虛擬機(jī)在網(wǎng)絡(luò)課程實(shí)踐教學(xué)的應(yīng)用探討

1、    虛擬機(jī)在網(wǎng)絡(luò)課程實(shí)踐教學(xué)的應(yīng)用探討    劉治國（湖南應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 湖南常德 415100）摘 要：隨著信息技術(shù)的高速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專業(yè)對于網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的投入不能滿足學(xué)生實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)需求，部分網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)難以實(shí)現(xiàn)，而實(shí)踐教學(xué)是提高學(xué)生應(yīng)用能力和學(xué)習(xí)興趣的重要教學(xué)環(huán)節(jié)，應(yīng)用虛擬機(jī)技術(shù)，搭建網(wǎng)絡(luò)的各種實(shí)驗(yàn)環(huán)境有利于降低實(shí)驗(yàn)成本，也有利于學(xué)生自主開展網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)操作。本文主要是應(yīng)用虛擬機(jī)軟件在網(wǎng)絡(luò)課程實(shí)踐教學(xué)中進(jìn)行具體、深入的探討。關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)課程 虛擬機(jī) 實(shí)踐教學(xué)當(dāng)前，網(wǎng)絡(luò)課程的教學(xué)尤其是實(shí)踐教學(xué)，成為很多高校不斷探索、不斷研究、不斷改進(jìn)的一個課題。要想提高

2、學(xué)生實(shí)踐能力，必須加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)踐教學(xué)環(huán)境的改變。由于受資金、技術(shù)、實(shí)驗(yàn)人員管理等各方面條件的限制，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室不能滿足學(xué)生的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)需求。例如開展簡單的局域網(wǎng)組建實(shí)驗(yàn)，至少要為每組學(xué)生配備二臺pc、一臺交換機(jī)，這對學(xué)校來說是一筆不小的開銷。大多數(shù)學(xué)校的實(shí)驗(yàn)室為了方便管理，都安裝了硬盤保護(hù)還原卡或者還原軟件，給學(xué)生做實(shí)驗(yàn)帶來了很大的限制，也給教師準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)環(huán)境帶來了困難。為了解決這些問題，一種比較好的解決方案就是在單機(jī)上安裝虛擬機(jī)軟件，構(gòu)建一個與真實(shí)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境相同的虛擬網(wǎng)絡(luò)教學(xué)、實(shí)驗(yàn)平臺，我們通過采用虛擬機(jī)來進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)，是目前在計算機(jī)教育教學(xué)中廣泛采取的一種方法。經(jīng)過實(shí)踐證明，采用虛擬機(jī)技術(shù)對我

3、們的實(shí)踐教學(xué)有很大的可行性和創(chuàng)新性。虛擬機(jī)對于使用者而言，它只是運(yùn)行在你物理計算機(jī)上的一個應(yīng)用程序，但是對于在虛擬機(jī)中運(yùn)行的應(yīng)用程序而言，它就像是在真正的計算機(jī)中進(jìn)行工作。這既能節(jié)約實(shí)驗(yàn)成本，也便于教師課堂講解，提高網(wǎng)絡(luò)課程的教學(xué)效果，學(xué)生還可以用自己的計算機(jī)安排課外時間開展自主實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)。通過實(shí)踐操作能使學(xué)生透徹地理解我們學(xué)習(xí)的知識。1一、虛擬機(jī)介紹虛擬機(jī)技術(shù)，就是用軟件模擬現(xiàn)實(shí)的計算機(jī)系統(tǒng)的技術(shù)。其技術(shù)早已成為熱門的軟件技術(shù)，vmware就是一款具有代表性的虛擬機(jī)軟件，利用它可以在原有操作系統(tǒng)中安裝多個其他操作系統(tǒng)（如，windows、linux等），輕松實(shí)現(xiàn)多個虛擬系統(tǒng)和真實(shí)主機(jī)系統(tǒng)共存，

