孟顯英

(陜西理工學(xué)院，陜西漢中723000)

1.引言

計(jì)算機(jī)課程已經(jīng)成為高?；A(chǔ)課，它不僅要求學(xué)生具備計(jì)算機(jī)理論認(rèn)識(shí)，更重要的是在實(shí)踐中掌握計(jì)算機(jī)的基本能力和技能。然而實(shí)驗(yàn)設(shè)備、場(chǎng)地的不足已經(jīng)成為各大高校面臨的問(wèn)題。對(duì)于一些課程來(lái)說(shuō)，尤其是一些關(guān)于操作系統(tǒng)以及網(wǎng)絡(luò)的實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō)，根本不具備讓學(xué)生親自動(dòng)手的條件。虛擬機(jī)的引入將解決這一問(wèn)題。它為學(xué)生提供了一個(gè)虛擬的計(jì)算機(jī)平臺(tái)，創(chuàng)造了一個(gè)良好的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。

2.VMware的概述

VMware是一款虛擬軟件，是由VMware公司設(shè)計(jì)的專(zhuān)業(yè)虛擬機(jī)，它是利用軟件技術(shù)，在物理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(又稱(chēng)宿主機(jī))中，虛擬出一臺(tái)或者幾臺(tái)具有相同或不同操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)。我們可以在虛擬機(jī)上做任何操作，但這些操作均不會(huì)對(duì)宿主機(jī)操作系統(tǒng)造成影響或破壞。比方說(shuō)，對(duì)于剛剛接觸計(jì)算機(jī)的用戶來(lái)說(shuō)，可以在上面執(zhí)行fdisk，format等危險(xiǎn)的命令。對(duì)于學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)的用戶，可以利用多臺(tái)虛擬計(jì)算機(jī)進(jìn)行組網(wǎng)操作，當(dāng)然宿主機(jī)也可以和虛擬機(jī)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信。在軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中，對(duì)軟件兼容性的測(cè)試，需要在多種操作系統(tǒng)上運(yùn)行，而VMware的虛擬技術(shù)可以解決這個(gè)問(wèn)題，這不僅可以節(jié)省測(cè)試時(shí)間，也節(jié)省了開(kāi)發(fā)的成本。

VMware公司提供了在Windows和Linux上安裝的版本，VMware虛擬機(jī)啟動(dòng)時(shí)的界面如圖1所示。

圖1 VMware虛擬機(jī)啟動(dòng)時(shí)的界面

3.VMware的運(yùn)行原理及網(wǎng)絡(luò)連接模式

3.1 VMware的運(yùn)行原理

VMware是運(yùn)行在宿主機(jī)上的應(yīng)用軟件，通過(guò)其獨(dú)特的虛擬功能，成功在其上安裝并運(yùn)行多個(gè)虛擬的操作系統(tǒng)。而這些虛擬操作系統(tǒng)和宿主機(jī)之間通過(guò)VMware這層虛擬操作平臺(tái)連接起來(lái)的，所有的虛擬操作系統(tǒng)是運(yùn)行在VMware下的。VMware的工作原理如圖2：

圖2 VMware工作原理圖

雖然虛擬機(jī)為我們提供了強(qiáng)大的功能，但要求宿主機(jī)的硬件配置是非常的高，如果宿主機(jī)的硬件要求太低，安裝VMware上的操作系統(tǒng)可能運(yùn)行起來(lái)就比較困難，比方說(shuō)速度太慢等等。最低配置為：

(1)CPU為Intel(r)Pentium(r)II或其它X86兼容處理器；

(2)主頻至少為266MHz或更高；

(3)支持SMP(對(duì)稱(chēng)多處理器)；

(4)Intel：PentiumPro，Celeron，Pentium II，Pentium IIIAMD：K6-2，K6-III，Athlon(K7)；

(5)內(nèi)存最少96M，但最好是128M以上；

(6)支持256色以上的顯示效果；

(7)在bridged模式下，可以選擇網(wǎng)卡，在虛擬機(jī)上啟用網(wǎng)絡(luò)功能。

3.2 VMware網(wǎng)絡(luò)連接模式

在安裝完VMware軟件后，在宿主機(jī)的網(wǎng)絡(luò)連接下面，會(huì)多出VMware Network Adapter VMnet1和VMware Network Adapter VMnet8兩塊虛擬的網(wǎng)卡。并且用ipconfig命令查看時(shí)，他們也是屬于兩個(gè)不同的網(wǎng)段。VMnet1的作用是虛擬機(jī)在Host-only模式下工作的網(wǎng)絡(luò)接口，VMnet8是虛擬機(jī)在NAT模式下工作的網(wǎng)絡(luò)接口。

