基于虚拟机的高职学生Linux实践平台的构建

摘 要： 介绍了虚拟机技术、虚拟机平台的搭建、Vmware Workstation虚拟网络设备等，重点讨论了通过VMware构建虚拟实验平台以解决Linux实践教学中真实实验环境欠缺的问题，以做到教学演示与学生实践的同步，为Linux实践教学提供一种有效的辅助工具。

关键词： 虚拟机技术； VMware； Linux； 实践教学

中图分类号：TP393 文献标志码：A 文章编号：1006-8228（2012）03-35-02

Constructing Linux practice platform for students through virtual machines

Wu Peifei, Hao Fuping, Wen Ying

（Dept. of Information & Electronics, Hangzhou Professional Training College, Hangzhou， Zhejiang 310018, China）

Abstract： With the rapid development of information technology and computer specialty, Linux course is taught in most professional training colleges. The authors describes in this paper a virtual machine, the building of virtual machine platform, and Vmware Workstation virtual network devices. The paper focuses on constructing a virtual experiment platform with the VMware to solve the problem of lacking real Linux experimental environment in teaching. It makes teaching demo and student practice synchronous, and provides practical and effective help for teaching Linux.

Key words： echnology of virtual machines； VMware； Linux； practice teaching

0 引言

随着信息技术的高速发展，高职院校计算机专业大多都开设了Linux课程，但因学校招生规模不断扩大，而教学经费的投入跟不上学生数量的增长，网络实验设备的投入不能满足学生实验实训需求，部分网络实践教学难以实现，学生专业技能的培养受到极大限制。

实践教学在Linux教学中具有突出地位，一则它可以巩固学生学到的课程内容；二则可以培养学生的专业技能，拉近Linux教学与就业岗位的距离。因此，如何在多系统环境下，在保证其他教学正常开展的基础上提高Linux操作系统下的实验教学效果已成为高校计算机实验室迫切需要解决的问题。而利用VMware虚拟机软件构建虚拟实验平台可以很好地解决这些问题。

1 虚拟机软件VMware介绍

虚拟机技术早已经成为当今热门的软件技术。VMware是一款具有代表性的虚拟机软件，利用它可以在原有操作系统中安装多个操作系统，实现多个虚拟系统和真实主机系统的共存。VMware是真正“同时”运行多个操作系统的平台，而且各个操作系统完全可以如Word/Excel等标准Windows应用程序那样切换，每个操作系统都可以进行配置和测试操作。利用VMware可以在一台电脑上模拟出若干台机器，这些虚拟机如同真实机一样各自拥有自己独立的操作系统、CPU、硬盘、内存及其他硬件，用户可以像使用普通机器一样对它们进行分区、格式化、安装系统和应用软件等操作，而不影响真实硬盘的数据，甚至可以将几台虚拟机用网卡连接成为一个虚拟局域网。

2 VMware虚拟平台的创建

2.1 Linux虚拟机的创建

⑴ 运行VMware Workstation 6，单击“FileNewVirtual Machine”命令，进入创建虚拟机向导，或者直接按“Crtl+N”快捷键同样可以进入创建虚拟机向导。

⑵ 在弹出的欢迎页中单击“下一步”按钮。

⑶ 在“Virtual machine configuration”选项区域内选择“Custom”单选按钮。

⑷ 在Choose the Virtual Machine Hardware Compatibility页中，选择虚拟机的硬件格式，可以在Hardware compatibility下拉列表框中，在VMware Workstation 6、VMware Workstation 5或VMware Workstation 4三者之间进行选择。通常情况下选择Workstation 6的格式，因为新的虚拟机硬件格式支持更多的功能。选择好之后单击“下一步”按钮。

⑸ 在Select a Guest Operating System对话框中，选择要创建虚拟机类型及要运行的操作系统。我们选择了Red Hat Linux操作系统。单击“下一步”按钮。

⑹ 在Name the Virtual Machine对话框中，为新建的虚拟机命名并且选择它的保存路径。

⑺ 在Processors选项区域中选择虚拟机中CPU的数量。如果选择Two，主机需要有两个CPU或者是超线程的CPU。

⑻ 在Memory for the Virtual Machine页中，设置虚拟机使用的内存。如果用户计算机内存比较大，那么就可给虚拟机分配足够大的内存，这里我们分配了256M。

⑼ 在Network Type页中选择虚拟机网卡的“联网类型”：

第一选项，使用桥接网卡(VMnet0虚拟网卡)。表示当前虚拟机与主机(指运行VMware Workstation软件的计算机)在同一个网络中。

第二选项，使用NAT网卡(VMnet8虚拟网卡)。表示虚拟机通过主机单向访问主机及主机之外的网络，主机之外的网络中的计算机，不能访问该虚拟机。

第三选项，只使用本地网络(VMnet1虚拟网卡)。表示虚拟机只能访问主机及所有使用VMnet1虚拟网卡的虚拟机。主机之外的网络中的计算机不能访问该虚拟机，也不能被该虚拟机所访问。

