计算机网络课程虚拟实验室构建探索

周安辉

（四川内江职业技术学院 四川 内江 641000)

计算机网络课程虚拟实验室构建探索

周安辉

（四川内江职业技术学院 四川 内江 641000)

为充分实现计算机网络课程的教学目标，弥补现有教学的不足，利用W indow s Server 2003标准版、M icroso ft Virtual PC软件、Boson NetSim软件等，在现有50台计算机与4台交换机组成的对等网基础上重构虚拟实验室。

计算机网络课程；虚拟实验室；W indow Server 2003标准版；M icrosoft Virtual PC软件；Boson NetSim软件

在计算机网络课程实践教学中，由于实验经费欠缺，很少组建专用的计算机网络实验室，已经组建了的，由于计算机网络实验室结构的固有性、不可重构和灵活性差，根本无法满足本课程网络操作系统、组网以及交换机和路由器应用等的实验操作。而利用计算机相关软件在现有对等网的基础上构建虚拟实验室，就可以摆脱这种困境，充分完成计算机网络课程的实践教学目标。

环境需求和虚拟目标硬件

环境需求 （1）硬件需求：51台计算机 （50台学生机+1台教师机，1G以上内存，CPU速度1GHz以上）+4台交换机（锐捷RG-S2126）。为教学方便，建议教师机装Windows Server 2003标准版+方正多媒体电子教室服务端，学生机装Windows XP系统和方正多媒体电子教室客户端，构建常规教学所用的对等网。（2）软件需求：Windows Server 2003系统光盘，Windows XP（sp3）系统光盘，Linux系统光盘（Magic Linux 2.5），Microsoft Virtual PC 2007软件，Boson NetSim for CCNA version 6.0软件，数据包捕获软件Ethereal，Winiso光盘工具软件；DeepFreeze冰点还原软件、GHOST克隆软件。

虚拟目标硬件 利用Microsoft Virtual PC 2007软件虚拟PC机，利用Boson NetSim for CCNA version 6.0软件虚拟路由器和交换器。虚拟出的硬件如图1所示。

图1 虚拟目标硬件图

构建虚拟网络实验环境

准备工作 用WinISO制作操作系统ISO光盘镜像文件：windowserver2003. iso，window xp.iso，linux.iso。 下载 Microsoft Virtual PC 2007英文版，下载Boson NetSim for CCNA version 6.0破解版和Adobe Reader 9.4.0，下载数据包捕获软件ethereal-setup-0.99.0.exe。

软件说明 （1）Microsoft Virtual PC 2007是著名的免费系统虚拟软件，在windows系列系统下运行稳定，且兼容性良好，秉承了微软一贯的操作简单而实用的原则。其功能是允许同一台物理计算机同时运行多个操作系统，即允许在一台物理计算机虚拟多台PC机。通过点击按钮即可在虚拟机之间切换。使用虚拟机的目的在于运行传统应用程序、提供支持、培训用户和提高系统运行质量保证。该软件可用于PC机的安装及系统维护、局域网组网技术、计算机网络基础知识、网络操作系统、网络管理技术和计算机系统安全等课程的实验教学。（2）Boson NetSim是一款著名的网络模拟器应用程序，模拟思科系统公司的网络硬件和软件，旨在帮助用户学习Cisco IOS命令结构。它的出现给那些正在准备CCNA和CCNP考试，却苦于没有实验设备和实验环境的考生提供了练习相关命令的工具。但是Boson NetSim是一款付费软件，因为用于教学，所以我们选择了Boson NetSim for CCNA version 6.0破解版，可以模拟出Cisco的中端产品35系列交换机和45系列路由器，并且其带有中文使用手册，可用于局域网组网技术、计算机网络基础知识及Cisco交换机和路由器技术等课程的实验教学。（3）数据包捕获软件Ethereal是一款流行的网络协议分析软件。全球网络专业人员使用它来进行网络的故障排除、分析、软件和协议的开发、教育等等。它除了人们希望拥有的网络协议分析的标准功能之外，还具有其他产品没有的一些功能，而且还是一个开源产品，易于社区的“天才”人员增强它的功能。Ethereal可用于所有流行的计算机平台，包括 Unix、Linux和Windows，可用于计算机网络基础、计算机系统安全等课程的实验教学。

