基于VM的管理專業綜合模擬實驗平臺構建

張淑玲

基于VM的管理專業綜合模擬實驗平臺構建

張淑玲

針對高校管理專業綜合模擬實驗平臺多套模擬軟件不能同時運行的問題，介紹了基于VMware的模擬軟件實驗平臺搭建過程以及加密狗虛擬化等技術問題的解決辦法。

管理專業；實驗室建設；模擬軟件；實驗平臺；加密；虛擬機

管理專業綜合模擬軟件在高校的應用越來越廣泛，相應的實驗室平臺建設和管理也出現了許多需要解決的問題。以筆者所在高校為例，實驗中心擁有財會實訓、電子商務、外貿實習的模擬軟件多達十幾套，可以同時安裝這些模擬仿真軟件系統，但卻不能同時運行所有的軟件，因為這些模擬仿真軟件使用SQL server和oracle等不同的數據庫，又涉及版權保護，在啟動運行時往往會相互沖突。為了解決實驗教學中的這個“瓶頸”問題，我們搭建了基于VM的實驗平臺。

一、虛擬平臺的關鍵技術問題

（一）服務器虛擬化

軟件的相互沖突往往是由于其加密機制需要對CPU序列號、加密狗序列號、網卡MAC地址等進行加鎖導致的。設想為每套模擬仿真軟件配置專用的服務器，此問題即可引刃而解。然而根據目前高校的硬件條件，這個設想顯然又難以實現。最新的虛擬機（VM）技術為服務器的多系統并行工作提供了可能：將服務器物理資源抽象成邏輯資源，讓一臺服務器變成幾臺甚至上百臺相互隔離的虛擬服務器，則不再受限于物理上的界限，讓CPU、內存、磁盤、I/O等硬件變成可以動態管理的“資源池”，從而提高資源的利用率，簡化系統管理，實現服務器整合。

（二）加密狗虛擬化

當前的模擬仿真軟件，大多采用加密狗的加密方式。但是，通常的虛擬機軟件無法實現多加密狗的虛擬化。要同時運行多套模擬軟件，單純的服務器虛擬化是不夠的，必須解決加密狗的硬件虛擬問題。目前市場上有一款USB共享設備，支持加密狗在VMware、hyper-v等虛擬環境中使用。

二、模擬實驗平臺軟硬件基礎

（一）軟件選擇

VMware是一款虛擬PC軟件，它可以在一臺機器上同時運行2個或更多Windows、DOS、LINUX系統。與“多啟動”系統相比，VMware是真正“同時”運行多個操作系統，在主系統的平臺上，多個操作系統如同標準Windows應用程序那樣切換，而且每個操作系統都可以進行虛擬的分區、配置，不影響真實硬盤的數據。于是，采用VMware在服務器上創建多個虛擬系統，根據各個管理仿真軟件對系統的要求，分別對虛擬系統安裝不同的數據庫軟件。目前平臺上創建了6個虛擬系統，還可根據需要隨時增加虛擬系統。

USB over Network是一款基于網絡的USB共享軟件，可以允許分享和獲取本地或者網上的USB設備。當前的模擬仿真軟件大多使用USB加密狗加密，利用USB over Network就可以把連接到服務器上的USB設備共享到所有的虛擬系統。

（二）硬件選擇

管理專業的綜合模擬實驗平臺當前安裝的模擬軟件都是采用硬件加密狗的加密方式。安裝了虛擬機的服務器要真正在多個虛擬系統里同時運行一套模擬軟件，就必然要訪問同一個加密狗，所以必須解決加密狗的虛擬化問題。目前市場上的USB Server，基本可滿足本平臺的要求。USB Server是硬件的USB設備共享解決方案，提供了一個千兆網絡接口和7個USB 2.0接口，使用的協議兼容了USB Over Network客戶端，支持VMware、hyper-v兩種虛擬環境，且對USB加密狗提供支持。

三、綜合模擬實驗平臺的體系結構

（一）技術架構

平臺基于現有的服務器資源——Lenovo萬全R525 G2：安裝 Windows Server 2003系統，安裝VMware Workstation。首先，用VMware創建3個虛擬機，并且都安裝Windows Server 2003操作系統。在不增加任何硬件資源的條件下，現有的服務器衍生出3臺獨立的服務器：虛擬機1、虛擬機2、虛擬機3。其次，分別給虛擬機安裝USB Over Network客戶端，需要共享的USB設備移植到USB Server接口上 （如USB加密狗）。本平臺的IP分別設置，主機10.16.131.1， 虛擬機 10.16.131.2至 10.16.131.4,，USB Server IP為 10.16.131.5。

（二）平臺功能實現

基于以上的技術架構，本平臺實現了以下功能：

（1）網狀互訪。主機與虛擬機、虛擬機與虛擬機、主機與USB Server，虛擬機與USB Server之間互相訪問。平臺的虛擬機均安裝Windows Server 2003操作系統和虛擬網卡。虛擬機的連網方式主要有橋接和Host only兩種。實驗表明，Host only上網方式易斷網且速度較慢，而橋接方式上網較穩定且速度快，故本平臺虛擬機選取了橋接方式。主機、虛擬機、USB Server三者之間猶如Internet上獨立的PC機，可獨立上網，相互訪問。

（2）USB等設備共享與虛擬化。首先，連接USB Server的網線和電源啟動。USB Server的默認IP與服務器原有的網絡環境不同，需要進入管理界面的“網絡配置”修改登錄IP。于是，改為與原有服務器相同的網段IP：10.16.131.5。其次，安裝USB Over Network客戶端。在物理服務器和三臺虛擬機上都需要安裝該客戶端。最后，配置共享的usb設備。啟動USB Over Network，添加共享設備所在機器（包括虛擬機和USB Server） 的 IP， 在 ［Remote IP address or computer name:］中輸入 IP，［TCP-port:］選擇默認的 33000，選擇自動連接共享服務器上的所有USB設備。為了達到所有USB設備和加密狗都共享，還需在服務器和虛擬機上都安裝相應設備的驅動程序。

（3）多模擬實驗同時開放，且同一模擬實驗可多平臺開放。之前會彼此發生沖突的軟件，現在可安裝在不同的操作系統中，彼此隔離，實現同時開放。如“物流模擬”和“成本會計”兩個軟件采用的是不同的數據庫，之前只有一臺服務器的情況下，同時運行兩套軟件會造成沖突，現在把兩套軟件分別安裝在平臺的虛擬機1和虛擬機2中，就解決了沖突問題。解決了加密狗的共享問題，原來只配置一個加密狗的模擬軟件便可同時多處安裝使用。如把“貿易模擬”軟件安裝在平臺的物理服務器和虛擬機3中，硬件加密狗安裝在USB Server上，該軟件便可供管理學院和外語學院同時使用，且數據獨立。這就有效地提高了軟件的共享率，降低了數據管理難度。

實踐證明，在不額外增加硬件的條件下，我們所做的改進工作實現了管理專業全部教學模擬軟件的同時運行，而且運行穩定，具有良好的實用性。

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G642.423

A

1673-1999（2012）03-0181-02

張淑玲（1979-），女，龍海人，碩士，福建工程學院（福建福州350108）實驗師。

2011-11-15

福建工程學院2010年實驗教學改革項目（SJ2010020）。