用虚拟机构建Linux实验环境

摘要:通过对虚拟机技术分析,阐述了虚拟机可以提高效率、节约资源,是解决高校计算机专业实验的最有效手段。通过较详细的操作步骤,用VMware workstation创建Linux系统实验环境,同时提出Linux虚拟机中可做的常规实验,对虚拟机实验开发具有一定的参考价值。

关键词:虚拟机;虚拟技术;Linux;实验环境;实验项目

中图分类号:TP311文献标识码:A文章编号:1009-3044(2010)02-290-02

Constructing Linux Experimental Surroundings Through Visual PC

HE Zheng-xiang, REN Wen

(Computer Science School of Gansu Institute of Political Science and Law, Lanzhou 730070, China)

Abstract: The article, through analyzing the technology of visual PC, points out that its use can improve the efficiency, save resources, as a result, is the best way to satisfy the demand of experiments conducted in computer science major. It also specifies the operative steps, which constructs the systematic experimental surroundings by Vmware workstation, meanwhile lists the routine tests done in Linux visual PC. The paper is of somewhat referrence to the visual PC experiments.

Key words: visual PC; visual technology; experimental surroundings; experimental project

随着计算机技术的发展,国内操作系统的应用由Windows 2000 professional 、Windows 2000 XP、Windows 2000 server一统天下的局面转变Windows 系列与UNIX、Linux、OS/2、Solaris共存的局面。最近几年,由于Linux的开源性,使得其在网站服务器、嵌入式系统开发、操作系统教学中使用愈来愈普及;在企业应用中基于Linux的应用系统愈来愈多,在IT外包服务中地位日益突出,在各种考研及考证中份量不断增加。这些都要求计算机教学中不断加强Linux的教学内容,而许多计算机实验室都装的是Windows系列操作系统,为完成Linux教学实验,目前通常用下面三种方法构建实验平台:1)将计算机格式化,装入Linux系统;2)在原有的Window系统之上,再装Linux系统,构成双系统平台,在启动的时候选择进入所需系统;3)利用虚拟机,在宿主机操作系统内进入Linux。

前两种方法对实验室管理人员带来了巨大的工作量,主要原因是学生平时用的仍然是Windows系列,像全国计算机等级考试、ATA所做的各类考试、网上进行的各类考试仍然基于Windows平台。由于实验室计算机数量的限制,若仅仅为了完成Linux实验固定部分计算机就会造成资源浪费;若不断重装系统,考虑到实验教学至少一个教学班,将使实验室管理人员不堪重负;这些最终造成Linux实验流于老师的演示教学,无法达到教学目标。只有第三种方法,才是行之有效的方法。

1 虚拟机技术[1]

虚拟机(Virtual Machine,简称VM)是指使用虚拟化技术在物理计算机上模拟出来的相对独立的逻辑计算机,该计算机完全由软件模拟创建,并实现物理计算机的各项功能,它具备和物理计算机相似的属性。通过安装虚拟机软件,原有的计算机硬件配置不变,创建虚拟计算机、网络设备等,利用创建好的虚拟机可进行Linux的各种实验。

虚拟机技术最早是由IBM公司为实现其大型计算机系统的安全共享而提出的,随后,这种技术被成功移植到PC领域。典型的虚拟机系统有IBM公司的VM/370、Microsoft 公司的Virtual PC系列、VMware公司的VMware系列。Virtual PC系列虽功能强大,但仅支持Microsoft系列操作系统,VMware能够方便的架构异构的操作系统,可满足Linux实验教学要求,故本文选用其做为虚拟机软件。

2 用VMware构建Linux实验环境

VMware目前的最新版本是VMware Workstation 6.5,对PC机的配置要求不高,目前的PC机基本都能安装。为了保证其顺利运行,CPU最好采用双核,内存容量512MB以上,可用硬盘空间1GB以上。这里我们使用VMware Workstation 6.5来创建虚拟机,以Windows XP为宿主机。

2.1 创建Linux虚拟机[2]

