_应用VM构建虚拟的计算机实习环境

　　摘 要：利用VMware可以在一台电脑上将硬盘和内存的一部分拿出来虚拟出若干台机器，每台机器可以运行单独的操作系统而互不干扰，这些“新”机器各自拥有自己独立的CMOS、硬盘和操作系统，在由VM构建的虚拟环境里，你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，还可以将这几个操作系统联成一个网络。在虚拟系统崩溃之后可直接删除不影响本机系统，同样本机系统崩溃后也不影响虚拟系统，可以下次重装后再加入以前做的虚拟系统。同时它也是唯一的能在Windows和Linux主机平台上运行的虚拟计算机软件。VMware虚拟机软件不需要重开机，就能在同一台电脑使用好几个OS，不但方便，而且安全。
　　关键词：VMware软件；计算机网络；虚拟机
　　中图分类号:TP311 文献标识码：a DoI: 10.3969/j.issn.1003-6970.2012.02.013
　　虚拟机软件可以在一台电脑上模拟出来若干台PC，每台PC可以运行单独的操作系统而互不干扰，可以实现一台电脑“同时”运行几个操作系统，还可以将这几个操作系统连成一个网络。它能在一台电脑上安装了，再在Win2000 server上安装虚拟机软件VMWare，利用VMWare模拟出来3台PC，在这3台PC上分别运行RedHat7.2、Win98和Solaris 8 for x86操作系统。包括Win2000在内，这4个操作系统同时在一台电脑上运行，互不干扰，并且同在一个局域网内。
　　 1 使用虚拟机的好处
　　1）如果要在一台电脑上装多个操作系统，不用虚拟机的话，有两个办法：一是装多个硬盘，每个硬盘装一个操作系统。这个方法比较昂贵。二是在一个硬盘上装多个操作系统。这个方法不够安全，因为硬盘MBR是操作系统的必争之地，搞不好会几个操作系统同归于尽。而使用虚拟机软件既省钱又安全，对于linux和unix以及其他计算机软件的教学来说非常方便与安全。
　　2）虚拟机可以在一台机器上同时运行几个操作系统，是计策机专业学生实习的必备工具。有了虚拟机，只需要一台电脑，就可以调试各种操作系统平台的C/S、B/S的程序了。
　　3）利用虚拟机可以进行软件测试。
　　 2 使用虚拟机的硬件要求
　　虚拟机毕竟是将两台以上的电脑的任务集中在一台电脑上，所以对硬件的要求比较高，主要是CPU、硬盘和内存。目前的电脑CPU多数是PIII以上，硬盘都是几十G，这样的配置已经完全能满足要求。关键是内存。内存的需求等于多个操作系统需求的总和。现在的内存已经很便宜，也不成为问题了。
　　 3 虚拟机的运行环境
　　VMWare可运行在Windows(WinNT以上)和Linux操作系统上。运行虚拟机软件的操作系统叫Host OS，在虚拟机里运行的操作系统叫Guest OS。
　　 4 VMWare的使用经验
　　1）支持的Guest OS
　　VMWare支持如下Guest OS：
　　MS-DOS、Win3.1、Win9x/Me、WinNT、Win2000、WinXP、Win.Net、Linux、FreeBSD、NetWare6、Solaris x86。
　　不支持的Guest OS：
　　BeOS、IBM OS/2 and OS/2 Warp、Minix、QNX、SCO Unix、UnixWare。
　　2）VMWare模拟的硬件
　　VMWare模拟出来的硬件包括：主板、内存、硬盘(IDE和SCSI)、DVD/CD-ROM、软驱、网卡、声卡、串口、并口和USB口。VMWare没有模拟出显卡。VMWare为每一种Guest OS提供一个叫做vmware-tools的软件包，来增强Guest OS的显示和鼠标功能。
　　3）VMWare模拟出来的硬件是固定型号的，与Host OS的实际硬件无关。比如，在一台机器里用VMWare安装了linux，可以把整个linux copy到其他有VMWare的机器里运行，不必再安装。
　　4）VMWare可以使用ISO文件作为光盘。比如从网上下载的linux ISO文件，不需刻盘，可直接安装。
　　5）VMWare为Guest OS的运行提供三种选项
　　①persistent
　　Guest OS运行中所做的任何操作都即时存盘
