基于虚拟机VMWare的计算机网络课程教学中的应用

1、基于 VMWare 的计算机网络课程教学应用 摘要：虚拟机技术作为一种有效的教学辅助手段广泛应用在计算机教学领域中， 在课堂和实 践教学中的应用， 能够充分利用资源拓展学生视野， 解决现有环境不能满足教学实训需求的 问题，极大地缓解了因为实践教学课时增加， 中职学校扩招实验设备和场地紧缺等因素所导 致的实践教学的压力。本篇文章通过介绍 VMWare Workstation 虚拟机软件及虚拟机技术实 行详细的网络课程教学，提升网络课程教学的效率。关键词： 虚拟机、 VMware Workstation 、网络课程、教学一、引言虚拟机（ virtual machine ）简称 VM ，顾名思义就是

2、虚拟出来的电脑，这个虚拟出来的电 脑和真实的电脑几乎完全一样， 所不同的是他的硬盘是在一个文件中虚拟出来的， 所以你能 够随意修改虚拟机的设置， 而不用担心对自己的电脑造成损失， 所以能够用来做试验什么的， 简单说就是一句话，虚拟出来的电脑，你干什么都行，通常，我们把这些被模拟出来的 PC 称为虚拟机。详细地讲虚拟机就是在一台电脑上将硬盘和内存的一部分拿出来虚拟出若干台机器， 每 台机器能够运行单独的操作系统而互不干扰，这些“新”机器各自拥有自己独立的 CMOS、 硬盘和操作系统， 你能够像使用普通机器一样对它们实行分区、 格式化、 安装系统和应用软 件等操作， 还能够将这几个操作系统联成一个

3、网络。在虚拟系统崩溃之后可直接删除不影响本机系统， 同样本机系统崩溃后也不影响虚拟系统，能够下次重装后再加入以前做的虚拟系统。虚拟机软件不需要重开机， 就能在同一台电脑使用好几个操作系统，不但方便，而且安 全。二、网络课程教学中存有的问题近年来， 随着就业形势日趋严峻， 用人单位的需求和中职学校毕业生实际情况动手水平 的差别迫使各中等职业学校纷纷投入大量资金增加课程的实践教学环节。 这就需要各学校增 大实验设备和场地的投入， 另外，各中等学校为了扩大学校的教学规模， 持续扩大招生数量， 导致学生数量的快速增长，从而对学校的实验设备、实验场地提出了新的要求。计算机技术特别是网络技术发展的日新月异

4、， 对实验设备提出了更高的要求。 因为计算 机网络是一门理论和实践结合相当密切课程， 教学中搭建一个网络环境， 最少需要 2 台带网 卡的计算机和 1 根交叉网线，如果组建复杂网络环境，还需要服务器、工作站、交换机、路 由器等设备。并且在整个网络课程教学中，都是要直观地向学生展示讲授内容和操作过程， 而在现有的设备状况下是很难做到这样的要求。若采用传统的PPT文档，用投影仪实行讲解和演示， 这对于我们学校理解水平相对薄弱的中职学生来说， 根本没有现场感， 很难理解和 掌握。最终导致学生学习产生困难，甚至会使学生对网络课程产生抵触情绪。这样， 基于虚拟机 VMwareWorkstation 技术

5、网络教学架构的设想就应运而生， 其思路是 通过虚拟化软件的辅助， 将网络课程教学中用到的操作系统集中安装在一台计算机上，然后模拟出多操作系统连接的效果， 在单机上实现多操作系统的联网， 构造出网络环境， 满足网 络教学和实践的需要。三、虚拟机技术及虚拟机软件介绍正常情况下， 一台计算机虽然能够安装多个操作系统， 但在同一时刻只能运行一个操作 系统。而有了虚拟机（Virtual Machine,简称VM）技术则可不用这么麻烦。虚拟机技术就是用 虚拟机软件真实地模拟完整的计算机硬件系统， 它包含自己的虚拟 （即基于软件实现的 ）CPU、RAM、硬盘和网卡，使我们能够在这个虚拟的计算机中安装全新的操

6、作系统和应用软件。操作系统、应用软件和网络中的其它计算机无法分辨虚拟机与真实物理机之间的差别。这样就能够在一台计算机上同时运行多个操作系统，用户能够在同时运行的多个操作系统间来回切换，相互不影响，并且这些虚拟出的计算机相互连接起来形成虚拟网络（VirtualNetworking）。虚拟机完全由软件组成，不含任何硬件组件。所以，虚拟机具备物理硬件所没有的很多独特 优势。当前，市场上比较流行的虚拟机软件主要有两种：.Microsoft的Virtual PG 2.VMware公司的 VMware Workstation。其中，应用最广泛的虚拟机软件为VMware公司的 VMwareWorkstati

7、on，它是该公司的专业的虚拟机软件，能够在一台真实的计算机上同时模拟出多台虚拟机，每个虚拟机实例能够单独运行其自己的操作系统，支持安装的操作系统有 MS-DOSWin9x、Win2000、WinXP、Linux、NetWare、Solaris 等。运行 VMware Workstation 软件的计 算机被称为宿主机（Host）。宿主机支持 Linux、Windows 2000以上版本。利用该软件在宿主 机虚拟出来的逻辑计算机被称为客户机（Guest）,常称为虚拟机。四、 VMware Workstation网络工作模式简介在 Windows环境下，VMware Workstation提供了最

