高配置计算机实验室管理中虚拟机的应用与探索

摘要：本文以计算机类实验室为例，探讨VMware虚拟机的结构与功能，探索虚拟机在计算机类专业的实验课程进行中的相关应用，旨在改进实验室与实验教学管理、提高学生适应与创新能力等。

关键词：高配置；虚拟机；VMware

中图分类号：TP3-4 文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2011) 10-0000-01

The Application and Exploration of Virtual Machines in High-profile Computer Lab Management

Li Kesheng

(ZhongZhou University,Zhengzhou450000,China)

Abstract:In this paper,a computer class laboratory,for example,explore the VMware virtual machine's structure and function,explore the virtual machine in the computer class of experimental courses in related applications,designed to improve the management of laboratory and experimental teaching to enhance students to adapt and innovation capability.

Keywords:High-profile;Virtual machine;VMware

一、虚拟机简介

虚拟机的实现技术主要有两种：一种是纯软件方式的虚拟机；另一种是硬件辅助方式的虚拟机。前者是当前主流的虚拟机技术，具有成熟的应用，后者是今后的发展方向。本文内容主要以前者为信息基础针对VMware虚拟机进行探讨。虚拟机技术是指将一台物理计算机软件环境分割为多个独立的分区，每个分区均可以按照需求模拟出一整的计算机系统平台的技术，虚拟出来的计算机系统成为虚拟机。虚拟技术的实质是通过中间层次实现计算机资源的上层管理和再分配，实现资源利用的最大化，虚拟化分区带来的最大好处是使同一物理平台能够同时运行多个同类或不同类的操作系统以分别做不同的业务和应用的支撑平台，并且运行产生的数据可以直接移植。

二、VMware虚拟机实验环境的构建过程

虚拟机对计算机资源的再分配管理的在硬件上是利用对磁盘空间进行区域划分，并对内存进行利用的高效编排实现的。目前国内高校的主流计算机实验室的计算机配置较高，硬盘容量高于500G、内存大于2G。因此，可以将硬盘划分为多个区域，根据实验人群的需求安装不同的虚拟机，在物理计算机平台上实现多个虚拟平台的资源共用。

首先，在计算机的当前操作系统上安装VMware虚拟机软件。

其次，启动VMware虚拟机软件，根据需要创建单个或多个虚拟机。

然后对每个虚拟机进行操作系统的配置，譬如设置虚拟机系统的内存大小、硬件类型、网络连接方式、外部媒体设备是否共享、音频、共享文件夹、电源管理方式等参数。

最后对安装好的虚拟机进行测试并挂起，这样可以为实验人群使用虚拟机提供方便，且节省物理内存和系统资源。

在笔者尝试的过程中了解到，使用虚拟机的好处在实际情况中更多。譬如，大型计算机实验室的集体维护过程中，经常会出现软硬件的特殊问题：某些软件无法集体维护，必须进行上层系统的逐台手工调试；某些进行过部件维修的计算机无法与其他计算机同步等。这些问题在虚拟机中全部可以忽略。虚拟机得到的系统在物理计算机平台中只是一个或者数个文件而已，这些文件拷贝到其他计算机后，通过虚拟机软件可以直接运行使用，与物理计算机平台的软硬件环境没有必然关联。软件无法集体维护的情况，主要是由于软件的某些关键代码无法被识别或者不可以被复制导致的，而在虚拟机中，只要有一个虚拟机被成功安装该软件，那么其他物理计算机中安装的虚拟机都是该操作系统的副本，都是可以正常使用的，这样可以极大的节省和提高大型计算机实验室的维护成本与效率。

三、VMware的特点

（一）不需要对硬盘进行物理分区或重开机就可以安装多个不同的操作系统。

（二）完全隔离并且保护不同OS的操作系统环境以及所有安装在OS上面的应用软件和资料，并且有硬盘还原功能。

（三）不同的OS之间还能互动操作，包括网络、周边设备、文件共享以及复制粘贴功能。

（四）能够设定并且随时修改操作系统的操作环境，例如：内存、硬盘、外设等。

（五）对基础的物理计算机环境没有要求，可以随时将虚拟机文件移植到其他计算机使用。

四、VMware的工作模式

以Windows为基础物理环境时，VMware Workstation最多提供10个左右的虚拟网卡，从VMnet0-9，适用于各种网络连接。VMware网络工作模式主要有三种，分别是Bridged（桥接）、NAT（网络地址解析）和Host-only（主机）。

了解这三种网络模式，在进行网络相关计算机专业实验课程时，可以方便用户快速将虚拟机加入宿主机网络的预定义模式。用户完全可以通过修改这些网络的属性改变他的默认行为。为了方便组件虚拟网络，用户可以通过自定义模式，选用虚拟设备、添加虚拟网卡等方法，组建用户要求的局域网。

笔者在《计算机病毒的检测与安全规范》课程中，使用了嵌套虚拟机的方法。在虚拟机系统中除了必要的软件以外尽可能少耗费资源，并且安装子虚拟机。这样可以保证宿主计算机安全稳定的情况下，在虚拟机中对病毒进行检测和处理，并可以对子虚拟机下的病毒处理进程进行观测。

五、总结

虚拟机的使用过程中，应尽量保证宿主计算机资源的丰富和协调，可以保证虚拟机的运行流畅。虚拟机中可以根据不同的实验人群进行软件的分类安装和配置。虚拟机的应用不仅可以解决管理方的各种难题，还可以使学生更容易了解计算机的物理和逻辑结构，扩展学生实验空间，提高学生自主学习的能力。

参考文献：

[1]江平.虚拟机及其在计算机教学中的应用[J].四川工程职业技术学院学报,2006,12

[2]鲍洪生.虚拟机和模拟器在网络教学中的应用[J].中国校外教育,2011,2

[3]汤慧.浅谈虚拟机软件在"计算机病毒及其防范"实训教学中的应用[J].高职教育,2010,2

[作者简介]李可胜（1981-），男，河南郑州人，现华中科技大学博士生，中州大学教师，研究方向：计算机网络与信息安全。