基于VMware的計算機網(wǎng)絡課程虛擬實驗平臺搭建

王李冬

摘要：本文提出基于VMware的計算機網(wǎng)絡虛擬實驗平臺搭建方法。該方法通過在物理主機上安裝VMware Workstation，利用虛擬機上不同的網(wǎng)絡連接方法構建虛擬網(wǎng)絡平臺，并在該平臺上完成一些列的網(wǎng)絡實驗。實踐證明，利用VMware搭建虛擬網(wǎng)絡平臺能有效解決當前計算機網(wǎng)絡實驗教學存在的問題。

關鍵詞：VMware；計算機網(wǎng)絡；虛擬機

1、引言

目前獨立學院計算機網(wǎng)絡類課程的教學現(xiàn)狀主要有以下幾個問題：（1）課程內(nèi)容設置和社會實際需求存在一定的脫節(jié)；（2）實踐教學環(huán)境相對落后；（3）實驗項目設計存在缺陷；（4）實驗項目評價欠合理等。上述問題導致實踐教學效果不盡人意，使得最終實踐教學環(huán)節(jié)效果大打折扣。適應計算機網(wǎng)絡教學的實驗室條件較高，投入較大，并非所有的獨立學院都能建立起一個真正器材充足且完備的網(wǎng)絡實驗室，沒有足夠數(shù)量的路由器、交換機、防火墻，單靠局域網(wǎng)內(nèi)聯(lián)網(wǎng)的計算機是遠遠不夠的，此外，在專業(yè)實驗室的基礎上，設備的高頻率使用造成器材損壞所帶來的龐大開銷也使得辦學效果受到制約，這是當前獨立學院計算機網(wǎng)絡類課程教學的瓶頸。

雖然目前已有如基于Packet Tracer的虛擬實驗平臺[1]，但是該平臺主要利用軟件上的虛擬配置界面進行虛擬設備的連接，無法讓學生真實體驗計算機和計算機之間的真實網(wǎng)絡配置狀況。因此，本文利用VMware進行虛擬實驗平臺搭建。該平臺的主要優(yōu)勢在于，可以解決實驗設備的反復使用而造成的過度耗費問題，同時使得項目設計更加豐富，并適當?shù)臄U增了綜合性項目的比例。此外，該平臺相比Packet Tracer和Boson模擬器，能讓學生在真實的配置界面上學習配置命令，更好的掌握網(wǎng)絡配置命令和組網(wǎng)原理。

2、虛擬實驗平臺搭建

2.1 VMware簡介

作為功能強大的虛擬機軟件，VMware提供了在單一的桌面上同時運行不同的操作系統(tǒng)的功能，如Windows、Linux等，并在操作系統(tǒng)群的基礎上進行開發(fā)、測試并且調試。每個虛擬主機都擁有各自的虛擬CPU、內(nèi)存、硬盤、網(wǎng)卡以及I/O設備等。可見，若在一臺物理主機上通過VMware平臺安裝多個虛擬主機，就可以對這些虛擬主機搭建虛擬網(wǎng)絡環(huán)境，以模擬真實的網(wǎng)絡環(huán)境進行網(wǎng)絡實驗，從而構成了完整的虛擬實驗平臺[4]。

2.2 虛擬實驗平臺搭建步驟

首先，在物理主機上安裝VMware Workstation。主機上會隨之安裝兩個虛擬網(wǎng)絡設備VMware Virtual Ethernet Adapter for VMnet1 和VMware Virtual Ethernet Adapter for VMnet8，分別提供了不同的組網(wǎng)方式。

其次，配置虛擬機的網(wǎng)絡，并通過虛擬機上的虛擬交換機VMnet0、VMnet1和VMnet8組建虛擬網(wǎng)絡。虛擬機的網(wǎng)絡包括橋接模式、Host-only模式和NAT模式三類[2，3]：

（1）橋接模式。橋接模式下，虛擬機與物理主機的IP地址設置在同一網(wǎng)段，虛擬機和主機自動通過VMnet0自動連接。在該條件下，虛擬機就具備和物理主機同樣的網(wǎng)絡地位，相互之間可以平等訪問，從而實現(xiàn)資源共享，這是虛擬機從主機上獲取資源的最簡便方法。

（2）Host-only模式。選擇這種模式后，虛擬機和主機構成一個相對封閉的虛擬網(wǎng)絡，主機和虛擬機會自動與Vmnet1 交換機進行連接，并且在該環(huán)境下，只有主機和虛擬網(wǎng)絡內(nèi)的虛擬機之間可以通訊。

（3）NAT模式。在該模式下可以利用NAT的地址轉換功能為虛擬機分配外網(wǎng)地址。如果主機連接外網(wǎng)，并且將虛擬機網(wǎng)卡設置為NAT模式，那么虛擬機就自動連接到VMnet8上，VMnet8的DHCP會自動為虛擬機分配IP地址以及網(wǎng)關等信息，虛擬機就可以通過主機連接到外網(wǎng)。

最后，根據(jù)具體的實驗要求進行網(wǎng)絡配置。以橋接模式為例，虛擬機和物理主機的IP地址設置為同個網(wǎng)段，并具備相同的子網(wǎng)掩碼和網(wǎng)關（如圖1所示）。那么，在利用橋接模式組建的虛擬網(wǎng)絡的環(huán)境下，可以進行的網(wǎng)絡實驗包括：網(wǎng)絡基本環(huán)境的配置，網(wǎng)絡常用命令如ping、netstat以及ipconfig，網(wǎng)絡共享，Web服務器的配置等。以NAT模式為例，在該環(huán)境下講解的具體實驗內(nèi)容包括：HTTP 協(xié)議、FTP 協(xié)議、使用主機的共享打印機等。

除了上述幾種網(wǎng)絡連接模式，學生還可以通過自定義的網(wǎng)絡連接模式進行網(wǎng)絡配置，以滿足不同的實驗要求。

3 總結

本文利用VMware搭建計算機虛擬實驗平臺，可以有效解決目前獨立學院計算機網(wǎng)絡教學過程中的相關問題，使得網(wǎng)絡連接測試、局域網(wǎng)的組建等內(nèi)容變得簡單高效。實踐證明，該虛擬實驗平臺使得實驗內(nèi)容變得豐富，提升學生實時學習的可能性，在今后的計算機網(wǎng)絡實踐教學過程中將發(fā)揮巨大的潛能。

參考文獻：

[1]薛琴.基于Packet Tracer的計算機網(wǎng)絡實驗仿真教學[J].實驗室研究與探索，2010，29（2）：57-59.

[2]孔德軍.利用VMware Workstation構建計算機虛擬網(wǎng)絡實驗平臺[J].云南警官學院學報，2013（05）：125-128.

[3]羅國華.淺談利用VMware Workstation搭建計算機虛擬網(wǎng)絡實驗平臺[J].計算機光盤軟件與應用，2014（6）：146-147.

[4]舒云星，鄭衛(wèi)東.基于VMware的虛擬計算機實驗系統(tǒng)[J].實驗室研究與探索，2006，25（9）：1088-1090.

基金項目：杭州師范大學錢江學院實驗室工作研究項目（QJYB201505）