8、多10个虚拟网卡，从VMnet-VMnet9 ，适用于各种网络连接。工作模式主要有3种，分别是Bridge （桥接）、NAT （网络地址解析）和Host-only（仅主机）。如下图所示：Bridged（桥接）模式：桥接模式组成的网络在VMware中以VMnet0表示，实际情况上是宿主机的局域网在虚拟机网络中的映射，此时的虚拟机相当于直接接入宿主机的网络。联网方法是在虚拟机的网卡的网络设置中选“ Bridged”选项，默认连接到虚拟交换机 VMnet0上。NAT（网络地址解析）：使用NAT模式创建的网络默认连接VMnet8子网上。安装VMware后，宿主机网络连接里会增加两块虚拟网卡Adapte

9、r VMnetl和Adapter VMnet8。如图：其中Adapter VMnet8网卡将宿主机与 VMnet8子网相连。在这个子网中，VMware不但提供了 DHCP服务，使子网内的机器自动地获取IP地址，而且还为这个子网启用了NAT服务，提供了从VMnet8子网到外网地址转换，有一个实实在在的 NAT服务器在运行。联网方法是在虚拟机的网卡的网络设置中选“NAT选项，默认连接到虚拟交换机VMnet8上。Host-only（仅主机）模式：Host-onl y模式创建的网络默认位于 VMnetl子网内，该子网的 虚拟机只能与 VMnet1网内的虚拟机或宿主机通信，不能与其他虚拟网络的主机通信，

10、这就 是“ Host-only”名称的由来。这样隔断虚拟网络与宿主机外部网络连接，创建一个独立的私 有网络。联网方法是在虚拟机的网卡的网络设置中选“Host-only”选项，默认连接到虚拟交换机VMnet1上。VMware中的三种网络模式仅仅方便用户快速将虚拟机加入宿主机网络的一种预定义 模式，VMware软件预先设置好三个虚拟子网，以对应三种基本模式。用户完全能够通过修 改这些网络的属性改变它的默认行为。为方便组建虚拟网络， 用户能够通过 Custom（自定义）模式，用户通过“ VirtualNetwork Editor （虚拟网络编辑器）自定义网络，创建复杂的互联网 络。五、VMware

11、Workstation网络实验应用教学中常用的网络模式主要有“对等网网络模式”、“客户机/服务器网络模式”、“有路由器的网络模式”等。教学前，老师创建实验所需的虚拟机和虚拟网络，然后把这些虚拟机和网络参数文件放到服务器上共享。这就相当于老师将实验所需的网络模板做好，并将它共享给学生。利用老师做好的模板，学生亲身就能在自己的计算机上创建实验需要的网络环境， 实行实验。基于VMware虚拟机的实验教学应用有很多，如操作系统实验、网络组建与维护实验、 服务器配置与管理实验、网络安全以及软件测试等等。本篇文章以构造自已的局域网为例， 介绍在 Win dows 环境中基本 VMware 的网络课程教学的

12、应用。VMware Workstation虚拟机软件对宿主机的硬件要求：CPU是基于X86的最低1GHZ;内存1GB,推荐2GB。硬盘支持IDE和SCSI硬盘，安装 Windows系统需要1.5GB空间，推 荐为每个客户机至少保留 5GB磁盘空间，满足这些要求才能很好地完成各项课程实验要求。利用“新建虚拟机向导” 创建四台新的虚拟机： 第一台虚拟机使用两块虚拟以太网适配 器，在利用“新建虚拟机向导”创建该虚拟机时，选择“使用桥接网络”直接为它添加第一 块以太网适配器。这样，该虚拟机以后就能够使用主机的物理适配器连接到Instant 了；其他三台虚拟机， 能够先在“新建虚拟机向导”上选择“不使用

13、网络连接”打开第一台虚拟机，不要启动，在 VMware Workstation 的“摘要视图”上单击“编辑 虚拟机设置” 打开“虚拟机设置” 对话框，在该对话框上单击 “添加”打开“添加硬件向导” ， 选择“以太网适配器” 。然后单击“下一步”选择“自定义”单选框并从下拉列表中选择“ VMnet2 ”交换机， 最后，单击“完成”并在“虚拟机设置”对话框上单击“确定”就可为第一台虚拟机添加第 二块以太网适配器了。打开第二台虚拟机。 不要启动， 按上面的方法为第二台虚拟机添加一块以太网适配器并 把它连接到交换机“ VMnet2 ”上。打开第三台虚拟机。 不要启动， 按上面的方法为第三台虚拟机添加第一块以太网适配器 并把它连接到交换机“ VMnet2 ”上。打开第三台虚拟机， 不要启动， 再次按照上面介绍的方法为第三台虚拟机添加第二块以 太网适配器并把它连接到交换机“VMnet3 ”上。打开第四台虚拟机。 不要启动它， 按照上面介绍的方法为第四台虚拟机添加以一块以太 网适配器并把它连接到交换机“ VMnet3 ”上。经过上面的步骤，这个自定义网络的“物理”连接我们已经完成，六、 结束语虚拟机技术