作者：景朋森 許春根 周洪寶 吳軍 單位：南京工業(yè)大學(xué) 電子與信息工程學(xué)院

《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理》課程是一門理論與實(shí)踐并重的課程，通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅能夠使學(xué)生很好地理解和掌握課程的基本理論，而且能夠進(jìn)一步提高學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計(jì)和工程應(yīng)用能力。在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，受實(shí)驗(yàn)條件的限制，教學(xué)效果都不太理想，而虛擬技術(shù)的出現(xiàn)則可以很好地解決其問題。虛擬技術(shù)就是借助一些專業(yè)虛擬軟件來實(shí)現(xiàn)與真實(shí)設(shè)備一樣效果的技術(shù)。利用虛擬軟件搭建的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺，不僅能夠讓學(xué)生發(fā)揮主觀能動(dòng)性，而且能夠?yàn)閷W(xué)生創(chuàng)造良好的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，徹底打破空間和時(shí)間的限制，促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，提高學(xué)生的思維、動(dòng)手及創(chuàng)新能力。

1基于VMware的虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺

當(dāng)前，各高校專業(yè)實(shí)驗(yàn)室中的PC機(jī)越來越多，而且配置也越來越高，在PC機(jī)上使用虛擬軟件VMware構(gòu)建虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺是學(xué)生完成相關(guān)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的最理想方案。VMware是一個(gè)在Windows或Linux計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的應(yīng)用程序，它能夠模擬一個(gè)基于x86的標(biāo)準(zhǔn)PC環(huán)境，而這個(gè)應(yīng)用程序窗口就是虛擬機(jī)的顯示器。在使用上，這臺虛擬機(jī)和真正的物理主機(jī)沒有太大的區(qū)別，一切操作都跟1臺真正的計(jì)算機(jī)一樣。采用VMware作為虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺具有以下優(yōu)點(diǎn):(1)無需重新分區(qū)即可安裝各種操作系統(tǒng);(2)應(yīng)用虛擬機(jī)測試軟件無需擔(dān)心破壞實(shí)際的計(jì)算機(jī)系統(tǒng);(3)不必購買交換、路由等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備即可組建虛擬網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)驗(yàn)。

2VMware介紹

2.1VMware工作模式

VMware為虛擬機(jī)系統(tǒng)提供了強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能，有3種網(wǎng)絡(luò)工作模式:(1)bridged模式，虛擬機(jī)就像是局域網(wǎng)中的1臺獨(dú)立的主機(jī)，可以訪問網(wǎng)內(nèi)任何一臺機(jī)器;(2)NAT模式，就是讓虛擬機(jī)系統(tǒng)借助VMware提供的NAT功能，通過宿主機(jī)所在的網(wǎng)絡(luò)來訪問公網(wǎng);(3)host－only模式，就是所有的虛擬系統(tǒng)只能跟宿主機(jī)通信，與真實(shí)的網(wǎng)絡(luò)隔離，但虛擬系統(tǒng)之間是可以通信的。

2.2VMware虛擬網(wǎng)卡

VMware安裝完成后，會在宿主機(jī)系統(tǒng)里虛擬兩張?zhí)摂M網(wǎng)卡接口:VMnet1和VMnet8，但實(shí)際上，VMware有10個(gè)虛擬網(wǎng)卡接口:VMnet0－VM-net9。默認(rèn)情況下，VMnet0橋接宿主機(jī)的物理網(wǎng)卡，VMnet1供host－only模式使用，VMnet8供NAT模式使用。

2.3VMware快照和克隆

在VMware中，快照可保存系統(tǒng)當(dāng)前的某個(gè)狀態(tài)，在需要的時(shí)候進(jìn)行恢復(fù)。而克隆則是復(fù)制1個(gè)與原虛擬機(jī)一樣的一個(gè)虛擬機(jī)，它分為兩種:(1)完全克隆，是一個(gè)完全獨(dú)立的完整拷貝，通過它可大大節(jié)約配置時(shí)間和減少配置過程的錯(cuò)誤;(2)鏈接克隆，需要和原來虛擬機(jī)共享同一虛擬磁盤文件，不能脫離原來虛擬機(jī)獨(dú)立運(yùn)行，但由于采用共享磁盤文件卻大大縮短了創(chuàng)建克隆虛擬機(jī)的時(shí)間和節(jié)約磁盤空間。2.4VMware分組在VMware中，新建分組就是把幾個(gè)虛擬機(jī)連接在一起搭建一個(gè)虛擬網(wǎng)絡(luò)環(huán)境實(shí)驗(yàn)組。

3基于VMware的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

3.1實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原則

依據(jù)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理課程特點(diǎn)及要求，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)遵循4個(gè)原則:(1)合理選擇實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。充分考慮課程內(nèi)容的難點(diǎn)和重點(diǎn)，由易到難，循序漸進(jìn)，對學(xué)有余力的學(xué)生，要做到讓學(xué)生自選設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié);(2)重視基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)。要求學(xué)生按照課堂教學(xué)的內(nèi)容獨(dú)立完成，從而打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ);(3)激發(fā)學(xué)生興趣。通過實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生自己搭建實(shí)驗(yàn)平臺，弄清其中的緣由，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣;(4)培養(yǎng)創(chuàng)新精神。對于一些復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，由學(xué)生自己設(shè)計(jì)搭建并實(shí)現(xiàn)，從而培養(yǎng)其創(chuàng)新精神。

3.2虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺的環(huán)境構(gòu)建

3.2.1構(gòu)建虛擬機(jī)

