虛擬機在計算機實驗教學中的應用

摘要：為解決學生實驗的可操作性和實驗室安全管理的穩定性之間的矛盾，引入VMware，在單機上實現虛擬網絡實驗平臺、獨立安裝運行多系統以及建立相對獨立的軟件測試環境等等，從而提高實驗教學的課堂效果。

關鍵詞：VMware；虛擬機；虛擬網絡；CMOS

中圖分類號：TP393文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2008)20-30323-03

The Virtual Machine Tests the Application in the Teaching in the Calculator

LIU Hai-ou

(Guangzhou Kangda Vocational Technical College， Guangzhou 511363， China)

Abstract: In order to solve the antinomy of of the maneuverability of student's experiment and the stability of the laboratory safe management， lead into the VMware， on board in the list carry out a virtual network experiment terrace and independently install circulate mostly govern and build up opposite and independent software a test an environment etc.， raise classroom effect of test the teaching thus.

Key words: VMware; Virtual Machine; Virtual Network; CMOS

由于計算機實驗教學中對軟硬件要求較多，許多學校無法負擔多項專項實驗室建設的費用，其實通過使用虛擬機軟件，可在不影響原有計算機的基礎上，單機構建虛擬網絡、獨立安裝運行多個不同種類的操作系統、測試軟件等等。

下面談一談虛擬機在計算機教學過程中的應用。

1 虛擬機軟件

虛擬機是指使用虛擬化技術在物理計算機上模擬出來的相對獨立的邏輯計算機，它具備和真正的物理主機相似的屬性，都可以分區、格式化，安裝操作系統，安裝應用程序和軟件。虛擬機是通過虛擬機軟件進行創建的。

目前常見的虛擬機軟件有：VMware、Virtual PC、VirtualBox等。由于VMware支持操作系統的類型更多，而且其網絡功能較強，所以本文以VMware Workstation 6.0.3build-80004為例進行相應說明。

硬件要求：目前的PC基本都能安裝使用VMware，其中內存的需求較大，同時打開多個虛擬機時，需要更多的內存。推薦主機內存1G以上，最大支持8G。

軟件要求：(1)Windows：支持Windows3.1至最新的Windows Server 2008；(3)UNIX（Linux）：支持常見的UNIX（Linux），比如Red Hat、Suse、Ubuntu等等；(3)其他操作系統，比如Novell Net Ware、Sun Solaris。

注：新版VMware支持64位的操作系統。

2 構建虛擬網絡

2.1 建立要使用的虛擬機

可通過向導及備份分發的方式建立，在建立過程中可選擇要安裝的操作系統類型以及硬件設置。這里以安裝Windows XP為例，通過向導建立虛擬機。基本過程如下：

選擇操作系統類型：

選擇網絡連接類型：

為虛擬機分配磁盤空間：

2.2 虛擬網絡設備

虛擬網卡：創建好虛擬機后，虛擬機會默認安裝AMD PCNET family PCI Ethemet Adapter網卡。一般虛擬機可以安裝三塊網卡。每塊網卡有四種可選網絡方式：橋接、僅主機、網絡地址轉換和自定義。

虛擬交換機：VMware提供了10個虛擬網絡設備：Vmnet0-9，這些設備可以充當交換機。

2.3 虛擬機聯網方式

(1)Bridged(橋接)方式

選擇這種方式后．虛擬機自動會加入到VmnetO交換機中．只要將虛擬機設置為和主機同樣網段的IP地址．在真實的網絡中．虛擬機就和主機擁有同樣的地位 虛擬機可以訪問真實網絡中其他共享資源。因此選擇該模式后，應該給虛擬機做好安全措施，并向管理員申請有效的IP地址。

(2)HOST—ONLY(僅主機)方式

選擇該方式后，會自動與Vmnet1交換機進行連接，創建與其他網絡隔離的獨立網絡。如果只需要主機和虛擬網絡內的虛擬機進行通信而不需要上外網時，可考慮采用這種方式。

(3)NAT(網絡地址翻譯)方式

如果主機可以連接到外網，但是我們在外網上無法為虛擬機獲得一個IP地址。我們可以采用該種模式。

2.4 安裝OS后的設置

安裝VMware-tools.exe加強顯示效果，并達到設定共享文件夾以及鼠標自由在主機與虛擬機之間移動。

根據拓撲圖創建虛擬網絡，并規劃好IP地址，再進行虛擬網絡配置

2.5 學生進行網絡實驗

子網劃分、組建對等網、組建域網絡、TCP/IP協議測試、路由器配置、代理服務器共享上網、FTP、Web服務器建立、網絡版軟件的安裝與調試等等。

3 模擬硬件

在實驗室進行CMOS設置等相關教學時，由于機器未進入操作系統，機房管理軟件的演示功能無法使用。另外，設置CMOS不當，也會對機器造成損害。而通過虛擬機軟件可很方便的解決這個難題。

4 軟件測試

很多高校開設了UNIX（Linux）方面的課程，安裝UNIX（Linux）需要特殊的磁盤分區格式，并在已存在Windows系統的電腦中建立多系統引導。這樣做一是操作復雜，需要相關專業知識，二是不太安全，容易對原有的操作系統造成影響。通過虛擬機可以獨立的全新安裝UNIX（Linux）操作系統，并且不影響原有的磁盤分區及操作系統。

另外，很多測試版的軟件都不太穩定，容易與系統產生不兼容問題，從而影響到原操作系統的正常使用，雖然機房電腦有還原卡，但不利于學生的學習與提高。通過虛擬機環境進行相關軟件的測試，比較安全方便。

5 結束語

經教學實踐證明，使用虛擬機軟件在公共計算機房構建單機多系統實驗環境，特別是虛擬網絡的建立，給實驗室建設提供了新的思路及方向。虛擬機軟件及虛擬機技術的應用體現了計算機教學環境虛擬化、系統開放化的特點，同時在一定程度上緩解了實驗設備以及場地設施的不足，并且提高了實驗設備的安全性，減少了實驗室的管理難度，并且能夠促進學生自主研發式的學習，值得推廣。

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