作者：景朋森 許春根 周洪寶 吳軍 單位：南京工業大學 電子與信息工程學院

《計算機網絡管理》課程是一門理論與實踐并重的課程，通過實驗教學不僅能夠使學生很好地理解和掌握課程的基本理論，而且能夠進一步提高學生的創新設計和工程應用能力。在傳統的實驗教學過程中，受實驗條件的限制，教學效果都不太理想，而虛擬技術的出現則可以很好地解決其問題。虛擬技術就是借助一些專業虛擬軟件來實現與真實設備一樣效果的技術。利用虛擬軟件搭建的實驗教學平臺，不僅能夠讓學生發揮主觀能動性，而且能夠為學生創造良好的實驗環境，徹底打破空間和時間的限制，促進學生的學習效率，提高學生的思維、動手及創新能力。

1基于VMware的虛擬實驗教學平臺

當前，各高校專業實驗室中的PC機越來越多，而且配置也越來越高，在PC機上使用虛擬軟件VMware構建虛擬實驗教學平臺是學生完成相關課程實驗教學的最理想方案。VMware是一個在Windows或Linux計算機上運行的應用程序，它能夠模擬一個基于x86的標準PC環境，而這個應用程序窗口就是虛擬機的顯示器。在使用上，這臺虛擬機和真正的物理主機沒有太大的區別，一切操作都跟1臺真正的計算機一樣。采用VMware作為虛擬實驗教學平臺具有以下優點:(1)無需重新分區即可安裝各種操作系統;(2)應用虛擬機測試軟件無需擔心破壞實際的計算機系統;(3)不必購買交換、路由等網絡設備即可組建虛擬網絡，進行網絡技術實驗。

2VMware介紹

2.1VMware工作模式

VMware為虛擬機系統提供了強大的網絡功能，有3種網絡工作模式:(1)bridged模式，虛擬機就像是局域網中的1臺獨立的主機，可以訪問網內任何一臺機器;(2)NAT模式，就是讓虛擬機系統借助VMware提供的NAT功能，通過宿主機所在的網絡來訪問公網;(3)host－only模式，就是所有的虛擬系統只能跟宿主機通信，與真實的網絡隔離，但虛擬系統之間是可以通信的。

2.2VMware虛擬網卡

VMware安裝完成后，會在宿主機系統里虛擬兩張虛擬網卡接口:VMnet1和VMnet8，但實際上，VMware有10個虛擬網卡接口:VMnet0－VM-net9。默認情況下，VMnet0橋接宿主機的物理網卡，VMnet1供host－only模式使用，VMnet8供NAT模式使用。

2.3VMware快照和克隆

在VMware中，快照可保存系統當前的某個狀態，在需要的時候進行恢復。而克隆則是復制1個與原虛擬機一樣的一個虛擬機，它分為兩種:(1)完全克隆，是一個完全獨立的完整拷貝，通過它可大大節約配置時間和減少配置過程的錯誤;(2)鏈接克隆，需要和原來虛擬機共享同一虛擬磁盤文件，不能脫離原來虛擬機獨立運行，但由于采用共享磁盤文件卻大大縮短了創建克隆虛擬機的時間和節約磁盤空間。2.4VMware分組在VMware中，新建分組就是把幾個虛擬機連接在一起搭建一個虛擬網絡環境實驗組。

3基于VMware的實驗設計

3.1實驗設計原則

依據計算機網絡管理課程特點及要求，設計實驗時應遵循4個原則:(1)合理選擇實驗內容。充分考慮課程內容的難點和重點，由易到難，循序漸進，對學有余力的學生，要做到讓學生自選設計實驗環節;(2)重視基礎實驗。要求學生按照課堂教學的內容獨立完成，從而打下堅實的基礎;(3)激發學生興趣。通過實驗讓學生自己搭建實驗平臺，弄清其中的緣由，激發學生的學習興趣;(4)培養創新精神。對于一些復雜網絡環境，由學生自己設計搭建并實現，從而培養其創新精神。

