基于VMware的Linux實驗平臺構建

摘 要: Linux 實驗常因實驗環境復雜、資源有限等原因使得實驗無法有效開展，影響學習效果，而基于VMware構建的Linux實驗平臺，可以通過虛擬機設置出如同真實環境的虛擬環境，在虛擬環境下來開展各類試驗，使得諸項問題得以有效解決。

關鍵詞: VMware Linux實驗平臺 操作系統 主機 虛擬機

由于操作系統是最龐大復雜、最至關重要的系統軟件，因此我們在開展Linux 操作系統實驗過程中，往往因擔心涉及到對系統的安裝、設置、更改等操作導致系統癱瘓，而使實驗無法有效開展。隨著虛擬機技術的應用，VMware為Linux提供了一個可以自由實驗的有效平臺。

一、困擾Linux操作系統實驗的因素

1.實驗資源有限。隨著高校招生規模的不斷擴大，學生越來越多，而教學經費的投入卻遠遠跟不上學生數量的增長，根本無法滿足實踐教學的需要。如何利用有限的計算機資源完成更多的計算機實踐教學，并確保教學質量，成為各高校亟待解決的問題。

2.實驗關聯性強。操作系統實驗相對比較長、各實驗間聯系較多，本次的實驗狀態往往是下一個實驗的起點。而實驗室的機器不是專用的，如何保存不同學生的實驗狀態，以便下次實驗繼續，至關重要。

3.復雜環境實驗經過多次實驗后，常會出現環境崩潰。如何快速將實驗環境恢復到實驗出錯前的狀態，成為關鍵問題。

4.涉及計算機的某些系統維護實驗，如CMOS、磁盤分區、格式化、安裝操作系統、系統備份與恢復、大型數據庫安裝等，由于要對磁盤進行破壞性實驗，擔心損壞硬件設備，教師多采取課堂演示或以講代練的方式進行教學。

5.涉及網絡的實驗難以組織。計算機網絡實驗，如局域網的組建，網絡配置與管理，Telnet、DNS、NAT、FTP等各種網絡服務的配置，遠程訪問和路由設置，Web開發，等等。這類實驗的網絡訪問需要多臺機器分組，人手幾臺電腦不現實，而幾個人一組，實驗效果又難以達到預期目的，使學生學完課程卻無法解決實際問題。

6.實驗室為方便管理和維護，往往將系統分區寫保護，而很多實驗又需要修改系統設置，安裝軟件。所以在適應實驗室機器寫保護的狀態下解決上述問題成為關鍵。

7.有時需要有不同操作系統環境下的實驗，如Windows、Linux、Unix或DOS環境下的實驗。即使是同一操作系統下的實驗，也有可能需要不同版本，如何在有限的資源上實現是個難題。

二、使用VMWare構建Linux實驗平臺

上述提到的操作系統實驗中的各種問題，通過VMware 虛擬機技術，都可以在一定程度上得到很好的解決。

1.VMWare簡介

VMware是一個虛擬機軟件，主要是安裝在已有操作系統的PC 機上使用，利用它可以在一臺物理計算機上將硬盤和內存的一部分拿出來虛擬出若干臺獨立的邏輯計算機，即虛擬機。當虛擬機設置好后，就可以在這些虛擬機上安裝操作系統，這些虛擬機可以擁有自己獨立的操作系統、CPU、硬盤、內存與其他硬件，用戶可以像使用普通的計算機一樣對虛擬機進行設置，對硬盤分區、格式化、安裝系統和應用軟件，對硬件進行配置，還可通過虛擬網卡實現主機和虛擬機之間的虛擬網絡連接，從而構建出虛擬的雙機互連網絡環境。所有的這些操作都不會對真實主機的硬盤分區和數據造成任何影響和破壞，所有的虛擬機操作系統都運行在虛擬操作平臺之上，還可以將這幾個操作系統聯成一個網絡。用戶在使用時完全感覺不到虛擬機的存在，就像使用一臺真實的計算機。在虛擬系統崩潰之后可以把安裝文件刪除，不會影響物理主機系統，保證主機原系統環境的穩定性。

2.使用VMware的好處

(1)同時運行多個操作系統，切換無需重啟系統。VMware可在一臺機器上真正同時運行多個獨立的操作系統，一個是運行于本機上的原始操作系統，其他系統可運行于虛擬機上，且虛擬機安裝的操作系統可與本機操作系統同時運行，只需簡單切換而無需來回重啟系統。

