虛擬PC在計算機網絡教學中的應用

張瑞顯

摘 要：當前高校在計算機網絡教學中存在的人多機少問題，嚴重阻礙了計算機相關實踐課程的開展。基于此，文章分析虛擬機應用于計算機網絡教學的特點，闡述當前計算機網絡教學存在的人多機少相關問題，探究計算機網絡教學中對虛擬機技術的具體應用策略，以有效地發揮虛擬機的優點，針對性解決當前存在的教學問題，提升相關課程的教學水平和管理效率。

關鍵詞：計算機網絡教學;教學應用;虛擬機技術

0? ? 引言

當前許多高校機房的應用情況十分復雜，由于計算機技術不斷革新，對計算機系統及相關硬件的要求更高，因此，高校需要持續的投入大量資金來建設機房，這對于許多高校而言是不現實的，加上近年來計算機相關專業就業火爆，許多高校加設了相關專業、增加了這些專業的招生人數，因此許多高校計算機網絡教學存在明顯的人多機少問題，系統滯后與多樣操作、復雜的應用環境之間的矛盾進一步凸顯，增加了管理的難度，使得計算機網絡相關課程的教學與實踐難以有效開展。

1? ? 計算機網絡教學中人多機少現象及相關問題分析

1.1? 安全隱患

為了使學生能在真實環境下進行計算機實操練習，需要頻繁地應用計算機設備和網絡，因此可能產生更大的網絡安全隱患，特別是在“計算機網絡安全”等課程教學中，需要在計算機系統中演示終端機受到網絡病毒入侵的具體情況，存在病毒快速傳播、后期清理不完全的安全隱患，加上人多機少，許多學生不得不借助自身計算機進行學習，也會給學生電腦安全帶來一定的隱患[1]。

1.2? 實踐內容少，實踐受限

由于人多機少等根本問題，計算機網絡相關課程的實踐教學無法有效開展，主要表現在實踐內容少、課時短、學生實踐受限等方面。一些高校由于機少人多，常常只借助PPT、視頻、微課等形式[2]，讓學生學習相關知識，但學生只能停留在了解知識的層面，無法通過多元、大量的實操來真實體驗、觀察和掌握相關的知識和操作技能。

1.3? 教學碎片化

計算機網絡知識在不斷更新，許多教學素材不斷被更新，計算機網絡知識點較多且較零散。為了使學生更好地掌握，實際教學中需要保證系統知識的呈現，然而由于人多機少等教學環境的限制，一些實踐無法開展，增加了教師整合知識的難度，導致計算機網絡教學難以系統化的開展。

2? ? 虛擬PC應用于計算機網絡教學中的特點分析

虛擬機技術的核心是虛擬機監視技術，即在操作系統和物理計算機間插入軟件抽象層，通過虛擬機可在一臺主機中虛擬呈現多臺計算機，通過網絡，每個虛擬的計算機是相對獨立、互不干擾的，能較好地解決計算機網絡相關課程教學中設備缺少的問題[3]。以VMwarev Sphere虛擬機軟件為例，其在計算機網絡教學中的應用具有以下特點。

2.1? 對軟硬件兼容性高

虛擬機對不同軟件、硬件兼容性均較好。首先，計算機硬件主要包括CPU、顯卡、主板和網卡、硬盤等，對系統資源的占用率較低，虛擬機運行的狀態下，計算機的這些硬件資源占用依然少，因此支持設備正常驅動、獨立操作;其次，虛擬存儲器借助虛擬地址，輔助存儲信息載體，計算機軟件系統通過虛擬鏡像還原，模擬了主機軟件的所有操作界面及功能，在加載虛擬機產生的映像時，基本能夠完成常見軟件的加載和使用，因此適合應用于計算機網絡教學。

2.2? 獨立的運行環境

基于網絡安全考慮，若某臺PC機被網絡病毒侵入，但學生未及時清除病毒，則可能導致病毒迅速傳播至其他計算機，可能造成機房大片計算機癱瘓，而虛擬機運行過程中，而VMware Server可以單獨安裝、運行，運行環境與其他主機是獨立的，可提供近乎與主機性能相同的系統結構及整合性功能，并提供存儲虛擬機文件的文件系統，而虛擬機系統有獨立的虛擬內存、CPU及其他資源，因此獨立的運行環境能提升計算機使用的安全性，并為虛擬機管理提供便利。

2.3? 拓展性

首先，虛擬機對主機硬軟件及運行系統的條件要求不高，即便一些高校機房使用的計算機系統較為落后，在終端聯網后，也可支持虛擬機較好的運行，可下載不同類型、版本的虛擬機。其次，VMware Server可提供可伸縮、可擴展的虛擬平臺，充分了解并構建虛擬機的基礎架構，實現關鍵組件的配置，管理者還可以簡化和自動控制虛擬機應用情況，從而實現更快捷、統一的管理。