3.2虛擬實驗教學平臺的環境構建

3.2.1構建虛擬機

通常，構建虛擬機的方法有兩種:(1)利用向導構建虛擬機，即進行硬件配置的過程，設置CPU、內存、硬盤、網卡等硬件設備參數;(2)采用備份文件構建虛擬機，即選擇已經建立好的虛擬機文件，再對其進行重新配置。

3.2.2安裝虛擬機操作系統

虛擬機操作系統的安裝有4種方式:(1)光盤安裝;(2)光盤鏡像安裝;(3)GHO鏡像文件安裝:(4)備份文件安裝。在實驗室中，可事先安裝好實驗所需的各種基本虛擬機操作系統，如Win-dowsXP、WindowsServer2003以及Linux(如Fedo-ra)等，并存放在宿主機中，供學生實驗時調用。

3.2.3安裝VMwareTools

虛擬機操作系統安裝后，默認情況下，如果要想從虛擬機窗口中切換回到宿主機，必需按下熱鍵Ctrl+Alt，否則就需要安裝VMwareTools。VMwareTools相當于VMware虛擬機的主板芯片組驅動和顯卡驅動、鼠標驅動，通過安裝VMwareTools，可極大地提高虛擬機的性能，并可讓虛擬機分辨率以任意大小進行設置，還可使用鼠標直接從虛擬機窗口中切換到主機中。在VMware中，選擇“虛擬機(安裝VMwareTools”，按照提示安裝完成后重啟虛擬機即可。

3.3實驗項目設計

根據計算機網絡管理課程教學大綱要求及實驗設計原則，實驗項目設計如下。

(1)網絡服務器配置實驗(4學時)。實驗目的:掌握DHCP、DNS、WINS服務器的安裝、配置和應用，以及客戶端的配置及使用。實驗內容:DHCP實驗;DNS實驗;WINS實驗。配置要點:關閉VMware自帶的DHCP服務器;在VMware中，新建分組，名為“網絡服務器配置實驗”，采用鏈接克隆的方式添加2臺虛擬機:WIN2K3和WINXP，并添加專有“LAN”，讓所有虛擬機使用該“LAN”。

(2)磁盤陣列實驗(2學時)。實驗目的:學習磁盤陣列的基礎知識，掌握做磁盤陣列的條件及方法。實驗內容:磁盤陣列(RAID0、RAID1和RAID5)的創建及數據恢復實驗。配置要點:在VMware中，新建分組，名為“磁盤陣列實驗”，采用鏈接克隆的方式添加1臺虛擬機(WIN2K3)，并編輯虛擬機，添加5塊SCSI虛擬硬盤(各1GB)。

(3)域網絡組建及應用實驗(4學時)。實驗目的:學習域網絡的基礎知識，掌握其組建方法;掌握文件服務器及分布式文件系統(DFS)的安裝、配置和使用。實驗內容:主域控制器的安裝與配置;域網絡中額外域控制器的添加與配置;文件服務器的配置;分布式文件系統的配置與使用。配置要點:在VMware中，新建分組，名為“文件服務器配置綜合實驗”，采用鏈接克隆的方式添加4臺虛擬機(3臺Win2K3和1臺WinXP)，并編輯分組，修改各虛擬機的“連接”屬性為NAT;查看虛擬交換機網絡參數，設置NAT網絡參數。

(4)IIS服務器配置綜合實驗(4學時)。實驗目的:學習網站發布的相關知識，掌握WWW、FTP及SMTP服務器的安裝、配置和使用，以及“虛擬路由器”中“端口轉發”的設置和使用等。實驗內容:WWW服務器的安裝與配置;FTP服務器的安裝與配置;SMTP服務器的安裝與配置;虛擬路由器的端口映射。配置要點:在VMware中，新建分組，名為“IIS服務器配置綜合實驗”，采用鏈接克隆的方式添加2臺虛擬機(Win2K3和WinXP)，并編輯分組，修改各虛擬機的“連接”屬性為NAT;查看虛擬交換機網絡參數，設置NAT網絡參數。