(2)各系統間支持網絡通信。VMware具有強大的網絡功能，可將多個虛擬機聯接在一起，組建一個局域網，這個網絡的行為與真實網絡完全一致，而且不用擔心損壞虛擬網卡和虛擬交換機。同時，靈活的虛擬網絡使NAT、防火墻實驗成為可能。

(3)系統支持狀態快照。VMware快照功能會保存進行快照時刻虛擬機的所有狀態，實驗中可在任意時刻保存當前狀態為快照。如果在進行一系列操作后實驗出現問題，想恢復到快照時刻的狀態，只需要使用還原快照，便可恢復到虛擬機任何一個快照的狀態，這樣從進行快照到恢復快照之間所有對虛擬機的操作都會撤銷。

(4)系統支持pause。可以虛擬計算機不關機的狀態下離開，下次實驗直接繼續。系統會自動保存虛擬機器的內存信息，再次運行的時候，自動恢復到該狀態。

(5)復制方便。一臺機器的整個環境就是一個文件夾，不同操作系統間可實現文件共享及復制粘貼等功能，允許真實主機與虛擬機間或者虛擬機與虛擬機間直接拖動文件進行復制和粘貼操作。

3.使用VMware構建實驗平臺

(1)安裝虛擬平臺。VMware軟件的安裝和其他軟件的安裝沒有什么區別，安裝文件可在其官方網站(www.vmware.com)中查詢下載，然后按照安裝向導一步步完成虛擬機的安裝和配置過程。VMware 安裝好以后，就等于可以虛擬出若干臺機器來使用了。

(2)設置虛擬機。在VMware主窗口中選擇New Virtual Machine可新建一虛擬機。根據提示選擇Typical典型配置方式，再選擇想要虛擬的系統，如選擇Linux及相應版本，然后按照向導提示與實際需求設置Linux所需內存大小、網絡設置模式、創建磁盤、設置虛擬機磁盤容量等，最終完成一個虛擬機的建立。其中“網絡連接”有橋接網絡、網絡地址轉換、僅為主機網絡、不使用網絡連接四種連接方式，建議選擇橋接網絡方式，橋接網絡方式中虛擬機顯示為和主機在同一個物理以太網上的一臺額外的計算機。同時，虛擬機內存大小設置應能保證虛擬機操作系統的流暢運行，但不宜設置過大，否則會影響主機運行速度。當然，這個虛擬機目前只是硬件系統，需要在虛擬機中安裝Linux操作系統后才可像真正的機器一樣來使用。

(3)在虛擬機上安裝Linux。建立好虛擬機后，就可以在其上安裝操作系統了。單擊“power on”按鈕，就開始了引導。VMware支持光盤啟動安裝，按F2將虛擬機的BIOS設置為光盤啟動，隨后的安裝過程和真實計算機安裝Linux一樣，這里不再贅述。同時VMware也支持鏡像文件安裝，此時應先指定好光盤鏡像文件為光驅設備，這樣就相當于有了虛擬光驅功能。在安裝過程中，安裝程序提示更換光盤時，用鼠標雙擊VMware右下角的光驅圖標，打開所需的安裝光盤映像文件，單擊“OK”按鈕即可。

(4)在實驗中使用虛擬機。現在一臺和真實計算機一樣的機器已經建立起來了。單擊虛擬機窗口，鼠標就融入了虛擬系統了，如果想回到主機系統，則可以按Ctrl+Alt鍵使鼠標回到主機系統。若感覺在虛擬機和主機間鼠標切換麻煩，可以通過安裝VMware Tools后重新啟動，這樣無論是鼠標切換還是虛擬機與主機間通過網絡復制文件等問題都可得到有效解決。在虛擬機中做實驗，一切都是真實的，與在真實的計算機上實驗效果完全一樣，而且任何設置都不會影響到主機。

三、總結

采用虛擬機搭建的實驗平臺，可以很容易地做到教師演示與學生實踐的同步，為Linux實踐教學提供了一種有效的輔助工具，既緩解了實驗設備和場地不足的問題，又提高了實驗設備的安全性，降低了實驗室的管理和維護難度。此外，我們還可以通過VMware虛擬機來模擬非當前操作系統或者比較復雜的網絡環境，通過在虛擬的操作系統環境中進行操作，熟悉新操作和新技術，來達到事半功倍的目的。

參考文獻:

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