周海严
江苏省盐城技师学院 224000
【关键字】虚拟技术、虚拟机、VMWare、网络实验
【摘 要】在网络实验过程中，需要用到大量硬件设备的网络环境，计算机技术发展日新月异,技术更新快,对实验设备的要求更高，这些因素导致实验仪器设备无法满足实际需求，采用虚拟机技术可以实现在一台计算机上安装多台虚拟机，模拟网络实验环境以实现上述要求而不用过多的硬件设备，并且可以达到良好的效果。本文简述了虚拟机技术概念、VMWare虚拟机特点、基于VMWare虚拟机的具体网络实验，并简要分析了其优点与不足之处，以及从中得到的体会。
一、概述
现如今，计算机在人们的学习、生活、工作中变得越来越重要，人们需要学习和计算机有关的知识。几乎所有的关于计算机的学习，都需要相应的硬件环境和软件环境，网络实验也不例外。如下图1所搭建的一个网络拓扑结构：访问客户需要通过软路由和防火墙来访问web服务器。
图 1
首先，对于一些应用软件的学习（如Office、Photoshop、CAD等软件），只要在一台计算机中安装相应的软件就可以了，但对于网络技术或网络管理等专业的学习经常要进行网络实验（如多种服务器组建、多域控制器的建立等），这些实验用一台电脑的硬件是无法完成的。
其次，如果采用真实的网络环境，则需要大量的设备投资和场地，对于个人来说几乎是无法承担的；在资源上也是很大的一种浪费。
而采用虚拟机技术，可以在一台实体的计算机上，安装任意多台的虚拟机（视硬盘容量和内存而定），也可以安装不同类型的操作系统，如Windows、Linux、Novell Netware等操作系统，模拟真实网络环境，解决了人们在网络实验中对于网络环境的要求问题。而且采用虚拟机的网络环境，还可以轻易地扩展网络的计算机数量，尤其是对多个或单个服务器的建立、多域结构等复杂的局域网络操作是可以轻而易举地完成。
二、虚拟机技术及VMWare软件介绍
1、什么是虚拟化
当下的 x86 计算机硬件是专为运行单个操作系统和单个应用程序而设计的，因此大部分计算机远未得到充分利用。借助虚拟化，您可以在单台物理机上运行多个虚拟机，每个虚拟机都可以在多个环境之间共享同一台物理机的资源。不同的虚拟机可以在同一台物理机上运行不同的操作系统以及多个应用程序。
这样的软件可转变或“虚拟化”基于 x86 的计算机的硬件资源（包括 CPU、RAM、硬盘和网络控制器），以创建功能齐全、可像“真实”计算机一样运行其自身操作系统和应用程序的虚拟机。每个虚拟机都包含一套完整的系统，因而不会有潜在冲突。可以同时在单台计算机上安全运行多个操作系统和应用程序，每个操作系统和应用程序都可以在需要时访问其所需的资源。
早在上世纪60年代,虚拟化技术出现并被用于大型机,以便充分利用昂贵的大型机资源。随着X86服务器性能的提升和应用普及,VMware公司率先将服务器虚拟化的技术引入PC平台。
2、VMware Workstation的特点
VMware Workstation是VMware公司出品的专业的虚拟机软件。该软件可以在一台真实的计算机上同时模拟出多台虚拟机,每个虚拟机实例可以单独运行其自己的操作系统,如Windows、Linux、NetWare等。
在windows环境下,VMware Workstation提供最多10个虚拟网卡,从VMnet0-VMnet9,适用于各种网络连接。VMware网络工作模式主要有3种,分别是Bridged(桥接)、NAT(网络地址解析)和Host-only(仅主机)。
另外,VMware还提供定制(Custom)模式,用户通过“Virtual Network Editor(虚拟网络编辑器)”自定义网络,创建复杂的互联网络。添加配置VMnet2-VMnet7以及VMnet9这7个虚拟交换机,使宿主机与多个网卡互联,创建多个网络。
三、VMWare在计算机教学中应用
基于VMware虚拟机的实验应用有很多,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。本文以多种操作系统和应用服务的综合网络实验为例,介绍在Windows环境中基于VMware的网络实验应用。
1、实验环境的构建
网络组建要求如图2所示：
图2
本次实验安装的是VMware Workstation full v7.1.0 261024英文版。
PC0的操作系统为Windows XP Professional SP3,内存大小为2GB。
（1）启动Vmware虚拟机，根据需要创建一个或多个虚拟机，这里需要创建一台Red Hat Enterprise Linux 4虚拟机和一台Windows Server 2003 Enterprise Edition虚拟机。如果没有操作系统安装光盘或PC没有光驱，可选择使用虚拟光驱加载操作系统镜像文件。
（2）对单个虚拟机在安装操作系统前，可以预先设置虚拟内存（根据实际内存大小和虚拟机数量合理配置虚拟内存）、网络连接方式、USB控制、显示分辨率等参数。在这里需要给PC1再添加一块网卡，并将工作模式设为Host-only，第一块网卡则桥接到PC0的真实网卡上。然后把PC2的网卡工作模式设为Host-only。
（3）对虚拟机进行操作系统的安装，这与我们刚买的真正裸机上的操作完全一样。系统安装好以后，一般只有显示卡、网卡，而是缺少声卡，另外也不能够将文件或文件夹从虚拟机与真机之间自由拖进拖出，非常麻烦。所以，我们在虚拟机安装好的同时，可以选择安装Vmware Tools，以达到和真实机一样的效果，也方便使用。
（4）如果需要用到多台系统一样的虚拟机，可以直接复制已安装好的虚拟系统文件，无需重复安装。同时方便了系统的移植。
2、构建过程中的注意事项
（1）网卡连接：如果真机上没有安装网卡、或者已安装网卡但未连网，则需要在真机上安装并配置Microsoft虚拟网卡，否则会因得不到网络而无法进行网络实验。
（2）虚拟机数量：预先规划虚拟网络的虚拟机的数量，在一个硬盘分区中，为每台虚拟机的映像文件预留足够的硬盘空间。
四、Vmware虚拟机在计算机教学应用中的优点
利用虚拟机网络环境，进行网络实验具有其相当大的优势，可简单归纳为以下几点：
1、节省设备费用和场地，大多数的网络实验都可以利用Vmware虚拟机来实现。
2、虚拟硬件配置灵活，扩展自由，假定在一个虚拟机上添加一个磁盘或者调整虚拟机内存，即可利用Vmware虚拟机软件来实现，操作方便。
3、每一台虚拟机归根到底是真机上的一个软件系统，这样，在实验时，可以减少设备的损坏。
4、易学易用。Vmware虚拟机软件在平时使用的Windows XP系统平台完全适合安装，不用改变硬件配置，而且方便易用。
五、总结与体会
对于如网络技术或者网络管理课程所需要的网络实验，我们采用虚拟机技术来进行是必不可少的手段。采用虚拟机技术，可以在一台实体的计算机上，安装任意多台的虚拟机，安装不同的操作系统，而且可以十分灵活的改变其硬件配置，因此可以模拟多种网络环境，完成多种网络技术的学习和实验，从而可以节省大量的硬件资源配置。
参考文献：
[1]《VMware、Citrix和Microsoft虚拟化技术详解与应用实践》机械工业出版社 马博峰著
[2]《Microsoft 虚拟化应用指南宝典》 中国铁道出版社 王淑红 刘晓辉 著