构建步骤 以学生机的安装步骤进行说明（教师机类似，不再另述）：（1）将每台学生机硬盘分为四个区，在C盘安装Windows XP系统（建议教师机安装Windows Server 2003标准版），D区用于常用软件，E区为资料保存区，F区为网络虚拟环境区。将以上已准备好的镜像文件和Microsoft Virtual PC 2007、Boson NetSim for CCNA version 6.0破解版+Adobe Reader 9.4.0、数据包捕获软件etherealsetup-0.99.0.exe拷贝到F区cai文件夹中。（2）在F盘安装Microsoft Virtual PC 2007，装好后，运行Virtual PC 2007，按照“导向”新建一个或几个虚拟硬盘。要注意两点，一是选择的磁盘路径一定要有与虚拟系统相应的预留空间；二是确定的物理内存值要与虚拟系统要求相匹配。点击“启动”载入ISO镜像，即进入操作系统安装界面开始进行安装。在“设置”里对相关选项，如“共享文件”、“网络”等，进行合理设置。从而使虚拟系统具备与现实运行系统一样的运行条件和运行功能。注意，为了教学方便我们先为学生建好三台虚拟计算机，分别安装好 Windows Server 2003、Windows XP、Linux操作系统。（3）在 F盘安装 Boson NetSim for CCNA version 6.0破解版和 Adobe Reader 9.4.0。安装完成后，双击桌面上的Boson NetSim的图标，即可启动Boson NetSim。注意，Boson NetSim的运行需要Microsoft Forms2.0和Adobe Acrobat程序 （查看PDF文件），所以，如果机器上没有安装，接下来应在F盘上安装Adobe Reader 9.4.0，之后Boson才能正常启动。对于破解版，还应查看下载软件包中相应的破解说明书，根据说明进行破解，注意不要先安装杀毒软件，因为它有可能将破解程序当作病毒清除。（4）在F盘安装数据包捕获软件E、ethereal-setup-0.99.0.exe。双击安装即可自动完成。（5）在D盘上安装方正多媒体教室客户端（教师机上安装方正多媒体教室服务端），安装360免费杀毒软件和安全卫士，以及其他需要的教学软件。（6）升级360免费杀毒软件和安全卫士，打好系统补丁和应用程序补丁。（7）清理系统垃圾文件，在D盘上安装Deep-Freeze冰点还原软件，准备用于C盘、D盘和F盘分区的保护（用于教师和学生资料保存，用于方正多媒体教室发送和上传作业的E盘除外）。（8）利用GHOST克隆软件，对50台学生机进行磁盘克隆。要注意母盘和目标盘的区分，预防不小心破坏了母盘，确保数据的正确克隆。（9）安装好教师机，设置好每台机器的ip地址分配，利用命令行和方正多媒体教室进行测试，如有问题进行改正，如果一切正常，用DeepFreeze冰点还原软件将C盘、D盘和F盘分区设置为保护。

这样，一个利用方正多媒体教室软件进行演示和教学，以单机为核心的，以对等局域网为基础的安全、可靠的计算机网络虚拟实验室构建就已完成，可立即投入到相应的教学中使用。

典型实验举例

利用TCP/IP命令工具，进行网络故障诊断教学 教学内容包括：使用ping命令检测网络连通性；使用Ipconfig命令查看网络配置；使用tracert命令跟踪路径；使用netstat命令显示活动TCP连接；使用telnet命令进行远程管理；使用ARP命令显示和修改“地址解析协议”缓存中的项目；使用hostname查看主机名。

利用数据包捕获软件Ethereal进行协议分析，进行计算机网络基础的教学 教学内容包括：以太网帧格式；IP数据包格式；ARP协议；ICMP协议；TCP协议；UDP协议和DHCP过程分析。

利用vpc2007虚拟机进行Windows Server操作系统教学实验 实验包括：安装Windows Server 2003服务器；企业网环境构建 （包括AD、DNS、DHCP等）；安装、配置IIS服务器；管理网络资源（共享文件与打印机管理）；路由和远程访问（Internet连接、远程访问）；组策略及应用（用户、计算机管理、软件发布等）；证书服务（网络安全）；服务器的维护与监视。

利用vpc2007虚拟机进行Linux操作系统教学实验 实验包括：Linux常用命令；Linux文件管理实验；VI文本编辑器的使用；Linux网卡配置实验；DHCP服务器配置实验；HTTP服务器配置实验；FTP服务器配置实验；DNS服务器配置实验；Samba服务器配置实验。

利用Boson NetSim进行计算机网络互联教学实验 包括交换机的基本配置；单个交换机的VLAN配置；多交换机的VLAN配置；交换机组的VLAN配置；路由器的基本配置；静态路由的配置；默认路由的配置；RIP路由协议的配置；OSPF协议的配置；交换机、路由器的综合实验。

在现有环境和条件下，利用流行的计算机网络虚拟软件和相应软件构建计算机网络课程虚拟实验室，费用低廉，维护简便，安全可靠，可用性高，并且结构灵活，有利于教师充分实现计算机网络技术相应课程的实践教学，有利于学生充分熟悉计算机网络硬件和软件的使用，有利于管理人员的日常教学管理和维护。总之，对高职高专学校而言，构建计算机网络课程虚拟实验室是开展相应教学、实现教学目标的一个比较现实、可行的实验教学解决方案。

[1]Microsoft Corporation. Windows Virtual PC Support： Virtual PC 2007 [OL].（2010-03-17).http：//www.microsoft. com/windows/virtual-pc/support/virtual-pc-2007.aspx.

[2]Boson Software.NetSim8 User Manual[OL].（2011-11-12).http：//www.boson. com/Files/Support/NetSim-8-User-Manual.pdf.

[3]Ethereal Inc.Ethereal Introduction [OL].（2006-10-11).http：//www.ethereal. com/introduction.html.

[4]徐志烽.计算机网络基础教程[M].北京：清华大学出版社，2010.

[5]刘秀元.操作系统与网络服务器使用与管理（Windows Server2003)（第2版)[M].北京：电子工业出版社，2010.

[6]张勤，杨章明.Linux服务器配置全程实录[M].北京：人民邮电出版社，2010.

[7]严常龙.计算机组网基础教程[M].北京：清华大学出版社，2007.

G712

：A

：1672-5727（2012）02-0170-02

周安辉（1964—)，男，四川内江职业技术学院副教授，主要从事计算机教学与计算机应用研究。