基于VM的管理专业综合模拟实验平台构建

张淑玲

基于VM的管理专业综合模拟实验平台构建

张淑玲

针对高校管理专业综合模拟实验平台多套模拟软件不能同时运行的问题，介绍了基于VMware的模拟软件实验平台搭建过程以及加密狗虚拟化等技术问题的解决办法。

管理专业；实验室建设；模拟软件；实验平台；加密；虚拟机

管理专业综合模拟软件在高校的应用越来越广泛，相应的实验室平台建设和管理也出现了许多需要解决的问题。以笔者所在高校为例，实验中心拥有财会实训、电子商务、外贸实习的模拟软件多达十几套，可以同时安装这些模拟仿真软件系统，但却不能同时运行所有的软件，因为这些模拟仿真软件使用SQL server和oracle等不同的数据库，又涉及版权保护，在启动运行时往往会相互冲突。为了解决实验教学中的这个“瓶颈”问题，我们搭建了基于VM的实验平台。

一、虚拟平台的关键技术问题

（一）服务器虚拟化

软件的相互冲突往往是由于其加密机制需要对CPU序列号、加密狗序列号、网卡MAC地址等进行加锁导致的。设想为每套模拟仿真软件配置专用的服务器，此问题即可引刃而解。然而根据目前高校的硬件条件，这个设想显然又难以实现。最新的虚拟机（VM）技术为服务器的多系统并行工作提供了可能：将服务器物理资源抽象成逻辑资源，让一台服务器变成几台甚至上百台相互隔离的虚拟服务器，则不再受限于物理上的界限，让CPU、内存、磁盘、I/O等硬件变成可以动态管理的“资源池”，从而提高资源的利用率，简化系统管理，实现服务器整合。

（二）加密狗虚拟化

当前的模拟仿真软件，大多采用加密狗的加密方式。但是，通常的虚拟机软件无法实现多加密狗的虚拟化。要同时运行多套模拟软件，单纯的服务器虚拟化是不够的，必须解决加密狗的硬件虚拟问题。目前市场上有一款USB共享设备，支持加密狗在VMware、hyper-v等虚拟环境中使用。

二、模拟实验平台软硬件基础

（一）软件选择

VMware是一款虚拟PC软件，它可以在一台机器上同时运行2个或更多Windows、DOS、LINUX系统。与“多启动”系统相比，VMware是真正“同时”运行多个操作系统，在主系统的平台上，多个操作系统如同标准Windows应用程序那样切换，而且每个操作系统都可以进行虚拟的分区、配置，不影响真实硬盘的数据。于是，采用VMware在服务器上创建多个虚拟系统，根据各个管理仿真软件对系统的要求，分别对虚拟系统安装不同的数据库软件。目前平台上创建了6个虚拟系统，还可根据需要随时增加虚拟系统。

USB over Network是一款基于网络的USB共享软件，可以允许分享和获取本地或者网上的USB设备。当前的模拟仿真软件大多使用USB加密狗加密，利用USB over Network就可以把连接到服务器上的USB设备共享到所有的虚拟系统。

（二）硬件选择

管理专业的综合模拟实验平台当前安装的模拟软件都是采用硬件加密狗的加密方式。安装了虚拟机的服务器要真正在多个虚拟系统里同时运行一套模拟软件，就必然要访问同一个加密狗，所以必须解决加密狗的虚拟化问题。目前市场上的USB Server，基本可满足本平台的要求。USB Server是硬件的USB设备共享解决方案，提供了一个千兆网络接口和7个USB 2.0接口，使用的协议兼容了USB Over Network客户端，支持VMware、hyper-v两种虚拟环境，且对USB加密狗提供支持。

三、综合模拟实验平台的体系结构

（一）技术架构

平台基于现有的服务器资源——Lenovo万全R525 G2：安装 Windows Server 2003系统，安装VMware Workstation。首先，用VMware创建3个虚拟机，并且都安装Windows Server 2003操作系统。在不增加任何硬件资源的条件下，现有的服务器衍生出3台独立的服务器：虚拟机1、虚拟机2、虚拟机3。其次，分别给虚拟机安装USB Over Network客户端，需要共享的USB设备移植到USB Server接口上 （如USB加密狗）。本平台的IP分别设置，主机10.16.131.1， 虚拟机 10.16.131.2至 10.16.131.4,，USB Server IP为 10.16.131.5。

（二）平台功能实现

基于以上的技术架构，本平台实现了以下功能：

（1）网状互访。主机与虚拟机、虚拟机与虚拟机、主机与USB Server，虚拟机与USB Server之间互相访问。平台的虚拟机均安装Windows Server 2003操作系统和虚拟网卡。虚拟机的连网方式主要有桥接和Host only两种。实验表明，Host only上网方式易断网且速度较慢，而桥接方式上网较稳定且速度快，故本平台虚拟机选取了桥接方式。主机、虚拟机、USB Server三者之间犹如Internet上独立的PC机，可独立上网，相互访问。

（2）USB等设备共享与虚拟化。首先，连接USB Server的网线和电源启动。USB Server的默认IP与服务器原有的网络环境不同，需要进入管理界面的“网络配置”修改登录IP。于是，改为与原有服务器相同的网段IP：10.16.131.5。其次，安装USB Over Network客户端。在物理服务器和三台虚拟机上都需要安装该客户端。最后，配置共享的usb设备。启动USB Over Network，添加共享设备所在机器（包括虚拟机和USB Server） 的 IP， 在 ［Remote IP address or computer name:］中输入 IP，［TCP-port:］选择默认的 33000，选择自动连接共享服务器上的所有USB设备。为了达到所有USB设备和加密狗都共享，还需在服务器和虚拟机上都安装相应设备的驱动程序。

（3）多模拟实验同时开放，且同一模拟实验可多平台开放。之前会彼此发生冲突的软件，现在可安装在不同的操作系统中，彼此隔离，实现同时开放。如“物流模拟”和“成本会计”两个软件采用的是不同的数据库，之前只有一台服务器的情况下，同时运行两套软件会造成冲突，现在把两套软件分别安装在平台的虚拟机1和虚拟机2中，就解决了冲突问题。解决了加密狗的共享问题，原来只配置一个加密狗的模拟软件便可同时多处安装使用。如把“贸易模拟”软件安装在平台的物理服务器和虚拟机3中，硬件加密狗安装在USB Server上，该软件便可供管理学院和外语学院同时使用，且数据独立。这就有效地提高了软件的共享率，降低了数据管理难度。

实践证明，在不额外增加硬件的条件下，我们所做的改进工作实现了管理专业全部教学模拟软件的同时运行，而且运行稳定，具有良好的实用性。

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[2]朱静.学科建设离不开实验平台建设[J].实验室研究与探索，2004（2）.

[3]刘艳红，李健勇，李建春.基于虚拟机的网络构架课程实验平台的构建[J].郑州轻工业学院学报：自然科学版，2011（3）.

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G642.423

A

1673-1999（2012）03-0181-02

张淑玲（1979-），女，龙海人，硕士，福建工程学院（福建福州350108）实验师。

2011-11-15

福建工程学院2010年实验教学改革项目（SJ2010020）。