服务器虚拟化在高校计算机实验室的应用研究

陈伟文

摘要：该文简单分析了高校计算机实验教学中存在的问题，阐述了服务器虚拟化实验平台应用针对服务器虚拟化在高校计算机实验室的应用优势展开了深人的研究，结合本次研究，发表了一些自己的建议看法，希望可以对服务器虚拟化在高校计算机实验室应用有效性的提高起到一定的参考和帮助，更好地完成高校计算机实验教学，为学生的全面发展进步打下良好的基础。

关键词：服务器虚拟化；高校；计算机实验室；应用

当前高校招生规模越来越大，学生数量不断增多，但是并未得到充足的教学经费保证，很多实验设备无法满足实际教学需要。在有效的教学资源情况下，必须要高效、高质量完成各类教学计划。计算机科学与技术有着非常强的实践性，为了培养出高素质、创新型人才，必须要对当前计算机学科实验教学方式展开优化和完善，提高在计算机实验室建设方面的重视度。当前高校计算机实验室的建设还存在一定的问题，结合多年教学经验，在展开计算机实验室建设时，结合服务器虚拟化技术，建立虚拟化实验教学平台，既能够提高计算机实验室服务教学水平，同时还能使资金利用效率有显著的提高，减少在设备管理和维护方面的花费，本文就此展开了研究分析。

1高校计算机实验教学中存在的问题

计算机学科理论与实际之间存在有非常密切的联系，实验教学在整个学科教学中占有十分重要的价值和地位。想要提高计算机教学质量，单一的课堂讲述教学方式很难起到理想的教学效果，学生理论知识掌握较为局限，必须要与计算机实验教学方式结合在一起，学生通过实验室实际操作，将理论知识应用在实践操作中，实现对计算机的有效应用，解决遇到的实际问题。

当前很多高校计算机实验室为了提高管理有效性，BIOS设置有密码，学生无法进行BIOS设置方面的练习。在主板上有硬盘保护卡，学生无法进行新软件的安装以及使用。控制面板被机房管理软件屏蔽，学生无法进行系统设置方面的操作。在展开计算机维护课程教学时，比如说硬盘的分区、系统重装、驱动安装等，学生无法亲自动手实验，降低了学生动手能力培养有效性。在计算机网络课程实验方面，学生在局域网架设等方面学习时，需要借助多台网络设备和计算机，但是很多高校受到教学条件等方面因素限制，在完成理论知识学习后，无法展开相应的实验操作，很难实现对实际问题的有效解决。

在操作系统课程方面，计算机一般会提前安装有操作系统，配备有硬盘保护卡，学生更多的是进行一些操作系统配置方面操作，没有足够的机会对操作系统进行调试和安装，尤其在一些网络操作级别较高系统方面，必须要有特殊硬件设备才能有效运行，但是因为价格昂贵，很难配备齐全。

2服务器虚拟化技术

服务器虚拟化主要是指一台物理服务器虚拟出多个服务器，虚拟出的服务业也称为虚拟机，不同虚拟机有独立的CPU和内存，不同虚拟机之间相互独立，彼此互不干扰和影响。比如说计算机实验室配备有60个计算机，必须要匹配有60个物理服务器，每个服务器上面都需要进行应用的安装，服务器虚拟化技术应用之后，只需要在虚拟服务器中安装应用，一台主机虚拟出多个不同主机，只需要虚拟其中一台物理主机，就可以替代之前的全部物理服务器。结合不同实际需要，将不同的操作系统以及应用程序安装在虚拟机。因此，想要做好服务器虚拟化技术的应用，必须要做好CPU、内存以及I/O方面的虚拟。虚拟化产品架构以监管程序作为核心，在添加监控程序软件之后，整个计算机系统的虚拟化可以顺利有效进行。以物理机为基础进行虚拟化系统的建立，虚拟机系统可以在不同客户机操作下完成相应的功能操作。

以往不同的物理服务器相互独立隔开，彼此之间不会有干扰和影响情况出现，服务器受到的恶意攻击往往来自网络方面，杀毒软件很好地实现对这些方面威胁及时有效的清除，提高在服务器运行安全保护方面有效性。虚拟化技术引入服务器后，能够在一台服务器上运行多个虚拟机，但是增大了被恶意攻击风险。服务器虚拟化安全主要是为了保证服务器与虚拟机之间的环境相互隔离，在该系统下，只可以访问自身的文件，没有在其他文件访问方面的权限。

