基于虚拟化技术的网络操作系统项目化教学

杨晓雪

摘要：网络操作系统是计算机网络技术专业的核心课程，应用性强，教学的目标在于能让学生在综合网络环境中有较强的动手能力，处理实际网络服务配置与管理问题。本文着重介绍如何应用网络虚拟软件搭建虚拟实验室，并在其中配以项目化的教学案例，帮助学生在设计、实施、评价等项目配置的过程中掌握网络操作系统的知识要点。

关键字：网络操作系统；项目化；虚拟

计算机软件、光电子产业在我国迅速发展，其中以湖北武汉东湖新技术开发区为代表，即常称“光谷”。东湖高新区已经形成了计算机软件、光电子信息产业为主导，生物医药、新能源环保、高端装备制造、高技术服务业竞相发展的现状。由于因特网的迅速发展，网络已经成为各行业企业通信、数据传输的核心构建，对于计算机网络及服务器的管理及配置的人才正迅速增加，除此之外，由于互联网的普及，对于非计算机网络专业的各行各业的人才，也需要了解、具备一定的网络配置与管理的技术以适应日常工作需要。因此，作为对网络结构起核心管理作用的网络操作系统课程的地位是举足轻重的。另外，网络操作系统的部分内容也作为必修知识放在非计算机专业课程的计算机基础课程中，也可以看出网络操作系统知识的重要性。

网络操作系统的教学有较高的难度，主要体现以下方面：课程需要每位学习者同时管理配置一个或多个网络，每个网络里需要有若干台服务器以及被管理的客户机，管理的节点多且分散，如何在有限的教学时间和设备环境里让每个学生都能配置、管理这些设备是一个难点，通过虚拟化技术及项目化的教学设计，可以基本实现教学目标，我们就其中的项目实验设计环节作如下探讨。

1.虚拟化设备支持的项目化实验教学

从计算机网络专业的就业岗位来看，网络操作系统的项目项目实验环节对于网络课程学习非常重要，实验环节能帮助学生加深对理论知识的理解，为进一步学习和研究打好基础，为以管理网络中的服务器为核心工作内容的工作岗位而言，通过符合实际需求的项目化的教学为更好地部署和应用这些设备打好基础，为将来工作岗位中的网络服务的配置提供实际经验。网络操作系统的项目实验环节，主要由虚拟化软件搭建网络实验环境。VMware虚拟机是在一台电脑上将物理计算机的硬件资源拿出来虚拟出若干台虚拟计算机，每台机器拥有独立的硬件设备和操作系统而不互相干扰，可以将若干台虚拟计算机组网，并配置服务器、客户机，对服务器进行配置管理，对客户机进行控制和维护。虚拟机技术为网络操作系统项目化教学建立了良好的实验环境，它能在有限的硬件实验环境下，为每位学习者搭建一个与真实环境相差无二的网络结构。通过建立的虚拟机来进行计算机网络操作系统项目配置，虚拟机组建网络与真实的网络具有一致的界面、配置、功能。

2.基于虚拟机技术的的项目化教学，其优点有：（1）不需要大量的硬件资源，只需要普通的计算机与虚拟软件，节约了大量资源2）与实际操作相比较，虚拟设备可以保存多个状态，在操作中可以方便的在多个时间节点的配置上进行切换，节约了不同项目基础搭建的大量时间，更有利于学习。（3）VMware可以通过与GNS3连接，将网络操作系统里的虚拟服务器与虚拟的路由交换设备相连，进一步组成更大、更完全的网络。（4）让每位学习者能够独立的搭建、拥有、保存多个项目的网络设备和配置成为可能，最大限度的提升学习者的操作体验。（5）学习者操作的整个对象为虚拟机，避免了频繁操作物理设备可能造成的硬件损坏。

3.项目式实验教学的特点

项目式实验教学，是根据工作中的具体的案例设计教学项目，从项目需求分析、项目设计、项目实施、项目管理、项目评定等过程进行学习要求，以模拟真实的实验环境、真实的工作过程使得学生在老师代领下或者后期分组或独立进行的一种教学活动。项目化的实验教学与工程要求紧紧相关，在学生按照项目需求进行设计、配置的过程当中，与工作岗位间实现了最大程度的贴近，并在配置的过程当中发现问题，研究、解决、取得经验，在一定程度上可以作为一种特别的工作经验。然而，仍需要注意的是，虚拟环境与现实环境仍有区别，虚拟的项目环境是现实项目环境的简化，其系统错误几率小于真实的环境，因此，在以虚拟的项目化教学作为基础的前提下，在教学的最后，仍需要少量的真实的项目实验作为从虚拟到现实的最后的过度。

4.项目化教学实施的要点

对于网络结构简单、虚拟设备不多的项目，可以要求每位同学独立完成；对于网络机构复杂、虚拟设备过多、配置较多的有一定难度的项目，可以对学生进行分组教学，每组由2-5位同学组成，然后选定一个组长从整体上进行规划，每位同学负责大型网络中的一部分虚拟设备，并将各自的虚拟设备进行连接组成网络，按照项目的需求进行前期的项目设计，画出大概的网络结构图，然后根据项目需求进行分解，讨论并确定每个虚拟设备需要配置的选项并对自己的方案进行阐述和交流，在互相讨论的过程中得出最佳的配置方案。根据方案画分解每位同学负责的虚拟设备中的服务、配置、要求，写出详细实验流程和实验步骤，依据需求描述，逐项测试和验收项目实施过程中一定要让学生进行团队合作。在项目化实验教学实施的过程中，中以学生为主，教师为辅，教师不能过多的参与、替代学生自主讨论研究的过程。因此，教师在项目化教学的过程中的定位，是对学生自主的出的需求分析、规划设计、实验流程、实验步骤和实结果等所有环给每个项目小组合理评价，引导学生在团队协作的氛围中发现问题和解决问题。

结 语

网络操作系统作为计算机网络专业的骨干课程，其实践教学环节十分重要，如何在有限的设备环境下让学生拥有符合工作岗位要求的实践技能是个难题，本文著重以虚拟技术为基础通过搭建网络实验室，并以项目式实验教学为核心，以学生为主，让学生在项目实验的实施中发现问题和解决问题，然而，计算机专业项目化教学是当前的教学热点，如何将项目式教学和工作实例更好结合，使得项目配置与实际操作更加贴合，仍需要在教学工作中进一步研究和反馈、改进。

参考文献：

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