計算機網絡課程虛擬實驗室構建探索

周安輝

（四川內江職業技術學院 四川 內江 641000)

計算機網絡課程虛擬實驗室構建探索

周安輝

（四川內江職業技術學院 四川 內江 641000)

為充分實現計算機網絡課程的教學目標，彌補現有教學的不足，利用W indow s Server 2003標準版、M icroso ft Virtual PC軟件、Boson NetSim軟件等，在現有50臺計算機與4臺交換機組成的對等網基礎上重構虛擬實驗室。

計算機網絡課程；虛擬實驗室；W indow Server 2003標準版；M icrosoft Virtual PC軟件；Boson NetSim軟件

在計算機網絡課程實踐教學中，由于實驗經費欠缺，很少組建專用的計算機網絡實驗室，已經組建了的，由于計算機網絡實驗室結構的固有性、不可重構和靈活性差，根本無法滿足本課程網絡操作系統、組網以及交換機和路由器應用等的實驗操作。而利用計算機相關軟件在現有對等網的基礎上構建虛擬實驗室，就可以擺脫這種困境，充分完成計算機網絡課程的實踐教學目標。

環境需求和虛擬目標硬件

環境需求 （1）硬件需求：51臺計算機 （50臺學生機+1臺教師機，1G以上內存，CPU速度1GHz以上）+4臺交換機（銳捷RG-S2126）。為教學方便，建議教師機裝Windows Server 2003標準版+方正多媒體電子教室服務端，學生機裝Windows XP系統和方正多媒體電子教室客戶端，構建常規教學所用的對等網。（2）軟件需求：Windows Server 2003系統光盤，Windows XP（sp3）系統光盤，Linux系統光盤（Magic Linux 2.5），Microsoft Virtual PC 2007軟件，Boson NetSim for CCNA version 6.0軟件，數據包捕獲軟件Ethereal，Winiso光盤工具軟件；DeepFreeze冰點還原軟件、GHOST克隆軟件。

虛擬目標硬件 利用Microsoft Virtual PC 2007軟件虛擬PC機，利用Boson NetSim for CCNA version 6.0軟件虛擬路由器和交換器。虛擬出的硬件如圖1所示。

圖1 虛擬目標硬件圖

構建虛擬網絡實驗環境

準備工作 用WinISO制作操作系統ISO光盤鏡像文件：windowserver2003. iso，window xp.iso，linux.iso。 下載 Microsoft Virtual PC 2007英文版，下載Boson NetSim for CCNA version 6.0破解版和Adobe Reader 9.4.0，下載數據包捕獲軟件ethereal-setup-0.99.0.exe。

軟件說明 （1）Microsoft Virtual PC 2007是著名的免費系統虛擬軟件，在windows系列系統下運行穩定，且兼容性良好，秉承了微軟一貫的操作簡單而實用的原則。其功能是允許同一臺物理計算機同時運行多個操作系統，即允許在一臺物理計算機虛擬多臺PC機。通過點擊按鈕即可在虛擬機之間切換。使用虛擬機的目的在于運行傳統應用程序、提供支持、培訓用戶和提高系統運行質量保證。該軟件可用于PC機的安裝及系統維護、局域網組網技術、計算機網絡基礎知識、網絡操作系統、網絡管理技術和計算機系統安全等課程的實驗教學。（2）Boson NetSim是一款著名的網絡模擬器應用程序，模擬思科系統公司的網絡硬件和軟件，旨在幫助用戶學習Cisco IOS命令結構。它的出現給那些正在準備CCNA和CCNP考試，卻苦于沒有實驗設備和實驗環境的考生提供了練習相關命令的工具。但是Boson NetSim是一款付費軟件，因為用于教學，所以我們選擇了Boson NetSim for CCNA version 6.0破解版，可以模擬出Cisco的中端產品35系列交換機和45系列路由器，并且其帶有中文使用手冊，可用于局域網組網技術、計算機網絡基礎知識及Cisco交換機和路由器技術等課程的實驗教學。（3）數據包捕獲軟件Ethereal是一款流行的網絡協議分析軟件。全球網絡專業人員使用它來進行網絡的故障排除、分析、軟件和協議的開發、教育等等。它除了人們希望擁有的網絡協議分析的標準功能之外，還具有其他產品沒有的一些功能，而且還是一個開源產品，易于社區的“天才”人員增強它的功能。Ethereal可用于所有流行的計算機平臺，包括 Unix、Linux和Windows，可用于計算機網絡基礎、計算機系統安全等課程的實驗教學。

