基于虛擬機的高職學生Linux實踐平臺的構建

吳培飛 郝阜平 溫穎

摘要：介紹了虛擬機技術、虛擬機平臺的搭建、Vmware Workstation虛擬網絡設備等，重點討論了通過VMware構建虛擬實驗平臺以解決Linux實踐教學中真實實驗環境欠缺的問題，以做到教學演示與學生實踐的同步，為Linux實踐教學提供一種有效的輔助工具。

關鍵詞： 虛擬機技術； VMware； Linux； 實踐教學

中圖分類號：TP393文獻標志碼：A文章編號：1006-8228（2012）03-35-02

Constructing Linux practice platform for students through virtual machines

Wu Peifei, Hao Fuping, Wen Ying

（Dept. of Information & Electronics, Hangzhou Professional Training College, Hangzhou， Zhejiang 310018, China）

Abstract： With the rapid development of information technology and computer specialty, Linux course is taught in most professional training colleges. The authors describes in this paper a virtual machine, the building of virtual machine platform, and Vmware Workstation virtual network devices. The paper focuses on constructing a virtual experiment platform with the VMware to solve the problem of lacking real Linux experimental environment in teaching. It makes teaching demo and student practice synchronous, and provides practical and effective help for teaching Linux.

Key words： echnology of virtual machines； VMware； Linux； practice teaching

0 引言

隨著信息技術的高速發展，高職院校計算機專業大多都開設了Linux課程，但因學校招生規模不斷擴大，而教學經費的投入跟不上學生數量的增長，網絡實驗設備的投入不能滿足學生實驗實訓需求，部分網絡實踐教學難以實現，學生專業技能的培養受到極大限制。

實踐教學在Linux教學中具有突出地位，一則它可以鞏固學生學到的課程內容；二則可以培養學生的專業技能，拉近Linux教學與就業崗位的距離。因此，如何在多系統環境下，在保證其他教學正常開展的基礎上提高Linux操作系統下的實驗教學效果已成為高校計算機實驗室迫切需要解決的問題。而利用VMware虛擬機軟件構建虛擬實驗平臺可以很好地解決這些問題。

1 虛擬機軟件VMware介紹

虛擬機技術早已經成為當今熱門的軟件技術。VMware是一款具有代表性的虛擬機軟件，利用它可以在原有操作系統中安裝多個操作系統，實現多個虛擬系統和真實主機系統的共存。VMware是真正“同時”運行多個操作系統的平臺，而且各個操作系統完全可以如Word/Excel等標準Windows應用程序那樣切換，每個操作系統都可以進行配置和測試操作。利用VMware可以在一臺電腦上模擬出若干臺機器，這些虛擬機如同真實機一樣各自擁有自己獨立的操作系統、CPU、硬盤、內存及其他硬件，用戶可以像使用普通機器一樣對它們進行分區、格式化、安裝系統和應用軟件等操作，而不影響真實硬盤的數據，甚至可以將幾臺虛擬機用網卡連接成為一個虛擬局域網。

2 VMware虛擬平臺的創建

2.1 Linux虛擬機的創建

⑴ 運行VMware Workstation 6，單擊“File→New→Virtual Machine”命令，進入創建虛擬機向導，或者直接按“Crtl+N”快捷鍵同樣可以進入創建虛擬機向導。

⑵ 在彈出的歡迎頁中單擊“下一步”按鈕。

⑶ 在“Virtual machine configuration”選項區域內選擇“Custom”單選按鈕。

⑷ 在Choose the Virtual Machine Hardware Compatibility頁中，選擇虛擬機的硬件格式，可以在Hardware compatibility下拉列表框中，在VMware Workstation 6、VMware Workstation 5或VMware Workstation 4三者之間進行選擇。通常情況下選擇Workstation 6的格式，因為新的虛擬機硬件格式支持更多的功能。選擇好之后單擊“下一步”按鈕。

⑸ 在Select a Guest Operating System對話框中，選擇要創建虛擬機類型及要運行的操作系統。我們選擇了Red Hat Linux操作系統。單擊“下一步”按鈕。

⑹ 在Name the Virtual Machine對話框中，為新建的虛擬機命名并且選擇它的保存路徑。

⑺ 在Processors選項區域中選擇虛擬機中CPU的數量。如果選擇Two，主機需要有兩個CPU或者是超線程的CPU。

⑻ 在Memory for the Virtual Machine頁中，設置虛擬機使用的內存。如果用戶計算機內存比較大，那么就可給虛擬機分配足夠大的內存，這里我們分配了256M。

⑼ 在Network Type頁中選擇虛擬機網卡的“聯網類型”：

第一選項，使用橋接網卡(VMnet0虛擬網卡)。表示當前虛擬機與主機(指運行VMware Workstation軟件的計算機)在同一個網絡中。

第二選項，使用NAT網卡(VMnet8虛擬網卡)。表示虛擬機通過主機單向訪問主機及主機之外的網絡，主機之外的網絡中的計算機，不能訪問該虛擬機。

第三選項，只使用本地網絡(VMnet1虛擬網卡)。表示虛擬機只能訪問主機及所有使用VMnet1虛擬網卡的虛擬機。主機之外的網絡中的計算機不能訪問該虛擬機，也不能被該虛擬機所訪問。