3服务器虚拟化实验平台应用

服务器虚拟化技术表现形式有两种，一种是将多台物理服务器虚拟化为1台逻辑服务器，另一种是将1台物理服务器虚拟化为多台逻辑服务器。

服务器虚拟化技术在实际应用中，将服务器硬件与应用系统相互分离，在一台计算机上可以运行多个不同操作系统，既可以实现对网络分散服务的集中管理，同时还能结合各个服务实际需要将进行服务器資源的有效分配。在服务器架设方面，应用服务器虚拟化技术有着以下几个方面的优势：第一，能够使服务器利用率有显著提高，大幅度减少物理服务器需求量，节约成本；第二，虚拟机本身有着快速复制以及部署特性，能够很大程度上降低服务器运行维护管理工作量；第三，在服务器部署时间方面，可以从之前数小时缩短至几分钟，极大节约服务器部署时间花费；第四，服务器虚拟化技术有着非常好的兼容性，系统升级维护方便。

本次计算机实验教学平台选择VMware workstation软件构建，有灵活高效特点，管理和维护方便，整个服务器虚拟为多个基础应用平台，针对不同专业以及不同需求学生，启动相对应的虚拟机，建立这种实验室，能够应用在多种不同课程教学中，实践环境切换方便。VMware workstation软件服务器虚拟化技术的应用，可以分为四步：第一步，将VMware workstation宿主操作系统安装在实验室主机，即有Linus环境版本，也有Windows环境版本，高校一般选择Windows环境版本；第二步，安装VMware workstation软件，以此作为服务器虚拟化构建基础，进行虚拟机的安装、配置以及管理；第三步，在VMware workstation基础上进行虚拟机的安装，虚拟机安装之前，先要做好虚拟机硬件配置，选择合适的虚拟机CPU、划分物理内存、选择虚拟机显卡、网络模式、操作系统等，在完成硬件配置之后，安装虚拟机操作系统；第四步，在虚拟机操作系统安装软件，包含有应用软件和服务软件，启动VMware workstation后进入系统，将所需要的软件和应用安装在系统内，结合课程需要进行软件的安装和卸载。通过这四步，完成整个虚拟实验系统的安装。

4服务器虚拟化实验平台应用优势

4.1在教学方面

借助新的实验教学平台，老师可以根据学生数量划分虚拟机，为学生提供实验平台完成系统的安装，整个实验平台包含有Windows等操作系统，学生根据课程内容展开相应的软件优化和配置。整个实验平台能够同时多个系统共存以及物理隔离，一台计算机能够支持多个相互隔离虚拟机的同时运行，每个虚拟机都可以当做一个独立计算机，自完成网络参数配置后，虚拟机与宿主以及虚拟机之间就可以在交换机基础上进行网络互联以及实时切换。通过这种方式，以往需要多台计算机通过进行的课程，现如今只需要一台计算机就可以完成，能够很大程度上降低教学成本，实现对实践环境的优化和改善，为学生提供一个优质实践机会。；另外，应用该平台，老师还可以采取因材施教教学策略，针对部分有较强学习能力学生，适当多分配虚拟机，学生可以将自己编写的程序在多个不同平台展开测试和调试，分析程序的兼容性，拓展学生视野，提高学生实践水平。

4.2在管理方面

VMware workstation移植十分方便，能够通过对虚拟机文件复制和备份等方式安装虚拟机模板，减少在实验环境布置方面的时间花费，快速建立多种复杂度多、数量庞大的是按教学环境，满足多个不同专业学生的实验教学需要。另外，其本身有着多系统物理隔离特点，能够保证宿主系统与虚拟机之间有良好的隔离效果，一旦某个虚拟机有故障情况出现，其他虚拟机以及宿主系统将不会受到影响，当宿主系统有故障出现时，虚拟机系统同样不受影响，只需要处理具体故障问题即可。另外，VMwareworkstation本身还有快照功能，能够实时保持当前虚拟机状态，避免有虚拟机重建情况出现，整个实验教学连续性不受影响。另外，快照功能以及系统隔离功能在实际应用中还能展开一些不确定性以及危险陛实验教学，比如说测试计算机病毒等。

另外，VMware workstation还能实现多台虚拟机的建立和启用，支持Linus、Windows等多种操作系统，与传统物理平台建设方式相比，服务器虚拟实验平台，只需要1台服务器就可以构架一个大型实验平台。在虚拟化硬件平台之后，当有教学内容更新方面的需要时，只需要对虚拟化软件升级，不需要更新整个平台，节约教学成本。

5结束语

针对当前高校计算机实验教学资源不足、资金短缺等情况，应用服务器虚拟化，能够从管理层面以及技术层面等方面出发，提高新型教学实验平台构建可行性。选择虚拟化技术进行实验教学平台的构建，不仅能够减少在设备方面的花费，同时还能更好地满足计算机试验教学在复杂性、多样性等方面的需要。不需要增加在硬件设备方面的投入，服务器虚拟化技术能够对最大限度挖掘现有實验设备潜力，使当前实验设备利用效率有显著提高，为学生提供更多实践训练机会。在技术发展过程中，虚拟化技术越发完善，在实际应用中，其实际问题解决水平越来越高，在高校计算机实验教学中所发挥出的作用更为显著。