4、如在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器搭建過程實(shí)訓(xùn)中，利用vmware實(shí)現(xiàn)一臺主機(jī)虛擬出多臺主機(jī)的效果，互不干擾，且同在一個局域網(wǎng)內(nèi)，所做的實(shí)驗(yàn)得出的效果和使用幾臺真實(shí)計算機(jī)得出的效果一樣，從而解決了一個學(xué)生做實(shí)訓(xùn)需要多臺計算機(jī)、多個操作系統(tǒng)的問題。2cisco packet tracer和gns3均是一款非常實(shí)用的模擬交換機(jī)、路由器設(shè)備的虛擬機(jī)，由于交換機(jī)、路由器設(shè)備的費(fèi)用較高，如果要滿足一個教學(xué)班同時進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，就得購置多組相同的設(shè)備，硬件的投入就更高了。所以，很多資金不太充足的學(xué)校常采用模擬器進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)。packet tracer是由cisco公司發(fā)布的一個輔助學(xué)習(xí)工具，主要面向ccna、ccnp課程，學(xué)生可在

5、圖形用戶界面上直接使用拖曳方法建立網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，并允許學(xué)生配置設(shè)備，觀察網(wǎng)絡(luò)實(shí)時運(yùn)行情況，完成相關(guān)的實(shí)驗(yàn)?zāi)M操作，也可以用于虛擬體驗(yàn)cisco操作系統(tǒng)ios或者是檢驗(yàn)將要在真實(shí)的路由器上部署實(shí)施的相關(guān)配置。3二、虛擬機(jī)在網(wǎng)絡(luò)課程實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用（1）vmware虛擬機(jī)在windows服務(wù)器配置與管理課程中應(yīng)用在機(jī)房的計算機(jī)中安裝虛擬機(jī)軟件vmware后，利用vmware模擬出1臺windowsserver 2008服務(wù)器，在服務(wù)器里添加并配置好諸如dhcp、dns、web、ftrp等服務(wù)器后，可再模擬出l3臺windows xp或linux客戶機(jī)進(jìn)行測試試驗(yàn)。在講解服務(wù)器配置中的dns和web時，

6、結(jié)合實(shí)際情況，關(guān)聯(lián)兩個服務(wù)器進(jìn)行講述，效果會明顯。例如：若要架設(shè)web服務(wù)器，搭建一個內(nèi)部網(wǎng)站，ip地址為00，域名為www.xm.com，主目錄為c：web，網(wǎng)站主頁文檔為home.htm，其內(nèi)容為“湖南騰飛科技有限公司歡迎您”。在客戶端pc機(jī)上使用http：/www.xm.com訪問內(nèi)部網(wǎng)站首頁，訪問結(jié)果（如圖1）：若按照實(shí)驗(yàn)要求每組應(yīng)配備兩臺計算機(jī)，一臺做為服務(wù)器，一臺做為客戶機(jī)，在服務(wù)器中要安裝有dns和web服務(wù)器，才能實(shí)現(xiàn)結(jié)果?，F(xiàn)應(yīng)用vmware虛擬機(jī)，只需要在一臺計算機(jī)中安裝vmware虛擬機(jī)，再在vmware虛擬機(jī)內(nèi)安裝windows server 200

7、8和windows xp兩種操作系統(tǒng)既可。（2）cisco packet tracer模擬器在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備課程中應(yīng)用借助packet tracer仿真模式進(jìn)行交換與路由教學(xué)，教師可以詳細(xì)、直觀地現(xiàn)場操作、講解相關(guān)內(nèi)容，突出重點(diǎn)、難點(diǎn)，且可以將配置的實(shí)驗(yàn)示例以pkt文件的形式保存，供學(xué)生參考。學(xué)生憑借理論課程中學(xué)習(xí)的知識，結(jié)合教師在實(shí)驗(yàn)課中的演示及提供的pkt文件和其它參考資料即可完成教師規(guī)定的實(shí)訓(xùn)內(nèi)容，最后以pkt文件形式提交自己的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。例如：實(shí)驗(yàn)拓?fù)洌ㄈ鐖D2）：實(shí)驗(yàn)具體要求：連接各設(shè)備，并對網(wǎng)絡(luò)中各設(shè)備進(jìn)行基本配置（主機(jī)名按自己姓名拼音首字母+設(shè)備類型，如張三做題，r1命名為：zs-r1、s