第四選項，沒有網絡連接。表示該虛擬機與主機沒有網絡連接。

在我們構建的系統中，我們選擇了第一項。

⑽ 在Select I/O Adapter Type頁中，選擇虛擬機的SCSI卡的型號，通常選擇默認值即可。

⑾ 在Select a Disk頁中，選擇Create a new virtual disk(創建一個新的虛擬硬盤)。

⑿ 在Select a Disk Type頁中，選擇創建的虛擬硬盤的接口方式。通常選擇默認值即可。

⒀ 在Specify Disk Capacity頁中設置虛擬磁盤大小。對于一般的使用來說，選擇默認值即可。

⒁ 在Specify Disk File頁的Disk file選項區域內設置虛擬磁盤文件名稱，通常選擇默認值即可，然后單擊完成按鈕。

2.2 安裝linux操作系統

在虛擬機中安裝操作系統，與在真實的計算機中安裝沒有什么區別，但在虛擬機中安裝操作系統，可以直接使用保存在主機上的安裝光盤鏡像(或者軟盤鏡像)作為虛擬機的光驅(或者軟驅)。

可以打開前面創建的Red Hat Linux虛擬機配置文件，在Virtual Machine Settings頁中的Hardware選項卡中，選擇CD-ROM項，在Connection選項區域內選中Use ISO image單選按鈕，然后瀏覽選擇Red Hat Linux安裝光盤鏡像文件(ISO格式)。如果使用安裝光盤，則選擇Use physical drive并選擇安裝光盤所在光驅。

選擇光驅完成后，單擊工具欄上的播放按鈕，打開虛擬機的電源，用鼠標在虛擬機工作窗口中單擊一下，進入虛擬機。

以后在虛擬機中安裝操作系統，就和在真實主機中安裝一樣了。

2.3 安裝VMware Tools

在虛擬機中安裝完操作系統之后，接下來需要安裝VMware Tools。VMware Tools相當于VMware虛擬機的主板芯片組驅動和顯卡驅動、鼠標驅動，在安裝VMware Tools后，可以大大提高虛擬機的性能，并且可以以任意大小設置虛擬機分辨率，還可以使用鼠標直接從虛擬機窗口中切換到主機。

⑴ 從VM菜單下選擇安裝VMware Tools。

⑵ 按照提示安裝，最后重新啟動虛擬機即可。

2.4 構建虛擬網絡環境

VMware Workstation安裝完成后，會自動創建10個虛擬設備VMnet0-VMnet9,相當于10個以太網交換機設備，其中VMnet0、VMnet1和VMnet8都有專門的用途，而其他7個虛擬設備可在建立橋接網絡或定義網絡時使用。客戶機可以任意連接到這些虛擬的以太網交換機接口上。連接在相同虛擬設備上的客戶機可以看成是連接到同一交換機上的主機，因此，只要將各客戶機的虛擬網卡連接到同一個虛擬設備，就可以組建一個虛擬的交換式以太網。

VMware Workstation提供了四種虛擬機網絡連接模式：Bridged模式、NAT模式、Host-Only模式和not use模式。

2.4.1 Bridged模式

用這種方式，虛擬系統的IP可設置成與本機系統在同一網段，虛擬系統相當于網絡內的一臺獨立的機器，與本機共同插在一個HUB上，網絡內其他機器可訪問虛擬系統，虛擬系統也可訪問網絡內其他機器，當然與本機系統的雙向訪問也不成問題。

2.4.2 NAT模式

用這種方式也可以實現本機系統與虛擬系統的雙向訪問。但網絡內其他機器不能訪問虛擬系統，虛擬系統可通過本機系統用NAT協議訪問網絡內其他機器。

NAT方式的IP地址配置方法：虛擬系統先用DHCP自動獲得IP地址，本機系統里的VMwareservices會為虛擬系統分配一個IP地址。之后如果想每次啟動都用固定IP的話，在虛擬系統里直接設定這個IP即可。

2.4.3 Host-Only模式

顧名思義，這種方式虛擬機只能與主機進行網絡通信，即網絡內其他機器不能訪問虛擬系統，虛擬系統也不能訪問其他機器。

2.4.4 Not use模式

即不使用網絡，虛擬系統為一個單機。

一般來說，Bridged方式最方便好用。但如果本機系統是Windows而網線沒插或者根本沒有網卡，網絡很可能不可用，此時就只能用NAT方式或Host-Only。

3 虛擬平臺在linux實踐教學中的應用

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。

通常可直接做的基礎實驗有以下五類：

⑴ Linux常用命令操作，如文件操作、目錄操作、包文件處理等的實驗；

⑵ 管道、重定向、打包、壓縮、解壓等操作的實驗；

⑶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；

⑷ 操作系統課中C語言程序的編譯與運行實驗；

⑸ 網絡設備的設置實驗。

復雜的網絡服務器實驗有以下8類：

① SAMBA服務器設置實驗；

② DNS服務器設置實驗；

③ DHCP服務器設置實驗；

④ APACHE服務器設置實驗；

⑤ FTP服務器設置實驗；

⑥ MYSQL服務器設置實驗；

⑦ 郵件服務器設置實驗；

⑧ 包過濾防火墻的設置實驗。

4 結束語

利用VMware Workstation搭建的Linux實踐平臺,可以很好地模擬真實環境，虛擬機上的實驗效果與真實機器上實驗效果相同，能滿足Linux課程的教學和實驗要求。在Linux虛擬平臺環境下，學生可以放心地進行各種實驗操作，不用顧慮損壞主機系統，從而增加了實踐動手機會。利用虛擬機技術搭建的Linux實踐平臺，在一定程度上不僅可以緩解當前實驗設備和場地不足的問題，提高實驗設備的安全性和利用率，降低實驗室的管理難度，而且在不額外添加硬件設備的條件下，很好地滿足了Linux實驗多種環境的要求，保證了Linux實驗的正常開展。

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