虛擬機在網(wǎng)絡(luò)實驗中的應(yīng)用

文章編號：1672-5913(2008)16-0036-01

摘要：鑒于很多實驗設(shè)備很難人手一份，且避免因操作不當而損壞物理實驗設(shè)備，我院利用虛擬機進行輔助實驗，建立虛擬網(wǎng)絡(luò)實驗室，克服時間和空間的限制，節(jié)省投資，升級方便，使學生能夠跟上網(wǎng)絡(luò)設(shè)備更新?lián)Q代的速度，掌握最新的技術(shù)。本文介紹了我院的具體做法。

關(guān)鍵詞：虛擬機；網(wǎng)絡(luò)實驗室；實驗教學

中圖分類號：G642

文獻標識碼：B

1引言

計算機網(wǎng)絡(luò)課程有很多實踐性的課程，如“使用組網(wǎng)技術(shù)”、“服務(wù)器的配置與管理”、“局域網(wǎng)組建”等。這些課程有很多的實驗內(nèi)容，這些實驗內(nèi)容都需要在專業(yè)實驗室中完成，加上實驗項目內(nèi)容上有一定的連貫性，因此此專業(yè)實驗室不能提供給其他授課對象使用，從而造成了學校投入加大、資源浪費。因此，我們在該課程中借助虛擬機來解決上述問題。

2虛擬機在網(wǎng)絡(luò)實驗中具體應(yīng)用的實例

2.1虛擬機在實驗機房中的應(yīng)用

目前各學校計算機房中的計算機都裝有一鍵還原或還原卡等軟硬件，目的是防止學生對系統(tǒng)配置進行隨意修改，減輕機房管理人員工作量，易于網(wǎng)絡(luò)維護。但問題也會出現(xiàn)，比如學生在網(wǎng)絡(luò)實驗中配置各種服務(wù)器的過程中，有些配置需要重啟才能生效，但由于計算機中的還原卡或還原軟件使得之前的配置丟失，不利于課程的進行。另外在安裝網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器時，若讓學生將機房的機器重裝系統(tǒng)的話，會很浪費時間，并且在完成這部分課程學習后機房管理人員又要重新裝機。還有一個問題就是由于網(wǎng)絡(luò)實驗需要網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，學生下課離開機房后想進行實驗復(fù)習也無從下手，因此我們把虛擬機引入到網(wǎng)絡(luò)試驗的課堂上。

將實驗室的每臺計算機都裝上2臺虛擬機，這樣就使得機房中可用的計算機數(shù)量增加了2倍，學生可以將本機上的三臺“計算機”設(shè)置成一個子網(wǎng)，在該“網(wǎng)絡(luò)”內(nèi)進行網(wǎng)絡(luò)實驗，這樣與其他同學互不影響。另外，也可以將虛擬機的使用方法教與學生，讓他們在自己的計算機上也安裝上虛擬機，這樣他們在課堂以外也可以就一些簡單的網(wǎng)絡(luò)實驗進行練習，遇到問題上課再請教老師。此舉有效地解決了學生課下無法進行網(wǎng)絡(luò)實驗的困擾，也大大提高了網(wǎng)絡(luò)教學效果。

2.2虛擬機在解決網(wǎng)絡(luò)實驗課程時間不足中的應(yīng)用

學校的每節(jié)課都有時間限制，一般為45分鐘一節(jié)課，實驗課一般會兩節(jié)連上，加上課間休息時間，最長為100分鐘。這樣的時間安排給實驗課教學帶來了困難，如果學生實驗內(nèi)容不能在規(guī)定的時間段內(nèi)完成，既影響其他課程的教學，也會影響實驗內(nèi)容的教學。使用虛擬機的快照功能可以使實驗內(nèi)容不受時間的限制，本次課內(nèi)不能完成的項目，下一次課可以繼續(xù)完成。

啟動虛擬機進行實驗內(nèi)容的訓練，如果訓練內(nèi)容進行過程中，剩余的時間已經(jīng)不能完成實驗時，可以執(zhí)行“虛擬機－〉快照－〉創(chuàng)建快照”菜單命令，打開創(chuàng)建快照對話框，在此對話框中可以對需要創(chuàng)建的快照進行簡單的描述，以記錄此次快照的內(nèi)容，單擊“確定”按鈕，創(chuàng)建一個快照，將此時的虛擬機的狀態(tài)以文件的形式保存在物理計算機中，下次實驗課時，執(zhí)行“虛擬機－〉快照－〉恢復(fù)到快照”菜單命令，將本次保留的虛擬機狀態(tài)恢復(fù)出來，繼續(xù)進行實驗內(nèi)容的練習。這樣可以使所有的實驗內(nèi)容連續(xù)進行，很好地解決了實驗項目受時間限制的問題。

