虛擬機在計算機網絡教學中的應用

摘 要：為了解決技工學校計算機應用教學中學生動手能力不強和硬件設備滯后的問題，本文介紹了虛擬機技術在計算機網絡教學中的應用，主要解決如何利用虛擬機提高學生實踐技能的問題。

關鍵詞：虛擬機 網絡 技工教育 操作系統

在計算機網絡教學中，構建網絡環境是學習網絡知識的前提，多數學校受資金因素的影響，無法為學生提供專門用于網絡實驗的硬件設備，通常這部分知識都是利用一些視頻來講解。如果使用虛擬機就可以很方便地解決此類問題。

一、關于虛擬機技術

虛擬機就是通過軟件模擬的具有完整硬件系統功能的，運行在一個完全隔離環境中的完整計算機系統。

虛擬機的實現技術主要有兩種：純軟件方式的虛擬機和硬件輔助方式的虛擬機。前者是當前主流的虛擬機技術，有成熟的應用，后者是今后的發展方向。軟件模擬的虛擬機具有完整的硬件系統功能，是運行在一個完全隔離環境中的完整的計算機系統。通過虛擬機軟件，可以在一臺物理計算機上模擬出一臺或多臺虛擬的計算機。在教學中則為學生學習服務器版操作系統的安裝及設置調試、組建網絡等知識上提供了必要的條件。

虛擬機具有獨立的CPU、硬盤、存儲器、網卡和外圍設備等。這些設備及I/O端口等都受到保護，每個虛擬機都可以擁有計算機系統的所有資源，系統分配給每個虛擬機的虛擬內存都采用了獨立的地址空間，互相之間沒有任何聯系，虛擬機就像一臺真正的計算機那樣進行工作。虛擬機除了用于計算機網絡課程的教學外，也是學生學習（安裝）不同的操作系統、軟件測試，以及在單機環境下學習如何組建網絡的極好工具。由于虛擬機的硬盤只是宿主機上的一個文件，虛擬機在硬盤上的操作也只在這個文件上進行，一般不會損壞宿主機上的操作虛擬機系統和軟件。

目前建立虛擬機的工具軟件主要有VMware、VIRTUAL PC和IRTUALBOX，各個軟件操作方法基本相同。

二、虛擬機技術的主要優勢

一是不會損壞物理計算機的操作系統和軟件。

二是可同時在同一臺物理計算機上運行多個操作系統。

三是可在一臺計算機上組建多個網絡環境，便于做各種例子。

四是保證主機的運行速度，減少不必要的安裝程序。

五是便于安裝和徹底刪除，便于測試不熟悉的應用。

六是非常用工具或保密性程序可以單獨在一個環境下面運行。

三、在計算機網絡教學中如何使用虛擬機軟件

1.網絡試驗

現在的技工學校都沒有網絡實驗室，在學習網絡操作系統安裝及配置等課程時，如果只是讓學生觀看視頻，無法達到以實踐為目的的教學要求。

下面我們以網絡課程中最常見的服務器版操作系統中建立域的實驗為例，來說明虛擬機如何應用于計算機網絡的教學中。

Windows 2003 server是一款服務器版操作系統，而一般學生用的計算機均安裝的是Windows XP系統或Windows7系統。要做建立域的實驗的話，就必須裝雙系統或是刪除當前系統而重新安裝Windows 2003 server，如果是雙系統，每進一個系統就必須重啟電腦，如果我們利用虛擬機來做實驗的話，可以在虛擬機中安裝Windows 2003 server，而物理計算機保持原有操作系統不變，在虛擬機和物理計算機之間構建一個網絡環境，完成實驗的要求。

2.網絡安全實驗

計算機網絡課程中離不開網絡安全這部分知識的講解，教師在講解網絡安全知識時，經常需要給學生演示病毒發作后對計算機的影響、木馬黑客程序如何攻擊和控制計算機、隨意刪除系統文件對計算機的危害等，這些操作均會對計算機本身的操作系統產生損害，做完一個實驗可能會需要重裝或是恢復系統后才能做下一個實驗，會影響講課的連貫性。使用虛擬機可進行這些實驗。

在虛擬機中多創建幾個操作系統，一個用于演示計算機病毒發作實驗，一個用于系統文件刪除實驗，另一個則用于黑客控制訪問，這樣可以輕松完成各項實驗，而不用重裝和恢復系統。

3.應用虛擬機進行實驗輔導和作業檢查

在每個學生進行各項實驗的過程中，教師需要巡視進行輔導和檢查，以確定學生在實驗過程中有哪些問題，以便在總結時予以糾正。但在學生較多的情況下，在有限的時間內教師不能只對個別學生進行輔導，否則無法解決多數學生的共性問題。

這個問題可以通過虛擬機軟件自帶的屏幕錄像功能把學生的每步操作錄制下來，并保存為AVI格式的視頻文件，下課前學生將視頻文件提交給教師，方便教師在課余時間進行觀看，了解每個學生的操作過程，從而掌握每個學生的學習情況。

（作者單位：洛陽高級技工學校）