3? ? 計算機網絡教學中虛擬機技術的具體應用及應用策略探究

3.1? 在計算機維護實驗中的應用

在計算機維護課堂中，需要進行硬盤格式化、硬盤分區及系統安裝等實踐操作時，由于機少人多，考慮到學生不當的操作，可能對計算機磁盤等造成一定破壞，因此，需要利用虛擬機模擬真實的計算機硬盤文件形式，學生在虛擬界面可對計算機CPU、BIOS及硬盤等，進行計算機維護相關的實踐操作，都不會對主機硬件造成真實損害，也不會影響操作的速度，保證學生能充分實踐，減少管理負擔。

3.2? 在組網實驗、網路管理、設備配置、服務器系統配置和系統學習等實踐中的應用

局域網組網實踐中，VMware虛擬機可提供3種連接模式，以主機模式為例，將宿主機與虛擬機組成，形成專有局域網，而基于虛擬系統的獨立性和真實體驗性，學生能進行的真實、全面的組網實踐。在網絡配置及管理的實踐教學中，綜合應用虛擬機、服務器配置和Dynamips、Tracer等模擬器，可營造較為真實的網絡環境及真實的網絡配置實踐學習環境，同時也可結合真實網絡進行實操教學，利用計算機網絡系統學習。實際教學中，為方便這些實踐教學的開展，方便學生安全、合理地使用虛擬機，及提升教學管理的效率，需要合理的配置服務器系統，對虛擬機進行合理、統一的管理。

3.3? 在網絡安全技術教學中的應用

計算機網絡安全是十分重要的課程教學內容，由于許多網絡安全實踐教學內容具有較大的安全隱患，如網絡病毒相關知識及其實踐教學，學生利用真實計算機進行實踐存在較大安全風險。因此，在網絡安全相關技術實踐時，需要借助虛擬機創造虛擬的計算機環境，學生可觀察病毒侵入過程、網絡攻防及Sniffer抓包等演練，并進行實操練習，不會損害到計算機，同時學生可以放心地使用自己的計算機設備，應用虛擬機進行相關實操，一定程度上解決了機少人多的問題。

3.4? 基本的應用策略

首先，需要整理虛擬機及相關文件的文件名，方便之后的文件存儲、文件整理等操作，避免學生使用虛擬機聯網時，終端的內存占比過高，影響計算機反應速度，避免出現認證等操作序列混亂的問題。因此，每次啟動虛擬機聯網教學時，都需要重新整理終端機的相關的文件及文件名，教學中可由教師統一編碼。

其次，為強化網絡安全等課程的實踐效果。需構建攻防操作平臺，更好地進行網絡安全隱患、病毒入侵手段等教學內容的傳授，同時使學生能通過更多實操來深入理解理論知識。另外，要重視考評學生實踐中的操作過程和結果，以此為途徑加強對學生計算機綜合能力的考核，同時可提升學生對實操練習的重視程度。

3.5? 應用虛擬機優化機房管理，以提升教學及管理的效率

機房使用的情況一般很復雜，為保證教學的效率，首先需要提升機房管理的統一性及效率，從而有效緩解機少人多和管理復雜的教學壓力。因此，需要建構自動化的虛擬機編排系統及管理平臺，實現和管理服務器及虛擬機的配置。以虛擬機管理平臺的實現為例，可實現從虛擬機申請到各種操作審批的管理，建立合理的工作流程，對服務器和所有的虛擬機進行統一的管理和監控，首先需要應用B/S架構，用戶需要在聯網環境下進行虛擬機使用申請、管理等工作，以降低虛擬機電腦的負載，然后通過劃分學生的請求，降低層與層的耦合度，提升處理申請的合理性和效率，最后服務器對虛擬機申請、模板及監控進行管理，并存儲在數據庫中，以避免占用計算機內存，又滿足了教、學應用需求。加上通過服務器可配置相關的虛擬機使用功能，既為學生提供了統一的虛擬機使用環節，又從多角度提升了教學及機房管理的效率。

4? ? 結語

綜上所述，高校需要積極的在相關課程中應用虛擬機等技術，采取合適的應用策略，并打造高效的機房管理平臺，為學生創造較好的學習、實踐環境，幫助其提升學習效率。

[參考文獻]

[1]郭波濤.試析虛擬機技術在高職計算機網絡安全教學中的應用[J].電腦知識與技術，2018（26）：136-137，156.

[2]鄭寶林.虛擬機技術在高職計算機網絡安全教學中的應用[J].電子技術與軟件工程，2017（13）：154，212.

[3]陳卓.在高職計算機網絡安全教學中虛擬機技術的應用研究[J].中外企業家，2016（11）：184.

（編輯 傅金睿）