第四选项，没有网络连接。表示该虚拟机与主机没有网络连接。

在我们构建的系统中，我们选择了第一项。

⑽ 在Select I/O Adapter Type页中，选择虚拟机的SCSI卡的型号，通常选择默认值即可。

⑾ 在Select a Disk页中，选择Create a new virtual disk(创建一个新的虚拟硬盘)。

⑿ 在Select a Disk Type页中，选择创建的虚拟硬盘的接口方式。通常选择默认值即可。

⒀ 在Specify Disk Capacity页中设置虚拟磁盘大小。对于一般的使用来说，选择默认值即可。

⒁ 在Specify Disk File页的Disk file选项区域内设置虚拟磁盘文件名称，通常选择默认值即可，然后单击完成按钮。

2.2 安装linux操作系统

在虚拟机中安装操作系统，与在真实的计算机中安装没有什么区别，但在虚拟机中安装操作系统，可以直接使用保存在主机上的安装光盘镜像(或者软盘镜像)作为虚拟机的光驱(或者软驱)。

可以打开前面创建的Red Hat Linux虚拟机配置文件，在Virtual Machine Settings页中的Hardware选项卡中，选择CD-ROM项，在Connection选项区域内选中Use ISO image单选按钮，然后浏览选择Red Hat Linux安装光盘镜像文件(ISO格式)。如果使用安装光盘，则选择Use physical drive并选择安装光盘所在光驱。

选择光驱完成后，单击工具栏上的播放按钮，打开虚拟机的电源，用鼠标在虚拟机工作窗口中单击一下，进入虚拟机。

以后在虚拟机中安装操作系统，就和在真实主机中安装一样了。

2.3 安装VMware Tools

在虚拟机中安装完操作系统之后，接下来需要安装VMware Tools。VMware Tools相当于VMware虚拟机的主板芯片组驱动和显卡驱动、鼠标驱动，在安装VMware Tools后，可以大大提高虚拟机的性能，并且可以以任意大小设置虚拟机分辨率，还可以使用鼠标直接从虚拟机窗口中切换到主机。

⑴ 从VM菜单下选择安装VMware Tools。

⑵ 按照提示安装，最后重新启动虚拟机即可。

2.4 构建虚拟网络环境

VMware Workstation安装完成后，会自动创建10个虚拟设备VMnet0-VMnet9,相当于10个以太网交换机设备，其中VMnet0、VMnet1和VMnet8都有专门的用途，而其他7个虚拟设备可在建立桥接网络或定义网络时使用。客户机可以任意连接到这些虚拟的以太网交换机接口上。连接在相同虚拟设备上的客户机可以看成是连接到同一交换机上的主机，因此，只要将各客户机的虚拟网卡连接到同一个虚拟设备，就可以组建一个虚拟的交换式以太网。

VMware Workstation提供了四种虚拟机网络连接模式：Bridged模式、NAT模式、Host-Only模式和not use模式。

2.4.1 Bridged模式

用这种方式，虚拟系统的IP可设置成与本机系统在同一网段，虚拟系统相当于网络内的一立的机器，与本机共同插在一个HUB上，网络内其他机器可访问虚拟系统，虚拟系统也可访问网络内其他机器，当然与本机系统的双向访问也不成问题。

2.4.2 NAT模式

用这种方式也可以实现本机系统与虚拟系统的双向访问。但网络内其他机器不能访问虚拟系统，虚拟系统可通过本机系统用NAT协议访问网络内其他机器。

NAT方式的IP地址配置方法：虚拟系统先用DHCP自动获得IP地址，本机系统里的VMwareservices会为虚拟系统分配一个IP地址。之后如果想每次启动都用固定IP的话，在虚拟系统里直接设定这个IP即可。

2.4.3 Host-Only模式

顾名思义，这种方式虚拟机只能与主机进行网络通信，即网络内其他机器不能访问虚拟系统，虚拟系统也不能访问其他机器。

2.4.4 Not use模式

即不使用网络，虚拟系统为一个单机。

一般来说，Bridged方式最方便好用。但如果本机系统是Windows而网线没插或者根本没有网卡，网络很可能不可用，此时就只能用NAT方式或Host-Only。

3 虚拟平台在linux实践教学中的应用

Linux虚拟机的实验可分为Linux基础实验和复杂的网络服务器实验。

通常可直接做的基础实验有以下五类：

⑴ Linux常用命令操作，如文件操作、目录操作、包文件处理等的实验；

⑵ 管道、重定向、打包、压缩、解压等操作的实验；

⑶用户的创建、密码修改、组的创建、组管理员的设定等操作的实验；

⑷ 操作系统课中C语言程序的编译与运行实验；

⑸ 网络设备的设置实验。

复杂的网络服务器实验有以下8类：

① SAMBA服务器设置实验；

② DNS服务器设置实验；

③ DHCP服务器设置实验；

④ APACHE服务器设置实验；

⑤ FTP服务器设置实验；

⑥ MYSQL服务器设置实验；

⑦ 邮件服务器设置实验；

⑧ 包过滤防火墙的设置实验。

4 结束语

利用VMware Workstation搭建的Linux实践平台,可以很好地模拟真实环境，虚拟机上的实验效果与真实机器上实验效果相同，能满足Linux课程的教学和实验要求。在Linux虚拟平台环境下，学生可以放心地进行各种实验操作，不用顾虑损坏主机系统，从而增加了实践动手机会。利用虚拟机技术搭建的Linux实践平台，在一定程度上不仅可以缓解当前实验设备和场地不足的问题，提高实验设备的安全性和利用率，降低实验室的管理难度，而且在不额外添加硬件设备的条件下，很好地满足了Linux实验多种环境的要求，保证了Linux实验的正常开展。

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