通常，構(gòu)建虛擬機(jī)的方法有兩種:(1)利用向?qū)?gòu)建虛擬機(jī)，即進(jìn)行硬件配置的過程，設(shè)置CPU、內(nèi)存、硬盤、網(wǎng)卡等硬件設(shè)備參數(shù);(2)采用備份文件構(gòu)建虛擬機(jī)，即選擇已經(jīng)建立好的虛擬機(jī)文件，再對其進(jìn)行重新配置。

3.2.2安裝虛擬機(jī)操作系統(tǒng)

虛擬機(jī)操作系統(tǒng)的安裝有4種方式:(1)光盤安裝;(2)光盤鏡像安裝;(3)GHO鏡像文件安裝:(4)備份文件安裝。在實(shí)驗(yàn)室中，可事先安裝好實(shí)驗(yàn)所需的各種基本虛擬機(jī)操作系統(tǒng)，如Win-dowsXP、WindowsServer2003以及Linux(如Fedo-ra)等，并存放在宿主機(jī)中，供學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)調(diào)用。

3.2.3安裝VMwareTools

虛擬機(jī)操作系統(tǒng)安裝后，默認(rèn)情況下，如果要想從虛擬機(jī)窗口中切換回到宿主機(jī)，必需按下熱鍵Ctrl+Alt，否則就需要安裝VMwareTools。VMwareTools相當(dāng)于VMware虛擬機(jī)的主板芯片組驅(qū)動(dòng)和顯卡驅(qū)動(dòng)、鼠標(biāo)驅(qū)動(dòng)，通過安裝VMwareTools，可極大地提高虛擬機(jī)的性能，并可讓虛擬機(jī)分辨率以任意大小進(jìn)行設(shè)置，還可使用鼠標(biāo)直接從虛擬機(jī)窗口中切換到主機(jī)中。在VMware中，選擇“虛擬機(jī)(安裝VMwareTools”，按照提示安裝完成后重啟虛擬機(jī)即可。

3.3實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)

根據(jù)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理課程教學(xué)大綱要求及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原則，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)如下。

(1)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器配置實(shí)驗(yàn)(4學(xué)時(shí))。實(shí)驗(yàn)?zāi)康?掌握DHCP、DNS、WINS服務(wù)器的安裝、配置和應(yīng)用，以及客戶端的配置及使用。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容:DHCP實(shí)驗(yàn);DNS實(shí)驗(yàn);WINS實(shí)驗(yàn)。配置要點(diǎn):關(guān)閉VMware自帶的DHCP服務(wù)器;在VMware中，新建分組，名為“網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器配置實(shí)驗(yàn)”，采用鏈接克隆的方式添加2臺虛擬機(jī):WIN2K3和WINXP，并添加專有“LAN”，讓所有虛擬機(jī)使用該“LAN”。

(2)磁盤陣列實(shí)驗(yàn)(2學(xué)時(shí))。實(shí)驗(yàn)?zāi)康?學(xué)習(xí)磁盤陣列的基礎(chǔ)知識，掌握做磁盤陣列的條件及方法。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容:磁盤陣列(RAID0、RAID1和RAID5)的創(chuàng)建及數(shù)據(jù)恢復(fù)實(shí)驗(yàn)。配置要點(diǎn):在VMware中，新建分組，名為“磁盤陣列實(shí)驗(yàn)”，采用鏈接克隆的方式添加1臺虛擬機(jī)(WIN2K3)，并編輯虛擬機(jī)，添加5塊SCSI虛擬硬盤(各1GB)。

(3)域網(wǎng)絡(luò)組建及應(yīng)用實(shí)驗(yàn)(4學(xué)時(shí))。實(shí)驗(yàn)?zāi)康?學(xué)習(xí)域網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)知識，掌握其組建方法;掌握文件服務(wù)器及分布式文件系統(tǒng)(DFS)的安裝、配置和使用。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容:主域控制器的安裝與配置;域網(wǎng)絡(luò)中額外域控制器的添加與配置;文件服務(wù)器的配置;分布式文件系統(tǒng)的配置與使用。配置要點(diǎn):在VMware中，新建分組，名為“文件服務(wù)器配置綜合實(shí)驗(yàn)”，采用鏈接克隆的方式添加4臺虛擬機(jī)(3臺Win2K3和1臺WinXP)，并編輯分組，修改各虛擬機(jī)的“連接”屬性為NAT;查看虛擬交換機(jī)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，設(shè)置NAT網(wǎng)絡(luò)參數(shù)。

(4)IIS服務(wù)器配置綜合實(shí)驗(yàn)(4學(xué)時(shí))。實(shí)驗(yàn)?zāi)康?學(xué)習(xí)網(wǎng)站發(fā)布的相關(guān)知識，掌握WWW、FTP及SMTP服務(wù)器的安裝、配置和使用，以及“虛擬路由器”中“端口轉(zhuǎn)發(fā)”的設(shè)置和使用等。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容:WWW服務(wù)器的安裝與配置;FTP服務(wù)器的安裝與配置;SMTP服務(wù)器的安裝與配置;虛擬路由器的端口映射。配置要點(diǎn):在VMware中，新建分組，名為“IIS服務(wù)器配置綜合實(shí)驗(yàn)”，采用鏈接克隆的方式添加2臺虛擬機(jī)(Win2K3和WinXP)，并編輯分組，修改各虛擬機(jī)的“連接”屬性為NAT;查看虛擬交換機(jī)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，設(shè)置NAT網(wǎng)絡(luò)參數(shù)。