基于VMware的计算机网络课程虚拟实验平台搭建

摘要：本文提出基于vmware的计算机网络虚拟实验平台搭建方法。该方法通过在物理主机上安装VMware Workstation，利用虚拟机上不同的网络连接方法构建虚拟网络平台，并在该平台上完成一些列的网络实验。实践证明，利用VMware搭建虚拟网络平台能有效解决当前计算机网络实验教学存在的问题。

关键词：VMware；计算机网络；虚拟机

1、引言

目前独立学院计算机网络类课程的教学现状主要有以下几个问题：（1）课程内容设置和社会实际需求存在一定的脱节；（2）实践教学环境相对落后；（3）实验项目设计存在缺陷；（4）实验项目评价欠合理等。上述问题导致实践教学效果不尽人意，使得最终实践教学环节效果大打折扣。适应计算机网络教学的实验室条件较高，投入较大，并非所有的独立学院都能建立起一个真正器材充足且完备的网络实验室，没有足够数量的路由器、交换机、防火墙，单靠局域网内联网的计算机是远远不够的，此外，在专业实验室的基础上，设备的高频率使用造成器材损坏所带来的庞大开销也使得办学效果受到制约，这是当前独立学院计算机网络类课程教学的瓶颈。

虽然目前已有如基于Packet Tracer的虚拟实验平台[1]，但是该平台主要利用软件上的虚拟配置界面进行虚拟设备的连接，无法让学生真实体验计算机和计算机之间的真实网络配置状况。因此，本文利用VMware进行虚拟实验平台搭建。该平台的主要优势在于，可以解决实验设备的反复使用而造成的过度耗费问题，同时使得项目设计更加丰富，并适当的扩增了综合性项目的比例。此外，该平台相比Packet Tracer和Boson模拟器，能让学生在真实的配置界面上学习配置命令，更好的掌握网络配置命令和组网原理。

2、虚拟实验平台搭建

2.1 VMware简介

作为功能强大的虚拟机软件，VMware提供了在单一的桌面上同时运行不同的操作系统的功能，如Windows、Linux等，并在操作系统群的基础上进行开发、测试并且调试。每个虚拟主机都拥有各自的虚拟CPU、内存、硬盘、网卡以及I/O设备等。可见，若在一台物理主机上通过VMware平台安装多个虚拟主机，就可以对这些虚拟主机搭建虚拟网络环境，以模拟真实的网络环境进行网络实验，从而构成了完整的虚拟实验平台[4]。

2.2 虚拟实验平台搭建步骤

首先，在物理主机上安装VMware Workstation。主机上会随之安装两个虚拟网络设备VMware Virtual Ethernet Adapter for VMnet1 和VMware Virtual Ethernet Adapter for VMnet8，分别提供了不同的组网方式。

其次，配置虚拟机的网络，并通过虚拟机上的虚拟交换机VMnet0、VMnet1和VMnet8组建虚拟网络。虚拟机的网络包括桥接模式、Host-only模式和NAT模式三类[2，3]：

（1）桥接模式。桥接模式下，虚拟机与物理主机的IP地址设置在同一网段，虚拟机和主机自动通过VMnet0自动连接。在该条件下，虚拟机就具备和物理主机同样的网络地位，相互之间可以平等访问，从而实现资源共享，这是虚拟机从主机上获取资源的最简便方法。

（2）Host-only模式。选择这种模式后，虚拟机和主机构成一个相对封闭的虚拟网络，主机和虚拟机会自动与Vmnet1 交换机进行连接，并且在该环境下，只有主机和虚拟网络内的虚拟机之间可以通讯。

（3）NAT模式。在该模式下可以利用NAT的地址转换功能为虚拟机分配外网地址。如果主机连接外网，并且将虚拟机网卡设置为NAT模式，那么虚拟机就自动连接到VMnet8上，VMnet8的DHCP会自动为虚拟机分配IP地址以及网关等信息，虚拟机就可以通过主机连接到外网。

最后，根据具体的实验要求进行网络配置。以桥接模式为例，虚拟机和物理主机的IP地址设置为同个网段，并具备相同的子网掩码和网关（如图1所示）。那么，在利用桥接模式组建的虚拟网络的环境下，可以进行的网络实验包括：网络基本环境的配置，网络常用命令如ping、netstat以及ipconfig，网络共享，Web服务器的配置等。以NAT模式为例，在该环境下讲解的具体实验内容包括：HTTP 协议、FTP 协议、使用主机的共享打印机等。

除了上述几种网络连接模式，学生还可以通过自定义的网络连接模式进行网络配置，以满足不同的实验要求。

3 总结

本文利用VMware搭建计算机虚拟实验平台，可以有效解决目前独立学院计算机网络教学过程中的相关问题，使得网络连接测试、局域网的组建等内容变得简单高效。实践证明，该虚拟实验平台使得实验内容变得丰富，提升学生实时学习的可能性，在今后的计算机网络实践教学过程中将发挥巨大的潜能。

参考文献：

[1]薛琴.基于Packet Tracer的计算机网络实验仿真教学[J].实验室研究与探索，2010，29（2）：57-59.

[2]孔德军.利用VMware Workstation构建计算机虚拟网络实验平台[J].云南警官学院学报，2013（05）：125-128.

[3]罗国华.浅谈利用VMware Workstation搭建计算机虚拟网络实验平台[J].计算机光盘软件与应用，2014（6）：146-147.

[4]舒云星，郑卫东.基于VMware的虚拟计算机实验系统[J].实验室研究与探索，2006，25（9）：1088-1090.

基金项目：杭州师范大学钱江学院实验室工作研究项目（QJYB201505）