8、witch1命名為：zs-sw1，按照圖上所給地址為設(shè)備配置地址）。在服務(wù)器中開啟web服務(wù)和dns服務(wù)，并在dns服務(wù)器中配置dns域名為www.xm.com（如張三，則為www.zs.com），使后面在訪問web服務(wù)器時通過域名訪問。全網(wǎng)運(yùn)用ospf路由協(xié)議。配置網(wǎng)絡(luò)中的路由器r1和三層交換機(jī)sw1兩臺設(shè)備，使這兩臺設(shè)備均能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程管理，設(shè)置特權(quán)密碼123，telnet遠(yuǎn)程密碼456。（密碼均為明文）在三層交換機(jī)sw1與二層交換機(jī)sw2和sw3中利用vtp協(xié)議進(jìn)行vlan管理，三層交換機(jī)sw1為vtp server，二層交換機(jī)sw2、sw3為vtp client，域名為xm（如張三則為zs

9、），在二層交換機(jī)中vlan10包含1-5端口，vlan20包含6-10端口，三層交換機(jī)創(chuàng)建vlan10、vlan20，利用三層交換機(jī)svi實(shí)現(xiàn)vlan間通信。 在r1中配置dhcp服務(wù)器，三層交換機(jī)中配置dhcp中繼，使pc1-pc4均能自動獲取ip。路由器r1和r2通過v.35線纜連接（廣域網(wǎng)鏈路），在s口封裝ppp協(xié)議，并采用chap驗(yàn)證方式建立連接。（密碼：123456，r1為驗(yàn)證方，r2為被驗(yàn)證方）在r2中作靜態(tài)nat配置，將web服務(wù)器的轉(zhuǎn)換成/29，將dns服務(wù)器的轉(zhuǎn)換成/29，使外網(wǎng)用戶通過域名來訪問web服

10、務(wù)器。在sw1作配置禁止vlan10內(nèi)的主機(jī)通過域名對web服務(wù)器進(jìn)行訪問，但可以通過ip訪問web，其它主機(jī)不受訪問限制。測試相關(guān)結(jié)果（ 分別通過pc1、pc2主機(jī)通過域名訪問web服務(wù)器；?分別通過pc1、pc2主機(jī)遠(yuǎn)程登錄r1和三層交換機(jī)）。部分結(jié)果如圖3-圖6：若按照實(shí)驗(yàn)要求每組需要準(zhǔn)備2臺路由器、1臺三層交換機(jī)、3臺2層交換機(jī)、5臺計算機(jī)。現(xiàn)應(yīng)用packet tracer模擬器，則只需要一臺計算機(jī)，在其上面安裝packet tracer即可全面實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)需求。它可以讓學(xué)生在機(jī)房或其它地方隨時隨地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，練習(xí)操作命令，掌握操作過程，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，這種技能的獲得對學(xué)生在真正設(shè)備上進(jìn)行具體

11、操作來說是不可或缺的。結(jié)語要學(xué)好實(shí)踐性比較強(qiáng)的課程，需要有較深的理論知識作為基礎(chǔ)，同時要注重網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)和實(shí)踐。通過在教學(xué)中引入虛擬機(jī)技術(shù)，解決了實(shí)驗(yàn)設(shè)備不足、場地不足、管理不到位等問題，可以讓所有的實(shí)驗(yàn)操作在虛擬環(huán)境下無損害地重復(fù)進(jìn)行，能完成原先一些因?qū)嶒?yàn)條件和經(jīng)費(fèi)投入等原因無法開展的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，極大地豐富了課程的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。虛擬機(jī)的使用非常靈活，可以為計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)專業(yè)的多門課程提供實(shí)踐環(huán)境。教學(xué)實(shí)踐表明，虛擬機(jī)技術(shù)的推廣和應(yīng)用將對課程教學(xué)產(chǎn)生積極的影響，值得進(jìn)一步探索和實(shí)踐。當(dāng)然，虛擬機(jī)技術(shù)不能替代真正的設(shè)備，但可以取代對服務(wù)器或是網(wǎng)絡(luò)實(shí)際設(shè)備的使用和掌握，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用能力的最終提高，還是要依賴于學(xué)生對網(wǎng)絡(luò)基本理論的深刻理解和實(shí)際設(shè)備的熟練掌握來