2.3虛擬機在磁盤分區(qū)實驗中的應(yīng)用

Windows Server 2003系統(tǒng)將磁盤分為基本磁盤和動態(tài)磁盤，動態(tài)磁盤可以提供一些基本磁盤不具備的功能，如可以創(chuàng)建可跨多個磁盤的卷和創(chuàng)建具有容錯能力的卷(如鏡像卷和RAID-5卷)。鏡像卷使用的是RAID-1技術(shù)，數(shù)據(jù)將同時向兩塊硬盤上寫入，兩塊硬盤中保存狀態(tài)是一樣的，當其中一塊硬盤出現(xiàn)故障時，可以保證數(shù)據(jù)的完整性。RAID-5卷被稱為帶有奇偶校驗的帶區(qū)集，在向卷中寫入數(shù)據(jù)時還要寫入校驗信息，這些信息被寫入不同的硬盤中，可以在原數(shù)據(jù)部分丟失的情況下通過剩余的數(shù)據(jù)和校驗信息恢復(fù)丟失的數(shù)據(jù)。RAID-5卷的創(chuàng)建至少需要3塊硬盤，最多需要32塊硬盤。

由于磁盤管理的實驗項目需要多塊硬盤才能完成，而學校的機房又不可能為了幾個實驗項目將每臺計算機配置3個以上的硬盤，因此磁盤管理的實驗內(nèi)容只能由教師做驗證，學生沒有實踐機會，影響了教學效果。使用虛擬機可以很好地解決磁盤管理的實驗項目。

啟動虛擬機軟件，在虛擬機軟件的工作窗口中選擇虛擬的計算機，執(zhí)行“虛擬機-〉設(shè)置”菜單命令，打開“虛擬機配置”對話框。在該對話框中選擇“硬盤”后，單擊“添加”按鈕，給虛擬機添加新的虛擬硬盤，并且可以根據(jù)實驗的需要添加足夠的硬盤，完成鏡像卷、RAID-5卷的創(chuàng)建實驗。在此實驗中，如果需要對實驗效果進行驗證，可以在卷創(chuàng)建完成后，拷貝一些數(shù)據(jù)到卷中，關(guān)閉虛擬機后，再將某個硬盤刪除(表示硬盤損壞)，啟動虛擬機，查看數(shù)據(jù)是否可用。對于鏡像卷，數(shù)據(jù)是可用的；對于RAID-5卷，數(shù)據(jù)是不可用的，需要對卷進行修復(fù)操作。修復(fù)操作是再給虛擬機添加一塊硬盤，啟動系統(tǒng)后進行修復(fù)操作，修復(fù)完成后，原來的數(shù)據(jù)就可以恢復(fù)出來。

2.4虛擬機的其他應(yīng)用

除上述應(yīng)用的實例外，虛擬機還有其他一些更為強大的功能，如下：

(1) 測試操作系統(tǒng)，例如，在虛擬機中測試Windows 2003、Windows Vista；測試應(yīng)用程序與軟件(如WinRAR

最新版本、Exchange Server 2007等)。

(2) 完成網(wǎng)絡(luò)實驗，例如Windows Server 2003的Active Directory實驗、遠程安裝(RIS)與Windows部署實驗、基本網(wǎng)絡(luò)實驗DHCP、DNS、DFS、RRAS、廣域網(wǎng)實驗、VPN實驗。

(3) 其他現(xiàn)實不具備條件的實驗，如群集實驗、磁盤陣列實驗；無盤類實驗；有一定危險性的實驗，如網(wǎng)絡(luò)安全實驗或者分區(qū)、格式化、數(shù)據(jù)恢復(fù)實驗。

(4) 實用實驗。制作實用環(huán)境，如全國計算機等級考試報名系統(tǒng)、四六級報名系統(tǒng)、網(wǎng)上銀行在線交易系統(tǒng)；軟件測試環(huán)境，如制作XP、XP SP1、XP SP2、Windows 2000、Windows 2000 SP4的測試環(huán)境。

3結(jié)束語

由于虛擬機與物理計算機是完全隔離的，其操作環(huán)境與真實環(huán)境幾乎沒有差異，可以在虛擬計算機中進行分區(qū)、格式化、文件刪除，甚至損壞文件系統(tǒng)、感染病毒、進行網(wǎng)絡(luò)攻擊等對系統(tǒng)具有毀滅性的操作而不必擔心這些操作會影響物理計算機。所以虛擬機不僅可以應(yīng)用于計算機網(wǎng)絡(luò)類的課程中，還可以應(yīng)用于“常用工具軟件”、“計算機應(yīng)用基礎(chǔ)”、“因特網(wǎng)應(yīng)用”、“計算機組裝與維護”等課程的教學中，為學校提高教學效率、加強教學管理與機房的管理提供了有力的保障。

參考文獻：

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