安妮

摘要：信息技術(shù)引領(lǐng)時(shí)代已成為共識(shí)，計(jì)算機(jī)逐漸成為人們工作生活中重要組成部分，特別在高校教學(xué)中具有重要作用。計(jì)算機(jī)的迅速發(fā)展帶動(dòng)了虛擬化技術(shù)的發(fā)展，將服務(wù)器虛擬化應(yīng)用在高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室研究里，為高校教育提供了更大的進(jìn)步空間，極大提升了服務(wù)器運(yùn)行效率。與計(jì)算機(jī)課程要求的IT教學(xué)環(huán)境符合，能夠推動(dòng)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)走向更高的技術(shù)領(lǐng)域。對(duì)此，筆者根據(jù)現(xiàn)階段高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)狀，就服務(wù)器虛擬化技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。

關(guān)鍵詞：服務(wù)器虛擬化技術(shù)；高校；計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室；應(yīng)用研究

中圖分類號(hào)：TP368.5；TP391.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2017）04-0115-02

計(jì)算機(jī)是一門(mén)復(fù)雜的課程，涉及內(nèi)容眾多，且具有較強(qiáng)的實(shí)踐性特點(diǎn)。隨著時(shí)代的飛速發(fā)展，各項(xiàng)技術(shù)更新?lián)Q代速度都很快，計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的建立如果落后于技術(shù)的發(fā)展，將使教育教學(xué)受到很大影響。而將服務(wù)器虛擬化技術(shù)應(yīng)用在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室中，能夠有效的解決這一問(wèn)題，使之走在現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展的前沿，影響頗深。

1 高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)狀

計(jì)算機(jī)是一門(mén)對(duì)實(shí)踐操作要求很高的課程，在高校教學(xué)中要想提升學(xué)生實(shí)踐能力，就離不開(kāi)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)。受傳統(tǒng)教育理念影響，現(xiàn)階段計(jì)算機(jī)教學(xué)中，仍然存在重理論、輕實(shí)踐的問(wèn)題，學(xué)生普遍理論知識(shí)掌握良好，然而一旦實(shí)際操作就與理想相差甚遠(yuǎn)，顯然，一味強(qiáng)調(diào)理論的教學(xué)方法是不可行的，需要通過(guò)結(jié)合實(shí)驗(yàn)室教學(xué)，讓學(xué)生將理論知識(shí)與實(shí)際操作融會(huì)貫通，做到學(xué)以致用，學(xué)生才能更好的完成學(xué)業(yè)，提升專業(yè)水平，為計(jì)算機(jī)的持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

目前，一些學(xué)校實(shí)驗(yàn)室為避免計(jì)算機(jī)受到損害、便于實(shí)驗(yàn)室管理，在BIOS中設(shè)定密碼，使學(xué)生難以自如練習(xí)；在主板內(nèi)安裝硬盤(pán)保護(hù)卡，對(duì)學(xué)生了解新的軟件技術(shù)造成一定障礙；屏蔽控制面板，學(xué)生無(wú)法進(jìn)行系統(tǒng)操作練習(xí)。比如，計(jì)算機(jī)修護(hù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，格式化、此盤(pán)修改、系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)的安裝及優(yōu)化等實(shí)驗(yàn)，學(xué)生很少能接觸這方面的練習(xí)，對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力的造成一定影響。再比如，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)實(shí)驗(yàn)中，局域網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)配置IIS、FTP、Mail等要進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)共享，連接多個(gè)計(jì)算機(jī)，但現(xiàn)階段一些學(xué)校由于條件限制，使得學(xué)生難以得到全面的實(shí)際操作鍛煉，往后的工作中遇到類似問(wèn)題便會(huì)摸不著頭腦。

實(shí)驗(yàn)室通常在計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)中預(yù)裝家用操作程序，有硬盤(pán)保護(hù)卡，學(xué)生在實(shí)踐過(guò)程中只能進(jìn)行一些簡(jiǎn)單的操作和使用，至于系統(tǒng)的優(yōu)化、安裝、控制等并沒(méi)有涉及，甚至一些較有深度的網(wǎng)絡(luò)操作，如Window Server和Unix、Netware，它們需要有一定系統(tǒng)支持才能運(yùn)行，但往往這些系統(tǒng)自身價(jià)格較高，許多高校還達(dá)不到完善的教學(xué)條件去支持學(xué)生深入學(xué)習(xí)和探索。

