基于虛擬技術的Linux實踐教學平臺的建設

林仙土

（臺州科技職業(yè)學院，浙江 臺州 318020）

基于虛擬技術的Linux實踐教學平臺的建設

林仙土

（臺州科技職業(yè)學院，浙江 臺州 318020）

《Linux網絡操作系統(tǒng)》是高職院校計算機專業(yè)開設的一門重要的專業(yè)基礎課程，該課程以培養(yǎng)學生的實踐能力為重。針對實驗機房計算機安裝硬件保護卡以及實驗資源緊張等問題，不利于學生實踐練習。本文提出基于虛擬技術構建Linux實踐平臺，以做到教學演示與學生實踐的同步，解決傳統(tǒng)教學環(huán)境存在的問題，為學生提供一個不受時間和地域限制的實踐環(huán)境，有利于提高學生的實踐能力，提升教學質量。

Linux；虛擬化；VMware；實踐教學

本文著錄格式：林仙土. 基于虛擬技術的Linux實踐教學平臺的建設[J]. 軟件，2017，38（5）：52-54

0 引言

隨著信息技術的快速發(fā)展，Linux操作系統(tǒng)因其安全高效、開放性好、功能強大以及良好可移植性等優(yōu)勢在各行各業(yè)得到廣泛應用，掌握Linux操作系統(tǒng)應用技術已成為計算機人才的必要條件。目前高職院校計算機專業(yè)大多開設了Linux課程，該課程的培養(yǎng)目標是讓學生掌握系統(tǒng)管理、網絡配置、安全設置以及系統(tǒng)故障排除等知識，熟悉命令行操作和FTP等常見網絡服務器的配置與管理，培養(yǎng)學生實踐動手能力和解決實際問題的能力。因此，實踐教學在該課程教學中顯得尤為重要。

當前，很多高校在Linux教學中普遍面臨以下問題：（1）實驗室資源緊張，很難滿足實驗教學的需要。隨著高校招生規(guī)模不斷擴大，實驗機房資源有限，難以保證學生充足的實驗資源。（2）為避免機房機器感染病毒，或因學生誤操作損壞系統(tǒng)，學校管理員會安裝硬盤保護卡保障系統(tǒng)的安全，這樣學生就無法完成系統(tǒng)的安裝實驗，同時學生的實驗數(shù)據(jù)也得不到安全保障，對于課堂上沒有完成實驗的學生，就無法在課下繼續(xù)實驗[1,2]。（3）實驗機房的電腦一般是安裝多系統(tǒng)來滿足所有教學的需求，每次實驗只能進入Linux操作系統(tǒng)，在進行網絡服務器配置實驗時，就無法搭建網絡環(huán)境驗證實驗結果。以上問題既影響到課程的教學效果，又限制了學生的實驗時間，給培養(yǎng)學生掌握Linux系統(tǒng)技能造成一定的難度[3-5]。為改變這種教學環(huán)境，本文提出構建基于虛擬技術的實踐平臺，可以有效解決上述問題。

2 虛擬化技術

虛擬化技術是當今熱門的軟件技術。對服務器資源進行虛擬化，將來自服務器的各種資源抽象成邏輯資源，不受物理上的限制，使CPU、內存等硬件資源成為可動態(tài)管理的資源池，實現(xiàn)一臺物理服務器上運行多臺相互隔離的虛擬機，提高了資源的利用率，達到服務器的邏輯整合。

VMware是當前最具代表性的虛擬化軟件，在網絡配置上十分方便，深受廣泛應用。vSphere是VMware公司推出的基于云計算的新一代虛擬化套件，提供了虛擬化基礎架構、集中管理、分布式資源調度、高可用性等一整套解決方案，是當前應用最廣泛的虛擬化平臺，主要包含三大基本組件：ESXi Server、vCenter Server和vSphere Client[6,7]。使用vSphere，實現(xiàn)在一臺高性能的服務器上同時運行多臺虛擬機，每臺虛擬機相當于一臺獨立的服務器對外提供服務，實現(xiàn)服務器的功能擴展[8]。

3 虛擬技術在課程實踐平臺建設中的應用

利用vSphere建設Linux課程實踐平臺，對多臺高性能服務器進行虛擬化，將服務器的基礎硬件資源匯總成一個資源池，根據(jù)實驗需求構建虛擬主機，為學生提供系統(tǒng)操作和實踐環(huán)境，且不受地域和時間的限制。學生可在課下隨時隨地訪問實驗平臺進行練習和作業(yè)，有利于學生在課余時間對所學知識進行鞏固加深。老師可通過vCenter集中管理實驗環(huán)境，調配系統(tǒng)資源，批改學生作業(yè)，有助于提高教學質量和教學的靈活性[9,10]。

