基于VMware的計算機網(wǎng)絡(luò)課程虛擬實驗平臺搭建

王李冬

摘要：本文提出基于VMware的計算機網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗平臺搭建方法。該方法通過在物理主機上安裝VMware Workstation，利用虛擬機上不同的網(wǎng)絡(luò)連接方法構(gòu)建虛擬網(wǎng)絡(luò)平臺，并在該平臺上完成一些列的網(wǎng)絡(luò)實驗。實踐證明，利用VMware搭建虛擬網(wǎng)絡(luò)平臺能有效解決當(dāng)前計算機網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)存在的問題。

關(guān)鍵詞：VMware；計算機網(wǎng)絡(luò)；虛擬機

1、引言

目前獨立學(xué)院計算機網(wǎng)絡(luò)類課程的教學(xué)現(xiàn)狀主要有以下幾個問題：（1）課程內(nèi)容設(shè)置和社會實際需求存在一定的脫節(jié)；（2）實踐教學(xué)環(huán)境相對落后；（3）實驗項目設(shè)計存在缺陷；（4）實驗項目評價欠合理等。上述問題導(dǎo)致實踐教學(xué)效果不盡人意，使得最終實踐教學(xué)環(huán)節(jié)效果大打折扣。適應(yīng)計算機網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的實驗室條件較高，投入較大，并非所有的獨立學(xué)院都能建立起一個真正器材充足且完備的網(wǎng)絡(luò)實驗室，沒有足夠數(shù)量的路由器、交換機、防火墻，單靠局域網(wǎng)內(nèi)聯(lián)網(wǎng)的計算機是遠遠不夠的，此外，在專業(yè)實驗室的基礎(chǔ)上，設(shè)備的高頻率使用造成器材損壞所帶來的龐大開銷也使得辦學(xué)效果受到制約，這是當(dāng)前獨立學(xué)院計算機網(wǎng)絡(luò)類課程教學(xué)的瓶頸。

雖然目前已有如基于Packet Tracer的虛擬實驗平臺[1]，但是該平臺主要利用軟件上的虛擬配置界面進行虛擬設(shè)備的連接，無法讓學(xué)生真實體驗計算機和計算機之間的真實網(wǎng)絡(luò)配置狀況。因此，本文利用VMware進行虛擬實驗平臺搭建。該平臺的主要優(yōu)勢在于，可以解決實驗設(shè)備的反復(fù)使用而造成的過度耗費問題，同時使得項目設(shè)計更加豐富，并適當(dāng)?shù)臄U增了綜合性項目的比例。此外，該平臺相比Packet Tracer和Boson模擬器，能讓學(xué)生在真實的配置界面上學(xué)習(xí)配置命令，更好的掌握網(wǎng)絡(luò)配置命令和組網(wǎng)原理。

2、虛擬實驗平臺搭建

2.1 VMware簡介

作為功能強大的虛擬機軟件，VMware提供了在單一的桌面上同時運行不同的操作系統(tǒng)的功能，如Windows、Linux等，并在操作系統(tǒng)群的基礎(chǔ)上進行開發(fā)、測試并且調(diào)試。每個虛擬主機都擁有各自的虛擬CPU、內(nèi)存、硬盤、網(wǎng)卡以及I/O設(shè)備等。可見，若在一臺物理主機上通過VMware平臺安裝多個虛擬主機，就可以對這些虛擬主機搭建虛擬網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，以模擬真實的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境進行網(wǎng)絡(luò)實驗，從而構(gòu)成了完整的虛擬實驗平臺[4]。

2.2 虛擬實驗平臺搭建步驟

首先，在物理主機上安裝VMware Workstation。主機上會隨之安裝兩個虛擬網(wǎng)絡(luò)設(shè)備VMware Virtual Ethernet Adapter for VMnet1 和VMware Virtual Ethernet Adapter for VMnet8，分別提供了不同的組網(wǎng)方式。