1)启动VMware,如图1设置基本内存160MB和硬盘空闲空间8GB。

2)在虚拟机"file"菜单中选择"new"创建新的虚拟机,如图2输入虚拟机的名称和目标位置、选择欲创建的操作系统"Linux"。在此可装系统有Microsoft windows、Linux、Novell Netware、Sun Solaris等。

3)将Linux安装光盘放入光驱或安装镜像文件(.iso)放入指定目录,单击“next”开始进行安装。

4)进行Linux安装。确定安装类型为服务器(如图3),共有四种(个人桌面、工作站、服务器、定制),然后进行磁盘设置(如图4),进行软件包安装(如图5),其间可根据提示更换安装光盘或镜像文件;最后设置root用户的口令。

5)用vmware播放Linux虚拟机,如图7所示,输入用户名和口令即可进入Linux系统。

2.2 虚拟计算机与主机的网络关系[3]

虚拟计算机与主机的网络关系有四种模式:Bridged模式、NAT模式、Host-only模式、not-use模式。

1)Bridged模式:这一模式适用于宿主机需要独立上网的情况。默认与VMnet0接口相连,在这种模式下,客户机通过网桥直接连接外部物理网络,客户机和宿主机地位相同,都是本地网络的一个独立主机,客户机与宿主机处于同一网段内,使用本地网络的不同IP地址。

2)NAT模式:默认与VMnet8接口相连,该模式采用网络地址转换(Network Address Translation,简称NAT)技术,客户机经宿主机间接连接外部网络,所有客户机构成一个内部私有网络,使用私有IP地址,除宿主机和同一虚拟网络内其他客户机外,其它外部主机一般不能访问客户机。

3)Host-only模式:默认与VMnet1接口相连,这种模式是一个封闭的模式,客户机与外界隔离,默认情况下,客户机只能访问宿主机,如果只需建立客户机与宿主机网络连接的实验环境,可以采用这种模式。

4)Not-use模式:不使用网络,虚拟机做为单机使用。

3 Linux虚拟机中的实验

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5类[5]:

1)Linux常用命令练习,如文件操作、目录操作、包文件处理等的实验;

2)管道、重定向、打包、压缩、解压等操作的实验;

3)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;

4)操作系统课中C语言程序的编译与运行实验[4];

5)网络设备的设置实验。

复杂的网络服务器实验有以下8类[6]:

1)Samba服务器设置实验,实现windows系列计算机与Linux系统之间的文件共享;

2)FTP服务器设置实验,实现客户机与Linux主机之间的文件传输;

3)域名服务器(DNS)设置实验,实现域名的正向和反向解析,建立实验用域名系统;

4)DHCP服务器设置实验,实现IP地址的动态分配;

5)APACHE服务器设置实验,实现Web服务器与Web编程控制与访问;

6)MySQL数据库服务器设置实验,进行数据库的操作练习;

7)邮件服务器的设置实验,实现邮件收发和管理。

8)包过滤防火墙的设置实验,理解防火墙的作用和设计。

4 结束语

虚拟机技术的应用,必将推动各类计算机高级复杂实验的展开,提高实验水平。由于虚拟机能实现一台计算机运行多个操作系统,这些系统的使用如同应用软件一样方便,有效的节约了硬件资源,符合节能环保的发展要求,在实验教学中具有广阔的应用前景。

参考文献:

[1] 虚拟化成就绿色未来――2008虚拟化技术专题[EB/OL]..cn/topic/Virtual/index.shtml.

[2] 马俊峰.VMware workstation 在操作系统教学中的应用[J].河南科技学院学报,2008,36(1):107-109.

[3] 毛速.虚拟机的应用[J].宁夏工程技术,2003(6):154-156.

[4] 何珍祥.用生活中的管理思想去讲操作系统[J].计算机教育,2007(3):37-39.

[5] 刘兵,吴煜煌.Linux实用教程[M].北京:中国水利水电出版社,2004.

[6] 胡维华,吴卿,周旭,童孟军.Linux网络管理及应用[M].北京:电子工业出版社,2008.