構建步驟 以學生機的安裝步驟進行說明（教師機類似，不再另述）：（1）將每臺學生機硬盤分為四個區，在C盤安裝Windows XP系統（建議教師機安裝Windows Server 2003標準版），D區用于常用軟件，E區為資料保存區，F區為網絡虛擬環境區。將以上已準備好的鏡像文件和Microsoft Virtual PC 2007、Boson NetSim for CCNA version 6.0破解版+Adobe Reader 9.4.0、數據包捕獲軟件etherealsetup-0.99.0.exe拷貝到F區cai文件夾中。（2）在F盤安裝Microsoft Virtual PC 2007，裝好后，運行Virtual PC 2007，按照“導向”新建一個或幾個虛擬硬盤。要注意兩點，一是選擇的磁盤路徑一定要有與虛擬系統相應的預留空間；二是確定的物理內存值要與虛擬系統要求相匹配。點擊“啟動”載入ISO鏡像，即進入操作系統安裝界面開始進行安裝。在“設置”里對相關選項，如“共享文件”、“網絡”等，進行合理設置。從而使虛擬系統具備與現實運行系統一樣的運行條件和運行功能。注意，為了教學方便我們先為學生建好三臺虛擬計算機，分別安裝好 Windows Server 2003、Windows XP、Linux操作系統。（3）在 F盤安裝 Boson NetSim for CCNA version 6.0破解版和 Adobe Reader 9.4.0。安裝完成后，雙擊桌面上的Boson NetSim的圖標，即可啟動Boson NetSim。注意，Boson NetSim的運行需要Microsoft Forms2.0和Adobe Acrobat程序 （查看PDF文件），所以，如果機器上沒有安裝，接下來應在F盤上安裝Adobe Reader 9.4.0，之后Boson才能正常啟動。對于破解版，還應查看下載軟件包中相應的破解說明書，根據說明進行破解，注意不要先安裝殺毒軟件，因為它有可能將破解程序當作病毒清除。（4）在F盤安裝數據包捕獲軟件E、ethereal-setup-0.99.0.exe。雙擊安裝即可自動完成。（5）在D盤上安裝方正多媒體教室客戶端（教師機上安裝方正多媒體教室服務端），安裝360免費殺毒軟件和安全衛士，以及其他需要的教學軟件。（6）升級360免費殺毒軟件和安全衛士，打好系統補丁和應用程序補丁。（7）清理系統垃圾文件，在D盤上安裝Deep-Freeze冰點還原軟件，準備用于C盤、D盤和F盤分區的保護（用于教師和學生資料保存，用于方正多媒體教室發送和上傳作業的E盤除外）。（8）利用GHOST克隆軟件，對50臺學生機進行磁盤克隆。要注意母盤和目標盤的區分，預防不小心破壞了母盤，確保數據的正確克隆。（9）安裝好教師機，設置好每臺機器的ip地址分配，利用命令行和方正多媒體教室進行測試，如有問題進行改正，如果一切正常，用DeepFreeze冰點還原軟件將C盤、D盤和F盤分區設置為保護。

這樣，一個利用方正多媒體教室軟件進行演示和教學，以單機為核心的，以對等局域網為基礎的安全、可靠的計算機網絡虛擬實驗室構建就已完成，可立即投入到相應的教學中使用。

典型實驗舉例

利用TCP/IP命令工具，進行網絡故障診斷教學 教學內容包括：使用ping命令檢測網絡連通性；使用Ipconfig命令查看網絡配置；使用tracert命令跟蹤路徑；使用netstat命令顯示活動TCP連接；使用telnet命令進行遠程管理；使用ARP命令顯示和修改“地址解析協議”緩存中的項目；使用hostname查看主機名。

利用數據包捕獲軟件Ethereal進行協議分析，進行計算機網絡基礎的教學 教學內容包括：以太網幀格式；IP數據包格式；ARP協議；ICMP協議；TCP協議；UDP協議和DHCP過程分析。

利用vpc2007虛擬機進行Windows Server操作系統教學實驗 實驗包括：安裝Windows Server 2003服務器；企業網環境構建 （包括AD、DNS、DHCP等）；安裝、配置IIS服務器；管理網絡資源（共享文件與打印機管理）；路由和遠程訪問（Internet連接、遠程訪問）；組策略及應用（用戶、計算機管理、軟件發布等）；證書服務（網絡安全）；服務器的維護與監視。

利用vpc2007虛擬機進行Linux操作系統教學實驗 實驗包括：Linux常用命令；Linux文件管理實驗；VI文本編輯器的使用；Linux網卡配置實驗；DHCP服務器配置實驗；HTTP服務器配置實驗；FTP服務器配置實驗；DNS服務器配置實驗；Samba服務器配置實驗。

利用Boson NetSim進行計算機網絡互聯教學實驗 包括交換機的基本配置；單個交換機的VLAN配置；多交換機的VLAN配置；交換機組的VLAN配置；路由器的基本配置；靜態路由的配置；默認路由的配置；RIP路由協議的配置；OSPF協議的配置；交換機、路由器的綜合實驗。

在現有環境和條件下，利用流行的計算機網絡虛擬軟件和相應軟件構建計算機網絡課程虛擬實驗室，費用低廉，維護簡便，安全可靠，可用性高，并且結構靈活，有利于教師充分實現計算機網絡技術相應課程的實踐教學，有利于學生充分熟悉計算機網絡硬件和軟件的使用，有利于管理人員的日常教學管理和維護。總之，對高職高專學校而言，構建計算機網絡課程虛擬實驗室是開展相應教學、實現教學目標的一個比較現實、可行的實驗教學解決方案。

[1]Microsoft Corporation. Windows Virtual PC Support： Virtual PC 2007 [OL].（2010-03-17).http：//www.microsoft. com/windows/virtual-pc/support/virtual-pc-2007.aspx.

[2]Boson Software.NetSim8 User Manual[OL].（2011-11-12).http：//www.boson. com/Files/Support/NetSim-8-User-Manual.pdf.

[3]Ethereal Inc.Ethereal Introduction [OL].（2006-10-11).http：//www.ethereal. com/introduction.html.

[4]徐志烽.計算機網絡基礎教程[M].北京：清華大學出版社，2010.

[5]劉秀元.操作系統與網絡服務器使用與管理（Windows Server2003)（第2版)[M].北京：電子工業出版社，2010.

[6]張勤，楊章明.Linux服務器配置全程實錄[M].北京：人民郵電出版社，2010.

[7]嚴常龍.計算機組網基礎教程[M].北京：清華大學出版社，2007.

G712

：A

：1672-5727（2012）02-0170-02

周安輝（1964—)，男，四川內江職業技術學院副教授，主要從事計算機教學與計算機應用研究。