚拟机软件可以在一台物理计算机上模拟出来多个逻辑上的计算机，运行多个操作系统，还可以将这些计算
机相互连接起来形成网络，虚拟计算机能同时运行的数量多少由计算机本身配置决定。而且在虚拟机的环境下，用户可以在同时运行的多台虚拟机中来回切换，而无需重新启动系统。
目前，应用广泛的虚拟机软件主要有vmware公司的vmware　workstation及ms公司的virtual　pc，这两个虚拟机软件应用功能基本相同。
笔者使用的是vmware，因为它支持的操作系统种类更多一些。许多人称该软件为“虚拟机软件”，但它本身并不是一台虚拟机，而是通过vmware却能在一台实体机器上虚拟出多台计算机，每台虚拟计算机均有自己独立的硬件组成，均可安装各自独立的操作系统。这些虚拟计算机还可以利用vmware提供的虚拟网络交换机进行连接，实现在一台实体机器上模拟完整的网络环境。对于企业的it开发人员、系统管理员、各种网络学习人员而言，vmware在虚拟网络，实时快照，拖曳共享文件夹，支持pxe等方面的特点使它成为必不可少的工具。
vmware是一个成熟的软件，版本众多，如全国技能大赛使用的就是vmware　server　1.08。该版本一是不太适合在windows　xp中使用，二是该版本完全安装版是全英文界面，不太适合于普通的教学。笔者选用的是windows server 2012四个版本vmware　7中文版，方便了英文不好的同学。
3 vmware在网络实训教学中的应用
通过vmware内部预设的网络模型，你可以非常简单的实现桥接、nat和host-only网络，这三种网络模型中，除“桥接”在网络实验中应用较为广泛外，其余两种的应用不是十分广泛，当然在实际的生产环节中是极为有用的。在搭建各种实验网络模型的需求下，自定义拓扑模型才能全方位的实现目标。
在一台虚拟的计算机上，你最多可以使用三张网卡。通过灵活的添加网卡，你可以实现各种复杂的实验拓扑。例如：你可以给一台安装windows2000操作系统的虚拟计算机安装两张网卡，这两张网卡分别连接不同的虚拟交换机，然后在windows2000上启用路由器功能，再创建另外的两台虚拟计算机并分别连接这两个虚拟交换机，从而模拟两个跨网段的网络试验。当然，你也可以在一台虚拟计算机上安装三张网卡，再在虚拟计算机上安装routeros之类的软件路由器软件，将这三张网卡分别连接不同的虚拟交换机，最后再创建另外的三台虚拟计算机连接到这三个不同的虚拟交换机，从而模拟三个跨网段的局域网环境。如果你的实体计算机足够的“power”，你完全可以根据你的需求，在一台实体计算机上创建多台的虚拟计算机，充分利用vmware提供的十个虚拟交换机，模拟超大型网络的实验环境。
以下的拓扑是我在给学生讲授网络服务和管理中最常用的一个自定义的网络模型：
在上面的拓扑中，我在一台实体计算机上定义了四台虚拟计算机，其中虚拟计算机一和虚拟计算机三上安装了routeros操作系统（一种基于linux的软路由器和防火墙操作系统），在虚拟计算机二上安装了windows　2008实现包括web服务在内的各种网络服务，在虚拟计算机四上安装windows　xp充当内部网络的客户机。同时，将实体计算机上模拟成internet的环境。通过以上的拓扑，充分实现了一个仿真大型企业网和internet并存的实验环境。
另外，需要引直重视并加以实际动用的是vmware的快照和恢复功能。它可以在虚拟机启动、关闭或暂停时为虚拟机进行快照，形成镜像文件并随意恢复到原有状态。镜像文件将保存虚拟机的所有状态，不论虚拟硬盘上的所有数据处于什么状态。并且在虚拟机操作系统运行时进行快照也不会影响客户操作系统的运行。
上述功能主要是针对网络操作系统的系统设置及修改实验时，涉及到的用户管理、磁盘管理、文件系统创建、磁盘配额等实验中，有个别实验对系统而言具有相当的“危险”性。虽然对于虚拟机上的操作系统不会造成什么危害，但是会对影响到实验顺利进行，必须利用利用上述来解决这一问题。尤其是对于初学用户而言，可以规避在真正的物理计算机上操作时出现的风险。
4 结语
利用虚拟机vmware软件来辅助计算机网络实训教学，由于所有的网络连接都是利用软件本身的功能来实现的，根本不存在真实的物理网络中经常存在的网线或网络设备等原因造成的网络故障，这样对计算机硬件并不造成损害，实现了传统的教学手段某些无法完成的操作，既保证了教学质量又节省经费。
目前该类软件已经是我校计算机网络实训室的重要组成部分，通过使用该类软件，提高了同学们的学习兴趣和信心。本校开设的《windows　server　2008操作系统》课程就是利用虚拟机进行教学，其效果良好。

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