計算機網絡實驗課程教學中存在的問題與對策

摘 要：計算機網絡實驗由于課程教學本身的特殊性，對學生的動手能力、實驗設備、實驗環境的要求都非常高，且每一次的實驗都必須完成相應的教學內容，不然會影響到下一輪教學任務的完成。因此，在每一次的實驗中如何快速地指導學生完成任務又要排除因設備或軟件所造成的網絡故障問題，是每一位計算機網絡實驗老師都頭痛的問題。文章使用微軟虛擬機技術，輕而易舉地解決了計算機網絡實驗中遇到的各種問題。該方法簡單、靈活、實用、容易實現和易于擴展，值得推廣。

關鍵詞：計算機網絡；實驗教學；虛擬機技術；Virtual PC 2007

分類號：G642；TP393-4

1 引言

在計算機網絡實驗課程教學中，由于涉及到安裝和配置Windows 2008及其活動目錄、DNS、DHCP服務器、IIS服務和網絡聯網實驗等[1]。大部分的學生都是新手，只要稍微操作不當就會引起系統崩潰、設備癱瘓，使得實驗無法進行。因此，作為網絡實驗課的指導老師除了要求有過硬的網絡維護和修復本領外，還必須善于運用虛擬機技術以快速解決學生在實驗中遇到的各種問題。節約時間和成本，提高實驗成功的概率。

2 計算機網絡實驗教學中存在的問題

當今的高校網絡實驗室為了教學上的方便大部分都安裝Windows 7和Windows 2008服務器雙系統。在用還原卡保護的C盤上安裝Windows 7并采用自動獲取IP地址的方式以使機器啟動便能自動聯入因特網，方便學生配置VLAN、路由器和上網，在不用還原卡保護的D盤上安裝Windows 2008服務器并且安裝好活動目錄、DNS、DHCP服務器和IIS服務，以方便學生分組配置服務器時使用。如果分3至6人一組做實驗的話就有可能只有一人使用Windows 2008域控制器操作，而其他同學由于使用Windows 7系統作為客戶機只能觀望，不利于對學生動手能力的培養。

另外，隨著高校招生規模的擴大，網絡實驗室的實驗課幾乎是排滿的。一個班實驗課后接著就是另一個班上，根本沒有空余時間維護或重置Windows Server 2008域控制器。這樣，前一個班做好的實驗，后一個班的學生根本不用動手實驗就已經完成，后做實驗的同學由于不用動手配置因此實驗報告也不知從何入手。更不幸的是如果前面的同學由于操作不當使得配置諸如DNS等服務器錯誤或不小心刪除了Windows 2008的某一組件，則服務器本身受損，實驗不可能成功，而后繼做實驗的同學也不能完成。

最后，當學生實驗中出現各種問題時不利于實驗指導老師快速幫助、指導學生解決問題。

3 解決辦法

針對以上情況，有效的做法是使用虛擬機技術。常用的虛擬機有VMware和微軟的Virtual PC 2007。相對于VMware，后者只有幾M的大小，且用后者開啟的各臺虛擬機的硬盤映像文件是獨立的，易于用U盤攜帶，方便維護。因此我們使用的是后者。

（1）制作Windows 2008和Windows XP虛擬硬盤映像文件

經過Windows 2000和Windows 2003服務器的更新和升級，Windows 2008服務器已相當穩定。但由于學生操作的失誤或配置各種服務器時誤刪除某個組件，使得Windows Server 2008崩潰啟動不了也是常有的事，或雖能啟動但卻不能完成諸如DNS、DHCP、IIS服務器的配置。當然Windows Server 2008系統光盤也提供災難修復程序，但這個程序根本不管用！即使是能夠修復，等系統修復完成后兩節實驗課的時間也就過去了。

為了能快速、準確、輕松地指導學生完成實驗任務，我們在虛擬機Virtual PC 2007上先安裝Windows 2008服務器和配置好活動目錄，將虛擬硬盤映像文件命名為Windows 2008.vhd，然后用壓縮程序WinRAR壓縮成自解壓Windows 2008.exe文件（約1.7G）。另外，考慮到聯網和配置DNS、DHCP和IIS服務器需要客戶機，有些實驗也可能需要重啟系統，故還制作了Windows XP.vhd的自解壓Windows XP.exe文件（約470M）。以上文件加上漢化版的Virtual PC 2007（約3M）、Windows 2008系統光盤的映像文件Windows 2008.iso（約2G）、Windows XP系統光盤的映像文件Windows XP.iso（約700M），總大小5G左右，用一塊容量16G的U盤足夠存儲。

（2）解決安裝Windows 2008服務器存在的問題

眾所周知，除了安裝雙系統之外，安裝操作系統會破壞原來的系統。因此實驗室是不允許在物理主機上安裝系統的。但在Virtual PC 2007下安裝，學生只在虛擬環境下操作，操作步驟幾乎與真實環境一模一樣，不用擔心安裝新系統后破壞原來系統的問題。若由于操作失誤使得本次實驗安裝不成功，則刪除剛剛建立的虛擬硬盤擴展名為.vhd的映像文件，重新建一塊虛擬硬盤安裝即可。

（3）解決聯網和資源共享問題

域控制器和客戶機的聯網是整個計算機網絡實驗的基礎。域控制器使用Windows 2008虛擬機充當，客戶機用宿主機Windows 7或虛擬機Windows XP充當，實驗時只需將它們的IP地址設置在同一網段，然后用ping 命令測試直至測通為止（使用ping命令時注意提醒學生關閉Windows自帶的防火墻）。域控制器和宿主機Windows 7聯網后就可以實現宿主機和虛擬機Windows 2008域控制器之間資源的共享。當然，也可以使用UltraISO程序將宿主機上的文件打包成擴展名為.iso的文件，然后用Virtual PC 控制臺啟動虛擬機后通過依次執行“CD”→“載入ISO映像”命令將文件轉存到虛擬機上。

（4）解決安裝和配置活動目錄、DNS、DHCP和IIS時存在的問題

安裝活動目錄后的Window 2008服務器叫域控制器，必須在域控制器上才能安裝和配置DNS、DHCP和IIS服務。由于只是在虛擬機上操作Windows 2008域控制器，因此每一個學生都能使用自己安裝的系統配置，所需要的客戶機既可用宿主機或其他物理主機充當，也可在Virtual PC 2007控制臺下開啟Windows XP虛擬機充當（一般開啟一至兩臺虛擬機）。這樣，解決了分組實驗中只有一個學生動手配置服務器而其他同學觀望的問題。也不用擔心一個班學生做完實驗之后下一個班不能做實驗的問題。實驗中出現錯誤時指導老師也能使用備份在U盤中的虛擬硬盤文件快速、輕松地指導和幫助學生解決實際問題。

4 結語

教學實踐證明，采用微軟虛擬機技術學生能夠輕易地在單機上構建網絡環境，完成各種網絡實驗，出現問題時老師也能快速、輕松地幫助和指導學生解決。這樣構建的網絡實驗教學平臺既節省人力物力，又取得了良好的教學效果，也方便學生課后復習使用，因此值得推廣。

參考文獻：

[1]林雄. 新編計算機網絡教程[M]. 北京：（中國出版集團）現代教育出版社， 2008.