在虛擬機(jī)上，不論我們安裝何種虛擬操作系統(tǒng)，在創(chuàng)建虛擬機(jī)的過(guò)程中都要求選擇添加網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型，如圖3所示：

圖3 網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型的選擇模式圖

(1)使用橋接網(wǎng)絡(luò)模式(簡(jiǎn)稱(chēng)Bridged)

Bridged是三種模式中最簡(jiǎn)單的模式，宿主機(jī)和虛擬機(jī)之間是通過(guò)VMnet0虛擬交換機(jī)進(jìn)行橋接，宿主機(jī)和虛擬機(jī)同處于一個(gè)網(wǎng)段，虛擬機(jī)在局域網(wǎng)絡(luò)中就像是一臺(tái)真的主機(jī)一樣，享受宿主機(jī)的各種服務(wù)，比如打印、文件共享服務(wù)。它能夠訪問(wèn)局域網(wǎng)絡(luò)中的任何客戶端。當(dāng)然還包括訪問(wèn)廣域網(wǎng)。虛擬機(jī)具有的這些功能前提是，它必須和宿主機(jī)在同一網(wǎng)段，子網(wǎng)掩碼也要相同，這樣它們之間才可以通信。

(2)使用網(wǎng)絡(luò)地址翻譯模式(簡(jiǎn)稱(chēng)NAT)

Bridged模式雖然是最簡(jiǎn)單的，但它需要手工配置虛擬系統(tǒng)的IP地址、子網(wǎng)掩碼，相比之下，NAT模式不需要做任何配置就可和宿主機(jī)進(jìn)行通信，也可以直接訪問(wèn)廣域網(wǎng)。但它的缺點(diǎn)無(wú)法對(duì)局域網(wǎng)絡(luò)中的其他客戶進(jìn)行訪問(wèn)。原因是：在NAT模式下，宿主機(jī)和虛擬機(jī)之間是通過(guò)VMnet8接口通信的。而VMnet8虛擬網(wǎng)卡的作用僅限于和VMnet8網(wǎng)段的通信，并沒(méi)有賦予VMnet8網(wǎng)段的路由功能，為了使虛擬機(jī)能訪問(wèn)廣域網(wǎng)絡(luò)，需虛擬一個(gè)NAT服務(wù)器。

(3)使用Host-only網(wǎng)絡(luò)模式(簡(jiǎn)稱(chēng)Host-only)

Host-only模式與Bridged和NAT模式的主要區(qū)別是，Host-only模式的虛擬和真實(shí)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境是被隔離開(kāi)的。也就是說(shuō)安裝在VMware下的所有虛擬機(jī)構(gòu)成一個(gè)內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)，和外界是隔絕的。虛擬機(jī)僅和宿主機(jī)通信，不能和外部網(wǎng)絡(luò)通信。這種功能對(duì)于一般的用戶而言是沒(méi)有太大意義，但會(huì)被一些大型服務(wù)商使用，比如在某些特殊的網(wǎng)絡(luò)調(diào)試中，就要嚴(yán)格將真實(shí)的和虛擬的網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境完全隔離開(kāi)。Host-only模式在TCP/IP配置上和Bridged模式相似，由VMnet1虛擬網(wǎng)絡(luò)的DHCP服務(wù)器動(dòng)態(tài)地分配。