2 服務(wù)器虛擬化技術(shù)特點(diǎn)

2.1 教學(xué)特點(diǎn)

在教學(xué)中，教師可以結(jié)合學(xué)生人數(shù)安排虛擬設(shè)備，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中即可學(xué)會(huì)系統(tǒng)安裝。該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)兼容Unix、Linux以及Windows系統(tǒng)，學(xué)生可以結(jié)合不同系統(tǒng)的軟件配置進(jìn)行操作。虛擬化技術(shù)應(yīng)用在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)中，不僅可以兼容不同系統(tǒng)，還可以將不同系統(tǒng)物理隔離，讓學(xué)生在單機(jī)狀態(tài)下也能運(yùn)行不同的虛擬機(jī)，這是因?yàn)樵谔摂M化技術(shù)的應(yīng)用下，每個(gè)系統(tǒng)都將視為一個(gè)獨(dú)立的計(jì)算機(jī)，能夠在虛擬機(jī)中將虛擬機(jī)和宿主進(jìn)行虛擬交換，且能夠支持不同變化，這打破了傳統(tǒng)多臺(tái)計(jì)算機(jī)操作模式，應(yīng)用服務(wù)器虛擬化技術(shù)只需要1臺(tái)計(jì)算機(jī)就能夠?qū)崿F(xiàn)，并且無(wú)需較多經(jīng)濟(jì)投入，不僅優(yōu)化了實(shí)驗(yàn)室教學(xué)條件，還能讓學(xué)生提升實(shí)踐操作能力。

另一方面，應(yīng)用服務(wù)器虛擬化技術(shù)，教師也能夠在教學(xué)中結(jié)合不同學(xué)生特點(diǎn)，展開(kāi)不同的教學(xué)，根據(jù)學(xué)生的計(jì)算機(jī)水平分配不同的虛擬機(jī)，學(xué)生可在多個(gè)操作系統(tǒng)中自主擬編程，檢測(cè)兼容性或是網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，按自身情況進(jìn)行充分練習(xí)，這為提高教學(xué)效率也提供了極大的幫助。

2.2 虛擬化技術(shù)管理特點(diǎn)

在服務(wù)器虛擬化技術(shù)中，VMware workstation軟件較具優(yōu)勢(shì)，我們以其為例，呈現(xiàn)虛擬化技術(shù)的管理優(yōu)勢(shì)，這些優(yōu)勢(shì)如下：

（1）它能夠隨意移植，通過(guò)復(fù)制備份虛擬機(jī)文件形式安裝虛擬機(jī)模板，這不僅可以減少實(shí)驗(yàn)安排時(shí)間，在最短時(shí)間內(nèi)創(chuàng)建更多的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，同時(shí)還能兼容多種教學(xué)形式，當(dāng)需要教學(xué)更新時(shí)只更新虛擬軟件就能夠自動(dòng)完成教學(xué)更新；

（2）由于物理隔離的系統(tǒng)特點(diǎn)，不同虛擬機(jī)與宿主之間能夠良好隔離，即使一臺(tái)虛擬機(jī)出現(xiàn)問(wèn)題，宿主系統(tǒng)也不會(huì)受到影響，反之宿主系統(tǒng)出現(xiàn)故障問(wèn)題，虛擬機(jī)也能夠正常運(yùn)行，只需針對(duì)故障本身進(jìn)行相應(yīng)修復(fù)即可；

（3）通過(guò)VMware workstation中的拍照功能，能夠隨時(shí)操作及保存虛擬機(jī)狀態(tài)，即使虛擬機(jī)停止運(yùn)行，也能在最快時(shí)間回復(fù)到原有狀態(tài)，確保實(shí)驗(yàn)教學(xué)照常持續(xù)。除此之外，系統(tǒng)的隔離性與拍照功能，還能在實(shí)驗(yàn)遇到一些危險(xiǎn)性環(huán)境時(shí)起到幫助，如木馬病毒檢測(cè)、惡意環(huán)境檢測(cè)等。

