用虛擬機構建Linux實驗環境

摘要:通過對虛擬機技術分析，闡述了虛擬機可以提高效率、節約資源，是解決高校計算機專業實驗的最有效手段。通過較詳細的操作步驟，用VMware workstation創建Linux系統實驗環境，同時提出Linux虛擬機中可做的常規實驗，對虛擬機實驗開發具有一定的參考價值。

關鍵詞:虛擬機;虛擬技術;Linux;實驗環境;實驗項目

中圖分類號:TP311文獻標識碼:A文章編號:1009-3044(2010)02-290-02

Constructing Linux Experimental Surroundings Through Visual PC

HE Zheng-xiang， REN Wen

(Computer Science School of Gansu Institute of Political Science and Law， Lanzhou 730070， China)

Abstract: The article， through analyzing the technology of visual PC， points out that its use can improve the efficiency， save resources， as a result， is the best way to satisfy the demand of experiments conducted in computer science major. It also specifies the operative steps， which constructs the systematic experimental surroundings by Vmware workstation， meanwhile lists the routine tests done in Linux visual PC. The paper is of somewhat referrence to the visual PC experiments.

Key words: visual PC; visual technology; experimental surroundings; experimental project

隨著計算機技術的發展，國內操作系統的應用由Windows 2000 professional 、Windows 2000 XP、Windows 2000 server一統天下的局面轉變Windows 系列與UNIX、Linux、OS/2、Solaris共存的局面。最近幾年，由于Linux的開源性，使得其在網站服務器、嵌入式系統開發、操作系統教學中使用愈來愈普及;在企業應用中基于Linux的應用系統愈來愈多，在IT外包服務中地位日益突出，在各種考研及考證中份量不斷增加。這些都要求計算機教學中不斷加強Linux的教學內容，而許多計算機實驗室都裝的是Windows系列操作系統，為完成Linux教學實驗，目前通常用下面三種方法構建實驗平臺:1)將計算機格式化，裝入Linux系統;2)在原有的Window系統之上，再裝Linux系統，構成雙系統平臺，在啟動的時候選擇進入所需系統;3)利用虛擬機，在宿主機操作系統內進入Linux。

前兩種方法對實驗室管理人員帶來了巨大的工作量，主要原因是學生平時用的仍然是Windows系列，像全國計算機等級考試、ATA所做的各類考試、網上進行的各類考試仍然基于Windows平臺。由于實驗室計算機數量的限制，若僅僅為了完成Linux實驗固定部分計算機就會造成資源浪費;若不斷重裝系統，考慮到實驗教學至少一個教學班，將使實驗室管理人員不堪重負;這些最終造成Linux實驗流于老師的演示教學，無法達到教學目標。只有第三種方法，才是行之有效的方法。

1 虛擬機技術[1]

虛擬機(Virtual Machine，簡稱VM)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，該計算機完全由軟件模擬創建，并實現物理計算機的各項功能，它具備和物理計算機相似的屬性。通過安裝虛擬機軟件，原有的計算機硬件配置不變，創建虛擬計算機、網絡設備等，利用創建好的虛擬機可進行Linux的各種實驗。

虛擬機技術最早是由IBM公司為實現其大型計算機系統的安全共享而提出的，隨后，這種技術被成功移植到PC領域。典型的虛擬機系統有IBM公司的VM/370、Microsoft 公司的Virtual PC系列、VMware公司的VMware系列。Virtual PC系列雖功能強大，但僅支持Microsoft系列操作系統，VMware能夠方便的架構異構的操作系統，可滿足Linux實驗教學要求，故本文選用其做為虛擬機軟件。

2 用VMware構建Linux實驗環境

VMware目前的最新版本是VMware Workstation 6.5，對PC機的配置要求不高，目前的PC機基本都能安裝。為了保證其順利運行，CPU最好采用雙核，內存容量512MB以上，可用硬盤空間1GB以上。這里我們使用VMware Workstation 6.5來創建虛擬機，以Windows XP為宿主機。

2.1 創建Linux虛擬機[2]

1)啟動VMware，如圖1設置基本內存160MB和硬盤空閑空間8GB。

2)在虛擬機\"file\"菜單中選擇\"new\"創建新的虛擬機，如圖2輸入虛擬機的名稱和目標位置、選擇欲創建的操作系統\"Linux\"。在此可裝系統有Microsoft windows、Linux、Novell Netware、Sun Solaris等。