其次，配置虛擬機的網(wǎng)絡(luò)，并通過虛擬機上的虛擬交換機VMnet0、VMnet1和VMnet8組建虛擬網(wǎng)絡(luò)。虛擬機的網(wǎng)絡(luò)包括橋接模式、Host-only模式和NAT模式三類[2，3]：

（1）橋接模式。橋接模式下，虛擬機與物理主機的IP地址設(shè)置在同一網(wǎng)段，虛擬機和主機自動通過VMnet0自動連接。在該條件下，虛擬機就具備和物理主機同樣的網(wǎng)絡(luò)地位，相互之間可以平等訪問，從而實現(xiàn)資源共享，這是虛擬機從主機上獲取資源的最簡便方法。

（2）Host-only模式。選擇這種模式后，虛擬機和主機構(gòu)成一個相對封閉的虛擬網(wǎng)絡(luò)，主機和虛擬機會自動與Vmnet1 交換機進行連接，并且在該環(huán)境下，只有主機和虛擬網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的虛擬機之間可以通訊。

（3）NAT模式。在該模式下可以利用NAT的地址轉(zhuǎn)換功能為虛擬機分配外網(wǎng)地址。如果主機連接外網(wǎng)，并且將虛擬機網(wǎng)卡設(shè)置為NAT模式，那么虛擬機就自動連接到VMnet8上，VMnet8的DHCP會自動為虛擬機分配IP地址以及網(wǎng)關(guān)等信息，虛擬機就可以通過主機連接到外網(wǎng)。

最后，根據(jù)具體的實驗要求進行網(wǎng)絡(luò)配置。以橋接模式為例，虛擬機和物理主機的IP地址設(shè)置為同個網(wǎng)段，并具備相同的子網(wǎng)掩碼和網(wǎng)關(guān)（如圖1所示）。那么，在利用橋接模式組建的虛擬網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境下，可以進行的網(wǎng)絡(luò)實驗包括：網(wǎng)絡(luò)基本環(huán)境的配置，網(wǎng)絡(luò)常用命令如ping、netstat以及ipconfig，網(wǎng)絡(luò)共享，Web服務(wù)器的配置等。以NAT模式為例，在該環(huán)境下講解的具體實驗內(nèi)容包括：HTTP 協(xié)議、FTP 協(xié)議、使用主機的共享打印機等。

除了上述幾種網(wǎng)絡(luò)連接模式，學(xué)生還可以通過自定義的網(wǎng)絡(luò)連接模式進行網(wǎng)絡(luò)配置，以滿足不同的實驗要求。

3 總結(jié)

本文利用VMware搭建計算機虛擬實驗平臺，可以有效解決目前獨立學(xué)院計算機網(wǎng)絡(luò)教學(xué)過程中的相關(guān)問題，使得網(wǎng)絡(luò)連接測試、局域網(wǎng)的組建等內(nèi)容變得簡單高效。實踐證明，該虛擬實驗平臺使得實驗內(nèi)容變得豐富，提升學(xué)生實時學(xué)習(xí)的可能性，在今后的計算機網(wǎng)絡(luò)實踐教學(xué)過程中將發(fā)揮巨大的潛能。

參考文獻：

[1]薛琴.基于Packet Tracer的計算機網(wǎng)絡(luò)實驗仿真教學(xué)[J].實驗室研究與探索，2010，29（2）：57-59.

[2]孔德軍.利用VMware Workstation構(gòu)建計算機虛擬網(wǎng)絡(luò)實驗平臺[J].云南警官學(xué)院學(xué)報，2013（05）：125-128.

[3]羅國華.淺談利用VMware Workstation搭建計算機虛擬網(wǎng)絡(luò)實驗平臺[J].計算機光盤軟件與應(yīng)用，2014（6）：146-147.

[4]舒云星，鄭衛(wèi)東.基于VMware的虛擬計算機實驗系統(tǒng)[J].實驗室研究與探索，2006，25（9）：1088-1090.

基金項目：杭州師范大學(xué)錢江學(xué)院實驗室工作研究項目（QJYB201505）