基于vSphere的課程實踐平臺如圖1所示：

圖1 Linux實踐平臺

3.1 vSphere的安裝

首先，在服務器上安裝ESXi Sever。ESXi是采用原生架構的虛擬化軟件，直接安裝在硬件上接管硬件資源。利用光盤在所有需要虛擬化的服務器上安裝ESXi 5.5，并進行系統(tǒng)和網絡配置。其次，在Windows客戶端上安裝VMware vSphere Client 5.5，該程序是訪問ESXi主機的工具。最后，安裝vCenter虛擬控制中心管理多臺ESXi主機。在管理服務器上安裝VMware vCenter Server，創(chuàng)建數(shù)據(jù)中心和集群，將所有的EXSi主機添加到集群中來，并配置相應的網絡端口[11]。

3.2 虛擬機的創(chuàng)建與系統(tǒng)的安裝

（1）使用vSphere Client登錄vCenter；（2）右鍵點擊集群名稱，選擇“新建虛擬機”；（3）選擇自定義，輸入虛擬機名稱，如計應1班01；

（4）選擇虛擬機文件存儲的位置；

（5）選擇虛擬機操作系統(tǒng)類型，此次選擇redhat 6；（6）給虛擬機分配內存和硬盤空間；

（7）將系統(tǒng)ISO文件掛載到虛擬機的光驅中進行系統(tǒng)安裝，接下來安裝過程跟普通臺式機上安裝類似。

通過制作虛擬機模板或克隆虛擬機，可快速完成多臺虛擬機的創(chuàng)建和系統(tǒng)的安裝，十分高效便捷。

3.3 Linux教學實驗

Linux實驗可分為基礎操作實驗和網絡服務器配置實驗。基礎操作實驗主要有以下幾類：系統(tǒng)的安裝、Shell基本應用、Linux文件系統(tǒng)、系統(tǒng)管理、vi編輯器的使用等。網絡服務器配置實驗主要有以下四類：DHCP服務器配置管理、DNS服務器配置管理、Samba服務器配置管理和Web服務器配置管理[12,13]。學生可隨時隨地訪問實踐平臺完成上述實驗，且不用擔心數(shù)據(jù)的丟失，教師查看實驗結果也十分方便。服務器配置實驗完成后均需要客戶機來驗證實驗結果，使用虛擬實驗平臺，每臺學生機可充當客戶機完成自我測試。

3.4 虛擬機的快照與恢復功能

Linux很多實驗操作對系統(tǒng)具有很大的危險，比如系統(tǒng)設置及修改、磁盤管理等，虛擬機的快照功能類似于系統(tǒng)的備份還原功能，可將系統(tǒng)恢復到快照時刻的狀態(tài)，避免了學生的誤操作帶來的影響。此外，通過快照管理功能可以方便地保存學生每次實驗的結果，靈活地調整實驗的作業(yè)時間，改變了傳統(tǒng)的實驗模式，大大提高學生學習的積極性。

4 結束語

基于虛擬技術搭建的Linux實踐平臺，充分利用服務器資源，不僅能很好地滿足課程對環(huán)境的要求，而且有效解決傳統(tǒng)實驗機房存在的弊端，緩解實驗設備和場地不足的問題，給學生創(chuàng)造有利的實踐環(huán)境，為課程實踐教學提供了一種有效的解決方案，具有廣闊的應用前景。

[1] 吳培飛, 沈海娟, 申毅. 高職院校Linux教學實驗平臺技術研究[J]. 計算機時代, 2012, 5: 26-28.

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The Construction of Linux Practical Teaching Platform Based on Virtual Technology

Lin Xiantu
(Taizhou Vocational College of Science & Technology, Taizhou 318020, China)

“Linux network operating system” is an important professional course offered by computer major in vocational colleges, which focuses on cultivating students’ practical ability. It is adverse to students’ practice for the issues such as the installation of hardware protection cards in experimental computer room and shortage of experimental resources. This paper presents how to construct Linux practice platform based on virtual technology. To build Linux practice environment, it uses VMware to virtualize high-performance servers and makes full use of network and server resources. This system makes teaching demo and students’ practice synchronous, effectively solving the problems of traditional teaching environment, and providing students with the practice environment that is not limited by time and place, improving students’ practical ability and teaching quality.

Linux; Virtual technology; Vmware; Teaching practice

TP311

A

10.3969/j.issn.1003-6970.2017.05.011

本文受浙江省教育技術研究規(guī)劃課題(JB130)資助

林仙土(1984-)，男，浙江省，碩士研究生，信息系統(tǒng)項目管理師，主要研究方向為計算機應用、虛擬化、云計算等。