3)將Linux安裝光盤放入光驅或安裝鏡像文件(.iso)放入指定目錄，單擊“next”開始進行安裝。

4)進行Linux安裝。確定安裝類型為服務器(如圖3)，共有四種(個人桌面、工作站、服務器、定制)，然后進行磁盤設置(如圖4)，進行軟件包安裝(如圖5)，其間可根據提示更換安裝光盤或鏡像文件;最后設置root用戶的口令。

5)用vmware播放Linux虛擬機，如圖7所示，輸入用戶名和口令即可進入Linux系統。

2.2 虛擬計算機與主機的網絡關系[3]

虛擬計算機與主機的網絡關系有四種模式:Bridged模式、NAT模式、Host-only模式、not-use模式。

1)Bridged模式:這一模式適用于宿主機需要獨立上網的情況。默認與VMnet0接口相連，在這種模式下，客戶機通過網橋直接連接外部物理網絡，客戶機和宿主機地位相同，都是本地網絡的一個獨立主機，客戶機與宿主機處于同一網段內，使用本地網絡的不同IP地址。

2)NAT模式:默認與VMnet8接口相連，該模式采用網絡地址轉換(Network Address Translation，簡稱NAT)技術，客戶機經宿主機間接連接外部網絡，所有客戶機構成一個內部私有網絡，使用私有IP地址，除宿主機和同一虛擬網絡內其他客戶機外，其它外部主機一般不能訪問客戶機。

3)Host-only模式:默認與VMnet1接口相連，這種模式是一個封閉的模式，客戶機與外界隔離，默認情況下，客戶機只能訪問宿主機，如果只需建立客戶機與宿主機網絡連接的實驗環境，可以采用這種模式。

4)Not-use模式:不使用網絡，虛擬機做為單機使用。

3 Linux虛擬機中的實驗

Linux虛擬機的實驗可分為Linux基礎實驗和復雜的網絡服務器實驗。

通?？芍苯幼龅幕A實驗有以下5類[5]:

1)Linux常用命令練習，如文件操作、目錄操作、包文件處理等的實驗;

2)管道、重定向、打包、壓縮、解壓等操作的實驗;

3)用戶的創建、密碼修改、組的創建、組管理員的設定等操作的實驗;

4)操作系統課中C語言程序的編譯與運行實驗[4];

5)網絡設備的設置實驗。

復雜的網絡服務器實驗有以下8類[6]:

1)Samba服務器設置實驗，實現windows系列計算機與Linux系統之間的文件共享;

2)FTP服務器設置實驗，實現客戶機與Linux主機之間的文件傳輸;

3)域名服務器(DNS)設置實驗，實現域名的正向和反向解析，建立實驗用域名系統;

4)DHCP服務器設置實驗，實現IP地址的動態分配;

5)APACHE服務器設置實驗，實現Web服務器與Web編程控制與訪問;

6)MySQL數據庫服務器設置實驗，進行數據庫的操作練習;

7)郵件服務器的設置實驗，實現郵件收發和管理。

8)包過濾防火墻的設置實驗，理解防火墻的作用和設計。

4 結束語

虛擬機技術的應用，必將推動各類計算機高級復雜實驗的展開，提高實驗水平。由于虛擬機能實現一臺計算機運行多個操作系統，這些系統的使用如同應用軟件一樣方便，有效的節約了硬件資源，符合節能環保的發展要求，在實驗教學中具有廣闊的應用前景。

參考文獻:

[1] 虛擬化成就綠色未來——2008虛擬化技術專題[EB/OL].http://server.ccw.com.cn/topic/Virtual/index.shtml.

[2] 馬俊峰.VMware workstation 在操作系統教學中的應用[J].河南科技學院學報，2008，36(1):107-109.

[3] 毛速.虛擬機的應用[J].寧夏工程技術，2003(6):154-156.

[4] 何珍祥.用生活中的管理思想去講操作系統[J].計算機教育，2007(3):37-39.

[5] 劉兵，吳煜煌.Linux實用教程[M].北京:中國水利水電出版社，2004.

[6] 胡維華，吳卿，周旭，童孟軍.Linux網絡管理及應用[M].北京:電子工業出版社，2008.