（4）VMware workstation擁有良好的兼容性，可以兼容多個(gè)虛擬機(jī)，兼容DOS、Windows、Linux、Solaris等多個(gè)系統(tǒng)，在系統(tǒng)虛擬機(jī)中能夠組建多功能的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，提升教學(xué)效率，滿足教育需求。另一方面，應(yīng)用虛擬化技術(shù)，也能夠延長(zhǎng)硬件系統(tǒng)使用時(shí)間。

一個(gè)能夠?qū)嵅俣鄠€(gè)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，也許并不需要大量經(jīng)濟(jì)投入，一臺(tái)服務(wù)器加上虛擬化技術(shù)便能創(chuàng)造出相應(yīng)的實(shí)踐教學(xué)條件，如何將當(dāng)下先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用到已有的實(shí)驗(yàn)條件中，是高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)者值得深思的問(wèn)題。

3 服務(wù)器虛擬化實(shí)驗(yàn)平臺(tái)構(gòu)建

3.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)要求

高校構(gòu)建計(jì)算機(jī)虛擬化教學(xué)平臺(tái)，需要滿足符合學(xué)生學(xué)習(xí)能力的前提，同時(shí)還要確保教師教學(xué)工作有效進(jìn)行。

構(gòu)建虛擬化實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，需要硬件與技術(shù)良好結(jié)合，用最少的服務(wù)器盡可能滿足更多的需求，要做到增強(qiáng)兼容、簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，保持虛擬機(jī)之間的獨(dú)立性，運(yùn)行又不乏穩(wěn)定性，此外，還需要完善實(shí)驗(yàn)平臺(tái)中的管理形式，為系統(tǒng)的管理和維護(hù)提供便利。

3.2 虛擬平臺(tái)構(gòu)建環(huán)節(jié)

仍舊以VMware workstation軟件為例，這類軟件具有靈活多樣的優(yōu)勢(shì)，能融合多個(gè)系統(tǒng)平臺(tái)。

第一步，在服務(wù)器主機(jī)上安裝VMware workstation宿主系統(tǒng)，可以選擇常見(jiàn)的系統(tǒng)版本，有條件也可以安裝多個(gè)版本。

第二步，在宿主系統(tǒng)中安裝VMware workstation。VMware workstation是虛擬化技術(shù)的前提要求，在虛擬機(jī)安裝前，按照自身?xiàng)l件和要求選擇相應(yīng)的硬件配置、網(wǎng)絡(luò)形式、虛擬系統(tǒng)等，而后安裝虛擬機(jī)，最后進(jìn)入VMware workstation界面，按照不同課程的需求進(jìn)行相應(yīng)的安裝操作。

3.3 虛擬化技術(shù)在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)中安全性保證

虛擬化技術(shù)在實(shí)驗(yàn)室的應(yīng)用于一定程度上為教學(xué)提供了方便，但如果基于安全性上分析，穩(wěn)定性保障仍有一定缺乏。虛擬服務(wù)器實(shí)驗(yàn)下，不同的虛擬機(jī)將資源分享至主機(jī)中，在一臺(tái)虛擬機(jī)硬件消耗大時(shí)，將造成剩余虛擬機(jī)故障，給黑客病毒留下可乘之機(jī)。

一些虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)結(jié)構(gòu)中，虛擬機(jī)能夠與交換機(jī)和網(wǎng)絡(luò)模式都進(jìn)行連接，在這樣的條件下，虛擬機(jī)都能夠分享物理網(wǎng)絡(luò)適配器，以及虛擬交換機(jī)，虛擬機(jī)實(shí)現(xiàn)通訊，數(shù)據(jù)被物理網(wǎng)絡(luò)阻擋。所以，無(wú)法得到防火墻的保護(hù)。

4 服務(wù)器虛擬化應(yīng)用在高校實(shí)驗(yàn)室教學(xué)方法

4.1 服務(wù)器虛擬化定義

服務(wù)器虛擬化主要的把服務(wù)器物理資源轉(zhuǎn)為邏輯資源，將一臺(tái)服務(wù)器轉(zhuǎn)變?yōu)槎鄠€(gè)服務(wù)器隔離的虛擬服務(wù)器，打破傳統(tǒng)物理限制，將物理服務(wù)器中的內(nèi)存、磁盤(pán)、CPU等變?yōu)閯?dòng)態(tài)資源，進(jìn)而提升資源使用效率，使系統(tǒng)簡(jiǎn)化，讓對(duì)服務(wù)器有效整合資源，提高服務(wù)器相應(yīng)平臺(tái)的適應(yīng)能力。