4.VMware在高校實(shí)踐教學(xué)的應(yīng)用

在高校，每個(gè)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生都要開(kāi)設(shè)計(jì)算機(jī)課程，各個(gè)專(zhuān)業(yè)對(duì)操作系統(tǒng)環(huán)境要求也不盡相同，維護(hù)人員經(jīng)常要搭建各種實(shí)驗(yàn)環(huán)境，有的實(shí)驗(yàn)課對(duì)操作系統(tǒng)的要求不高，可以在常見(jiàn)的w inxp操作系統(tǒng)下運(yùn)行，但有的課程卻不可以，甚至有的實(shí)驗(yàn)需要搭建Linux操作系統(tǒng)平臺(tái)。搭建一個(gè)方便使用的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)是計(jì)算機(jī)實(shí)踐課能否有效進(jìn)行的關(guān)鍵點(diǎn)。但如果僅靠有限的硬件設(shè)備，是根本不可能實(shí)現(xiàn)的。VMware的出現(xiàn)，可以為我們解決這一難題。VMware的引入使每一臺(tái)計(jì)算機(jī)都可以為學(xué)生在實(shí)踐教學(xué)中提供單獨(dú)的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，即使執(zhí)行一些能使計(jì)算機(jī)癱瘓的致命操作，也不會(huì)對(duì)計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)造成任何影響。

4.1 操作系統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)

作為計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生，都會(huì)學(xué)習(xí)《計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)》這門(mén)課程，而且也會(huì)開(kāi)設(shè)相應(yīng)的實(shí)踐課。在這些課中，有很多實(shí)驗(yàn)以前可能是由老師在一臺(tái)計(jì)算機(jī)上演示，而不讓學(xué)生親自操作，比方說(shuō)，DOS命令中的fdisk，format命令，還有Linux等操作系統(tǒng)安裝使用等等，這些只能口頭講解，而不能讓學(xué)生親自動(dòng)手，這樣根本達(dá)不到實(shí)踐課的目的。VMware就提供了一種解決辦法，可以讓每一位學(xué)生在自己的宿主機(jī)上利用VMware安裝每一種操作系統(tǒng)，使用每一個(gè)命令，體會(huì)每一個(gè)命令、每一種操作系統(tǒng)的特性。

4.2 網(wǎng)絡(luò)的實(shí)踐教學(xué)

網(wǎng)絡(luò)實(shí)踐教學(xué)的每一次實(shí)踐課，都需要至少2到3臺(tái)計(jì)算機(jī)，高校都根本不可能為每一個(gè)學(xué)生準(zhǔn)備這么多臺(tái)計(jì)算機(jī)。尤其在搭建服務(wù)器操作系統(tǒng)的課程，我們更是無(wú)法給學(xué)生提供多臺(tái)計(jì)算機(jī)，讓每一位學(xué)生完成搭建操作系統(tǒng)到配置各種服務(wù)器的操作。而VMware就為學(xué)生實(shí)現(xiàn)了這一夢(mèng)想，每位學(xué)生可以在自己的宿主機(jī)上，利用VMware搭建一個(gè)局域網(wǎng)，以及配置各種服務(wù)器的功能。并且學(xué)生還可以在搭建的虛擬機(jī)上，演示病毒、木馬、黑客等程序，使學(xué)生從實(shí)踐中獲得認(rèn)識(shí)。

5.結(jié)論

VMware在實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用，不僅解決了實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備和場(chǎng)地的不足的問(wèn)題，也節(jié)省了實(shí)踐教學(xué)的經(jīng)費(fèi)，不僅提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備的安全性，也降低了實(shí)踐教學(xué)的管理維護(hù)難度；不僅提高了學(xué)生對(duì)操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)等課程教學(xué)實(shí)踐課的興趣，也提高了實(shí)踐教學(xué)的質(zhì)量。

[1] 王春海.虛擬機(jī)技術(shù)與應(yīng)用-配置、管理與實(shí)驗(yàn)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2006.

[2] 戴有煒.Windows Server 2003網(wǎng)絡(luò)專(zhuān)業(yè)指南[M].北京：清華大學(xué)出社，2004.

[3] 王隆杰，梁廣民，楊名川.Windows Server 2003網(wǎng)絡(luò)管理實(shí)訓(xùn)教程[M].北京：清華大學(xué)出版社，2006.

[4] 楊少春，采用VMware構(gòu)建虛擬并行計(jì)算機(jī)網(wǎng)[J].計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì)，2006.

[5] time工作室編著.虛擬機(jī)典型應(yīng)用技巧[M].北京：人民郵電出版社，2003.