VMware在高校实践教学中的应用

2010-03-27孟显英

电脑与电信 2010年8期

孟显英

(陕西理工学院，陕西汉中723000)

1.引言

计算机课程已经成为高校基础课，它不仅要求学生具备计算机理论认识，更重要的是在实践中掌握计算机的基本能力和技能。然而实验设备、场地的不足已经成为各大高校面临的问题。对于一些课程来说，尤其是一些关于操作系统以及网络的实验来说，根本不具备让学生亲自动手的条件。虚拟机的引入将解决这一问题。它为学生提供了一个虚拟的计算机平台，创造了一个良好的实验环境。

2.VMware的概述

VMware是一款虚拟软件，是由VMware公司设计的专业虚拟机，它是利用软件技术，在物理计算机系统(又称宿主机)中，虚拟出一台或者几台具有相同或不同操作系统的计算机。我们可以在虚拟机上做任何操作，但这些操作均不会对宿主机操作系统造成影响或破坏。比方说，对于刚刚接触计算机的用户来说，可以在上面执行fdisk，format等危险的命令。对于学习网络的用户，可以利用多台虚拟计算机进行组网操作，当然宿主机也可以和虚拟机进行网络通信。在软件开发过程中，对软件兼容性的测试，需要在多种操作系统上运行，而VMware的虚拟技术可以解决这个问题，这不仅可以节省测试时间，也节省了开发的成本。

VMware公司提供了在Windows和Linux上安装的版本，VMware虚拟机启动时的界面如图1所示。

图1 VMware虚拟机启动时的界面

3.VMware的运行原理及网络连接模式

3.1 VMware的运行原理

VMware是运行在宿主机上的应用软件，通过其独特的虚拟功能，成功在其上安装并运行多个虚拟的操作系统。而这些虚拟操作系统和宿主机之间通过VMware这层虚拟操作平台连接起来的，所有的虚拟操作系统是运行在VMware下的。VMware的工作原理如图2：

图2 VMware工作原理图

虽然虚拟机为我们提供了强大的功能，但要求宿主机的硬件配置是非常的高，如果宿主机的硬件要求太低，安装VMware上的操作系统可能运行起来就比较困难，比方说速度太慢等等。最低配置为：

(1)CPU为Intel(r)Pentium(r)II或其它X86兼容处理器；

(2)主频至少为266MHz或更高；

(3)支持SMP(对称多处理器)；

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

(5)内存最少96M，但最好是128M以上；

(6)支持256色以上的显示效果；

(7)在bridged模式下，可以选择网卡，在虚拟机上启用网络功能。

3.2 VMware网络连接模式

在安装完VMware软件后，在宿主机的网络连接下面，会多出VMware Network Adapter VMnet1和VMware Network Adapter VMnet8两块虚拟的网卡。并且用ipconfig命令查看时，他们也是属于两个不同的网段。VMnet1的作用是虚拟机在Host-only模式下工作的网络接口，VMnet8是虚拟机在NAT模式下工作的网络接口。

在虚拟机上，不论我们安装何种虚拟操作系统，在创建虚拟机的过程中都要求选择添加网络类型，如图3所示：

图3 网络类型的选择模式图

(1)使用桥接网络模式(简称Bridged)

Bridged是三种模式中最简单的模式，宿主机和虚拟机之间是通过VMnet0虚拟交换机进行桥接，宿主机和虚拟机同处于一个网段，虚拟机在局域网络中就像是一台真的主机一样，享受宿主机的各种服务，比如打印、文件共享服务。它能够访问局域网络中的任何客户端。当然还包括访问广域网。虚拟机具有的这些功能前提是，它必须和宿主机在同一网段，子网掩码也要相同，这样它们之间才可以通信。

(2)使用网络地址翻译模式(简称NAT)

Bridged模式虽然是最简单的，但它需要手工配置虚拟系统的IP地址、子网掩码，相比之下，NAT模式不需要做任何配置就可和宿主机进行通信，也可以直接访问广域网。但它的缺点无法对局域网络中的其他客户进行访问。原因是：在NAT模式下，宿主机和虚拟机之间是通过VMnet8接口通信的。而VMnet8虚拟网卡的作用仅限于和VMnet8网段的通信，并没有赋予VMnet8网段的路由功能，为了使虚拟机能访问广域网络，需虚拟一个NAT服务器。

(3)使用Host-only网络模式(简称Host-only)

Host-only模式与Bridged和NAT模式的主要区别是，Host-only模式的虚拟和真实网络环境是被隔离开的。也就是说安装在VMware下的所有虚拟机构成一个内部的网络，和外界是隔绝的。虚拟机仅和宿主机通信，不能和外部网络通信。这种功能对于一般的用户而言是没有太大意义，但会被一些大型服务商使用，比如在某些特殊的网络调试中，就要严格将真实的和虚拟的网络的环境完全隔离开。Host-only模式在TCP/IP配置上和Bridged模式相似，由VMnet1虚拟网络的DHCP服务器动态地分配。

4.VMware在高校实践教学的应用

在高校，每个专业的学生都要开设计算机课程，各个专业对操作系统环境要求也不尽相同，维护人员经常要搭建各种实验环境，有的实验课对操作系统的要求不高，可以在常见的w inxp操作系统下运行，但有的课程却不可以，甚至有的实验需要搭建Linux操作系统平台。搭建一个方便使用的实验教学平台是计算机实践课能否有效进行的关键点。但如果仅靠有限的硬件设备，是根本不可能实现的。VMware的出现，可以为我们解决这一难题。VMware的引入使每一台计算机都可以为学生在实践教学中提供单独的网络平台，即使执行一些能使计算机瘫痪的致命操作，也不会对计算机操作系统造成任何影响。

4.1 操作系统的实践教学

作为计算机专业的学生，都会学习《计算机操作系统》这门课程，而且也会开设相应的实践课。在这些课中，有很多实验以前可能是由老师在一台计算机上演示，而不让学生亲自操作，比方说，DOS命令中的fdisk，format命令，还有Linux等操作系统安装使用等等，这些只能口头讲解，而不能让学生亲自动手，这样根本达不到实践课的目的。VMware就提供了一种解决办法，可以让每一位学生在自己的宿主机上利用VMware安装每一种操作系统，使用每一个命令，体会每一个命令、每一种操作系统的特性。

4.2 网络的实践教学

网络实践教学的每一次实践课，都需要至少2到3台计算机，高校都根本不可能为每一个学生准备这么多台计算机。尤其在搭建服务器操作系统的课程，我们更是无法给学生提供多台计算机，让每一位学生完成搭建操作系统到配置各种服务器的操作。而VMware就为学生实现了这一梦想，每位学生可以在自己的宿主机上，利用VMware搭建一个局域网，以及配置各种服务器的功能。并且学生还可以在搭建的虚拟机上，演示病毒、木马、黑客等程序，使学生从实践中获得认识。