4.2 虛擬化技術(shù)應(yīng)用

虛擬化技術(shù)主要結(jié)合拆卸、整合、移動(dòng)等得到，被廣泛應(yīng)用到了各行業(yè)中，并且經(jīng)過(guò)實(shí)踐證明，效果顯著。

拆分：在一方服務(wù)器性能較高、作業(yè)荷載較小情況下，硬件資源若得不到有效利用，這無(wú)疑是對(duì)資源的一種浪費(fèi)。將拆分虛擬化技術(shù)應(yīng)用在服務(wù)器中，將其拆卸為多個(gè)服務(wù)器，拆卸的服務(wù)器在物理方面無(wú)較大改變，但是在邏輯資源是具有獨(dú)立性的，能在同一時(shí)間內(nèi)進(jìn)行多個(gè)服務(wù)。

整合：在一定條件下，一些服務(wù)占有內(nèi)存較大、處理要求較大，需要有較高性能的服務(wù)器。在無(wú)先進(jìn)設(shè)備的條件下，可以通過(guò)整合技術(shù)，將不同性能服務(wù)器進(jìn)行整合，轉(zhuǎn)化為一臺(tái)高性能服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)高速運(yùn)行，這樣一來(lái)也無(wú)需購(gòu)進(jìn)先進(jìn)服務(wù)器。

移動(dòng)：在兩臺(tái)邏輯服務(wù)器荷載不平衡狀態(tài)下，調(diào)整兩臺(tái)服務(wù)器性能即可。例如：想要提升一臺(tái)服務(wù)器性能，將另一臺(tái)邏輯服務(wù)器中的空余資源移動(dòng)至這臺(tái)服務(wù)器中即可。

4.3 虛擬化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

結(jié)合應(yīng)用系統(tǒng)的不同，構(gòu)建相應(yīng)的虛擬服務(wù)器。結(jié)合不同平臺(tái)中的荷載、儲(chǔ)存、參數(shù)等項(xiàng)目，構(gòu)建虛擬服務(wù)器，同時(shí)在虛擬服務(wù)器中分配相應(yīng)的CPU、內(nèi)容空間等，構(gòu)建虛擬環(huán)境能夠完成數(shù)據(jù)的復(fù)制，對(duì)不完整的數(shù)據(jù)進(jìn)行修復(fù)，提升系統(tǒng)適用性。

將服務(wù)器中的數(shù)據(jù)信息整合，將不同服務(wù)器中的系統(tǒng)移動(dòng)至虛擬服務(wù)器中，而后構(gòu)建數(shù)據(jù)庫(kù)，提升數(shù)據(jù)信息的穩(wěn)定性，同時(shí)提升服務(wù)器利用率，更便于管理。結(jié)合不同服務(wù)類型，將相似的系統(tǒng)功能進(jìn)行整合，例如：Web、FTP、E-Mail服務(wù)等移動(dòng)至同一臺(tái)虛擬機(jī)中，通過(guò)IP地質(zhì)提升系統(tǒng)穩(wěn)定性。

5 結(jié)語(yǔ)

綜合分析，利用服務(wù)器虛擬化技術(shù)應(yīng)用在高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)中，對(duì)教學(xué)效率的提升、學(xué)生實(shí)踐能力的鍛煉，具有重要意義。借助虛擬化技術(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)，在一定程度上便于系統(tǒng)修復(fù)與管理。對(duì)此，筆者分別從高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)狀、服務(wù)器虛擬化技術(shù)特點(diǎn)、服務(wù)器虛擬化實(shí)驗(yàn)平臺(tái)構(gòu)建、服務(wù)器虛擬化應(yīng)用在高校實(shí)驗(yàn)室教學(xué)方法，四方面進(jìn)行分析，相信隨著虛擬化技術(shù)的提升、虛擬理念的進(jìn)步，在今后高校實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用中將發(fā)揮更加重要的作用。

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