　　②undoable
　　Guest OS shutdown时会问是否对所做的操作存盘
　　③nonpersistend
　　Guest OS运行中所做的任何操作，在shutdown后等于没做过。
　　如果要进行软件测试或试验，这是非常有用的功能，可以尽情地测试，把Guest OS搞死无限次都不怕。
　　6）VMWare的两种网络设置方式：
　　①Bridged方式
　　用这种方式，Guest OS的IP可设置成与Host OS在同一网段，Guest OS相当于网络内的一台独立的机器，网络内其他机器可访问Guest OS，Guest OS也可访问网络内其他机器，当然与Host OS的双向访问也不成问题。
　　②NAT方式
　　这种方式也可以实现Host OS与Guest OS的双向访问。但网络内其他机器不能访问Guest OS，Guest OS可通过Host OS用NAT协议访问网络内其他机器。
　　NAT方式的IP地址配置方法：Guest OS先用DHCP自动获得IP地址，Host OS里的VMWare services会为Guest OS分配一个IP，之后如果想每次启动都用固定IP的话，在Guest OS里直接设定这个IP即可。
　　一般来说，Bridged方式最方便好用。但如果Host OS是win2000而网线没插，网络很可能不可用(大部分用PCI网卡的机器都如此)，此时就只能用NAT方式。
　　7）VMWare用Host OS的文件来模拟Guest OS的硬盘。一个Guest OS的硬盘对应一个或多个Host OS里的文件。如果往Guest OS里写入100M的文件，Host OS里虚拟硬盘文件就增大100M。在Guest OS里删除这100M文件，Host OS里虚拟硬盘文件不会减小。下次往Guest OS里写文件的时候，这部分空间可继续利用。vmware-tools里还提供shrink功能可以立刻释放不用的空间，减小Host OS里虚拟硬盘文件的容量。
　　为了减少硬盘空间的浪费，避免经常使用shrink，更好的做法，是在Guest OS里挂上另外一个硬盘存放不常用的文件，比如安装文件之类，用完之后可以把这块硬盘重新分区格式化。
　　8）VMware-tools
　　vmware-tools增强Guest OS的显示和鼠标功能。vmware-tools自带在VMWare里。安装Guest OS的时候，vmWare的状态栏里就有一句话提示vmware-tools没装，鼠标单击这句话即可安装vmware-tools。也可通过菜单安装：settings -〉 vmware tools install ，如果Guest OS是windows，vmware-tools会自动安装，如果是linux，安装后，vmware-tools的安装文件会被mount到光驱中(是虚拟方式，此时光驱并没有光盘)，进入光驱的mount point，把文件copy出来安装即可。对某些Guest OS，比如Solaris x86、NetBSD 1.x、OpenBSD 2.x和Caldera OpenLinux 1.3等，VMWare并没有提供vmware-tools。
　　9）在VMWare里装linux，不要用图形模式安装，要用文本模式安装。 安装到配置Xserver时，选默认配置就可以，安装出错也不用理会。安装完后，先别起X，先安装好vmwaretools后，再启动X。
　　10）如果不使用声卡，不要在VMWare里加入声卡，声卡对性能有一点点影响。
　　11）如果不常使用光驱，可以取消光驱的connect at power on选项，在需要用的时候，光驱可以随时“热插拔”。
　　 5 应用多媒体软件进行教学的具体方法：
　　在计算机专业的实践里，教师如果要教学生学习软件安装，在操作的过程中，由于误操作，势必会对原有的计算机系统造成破坏，也会造成学生学习和实习障碍，引入多媒体软件，可解决这种问题。
　　试想一下，装Linux，不用重新分区，就像安装Office软件一样，让你直接在Windows中尝鲜；可以反复练习Fdisk、Format等危险软件的使用方法而无需担心破坏实际的计算机系统；一台电脑可以变成三、四台，同时运行多个操作系统，只要删除一个文件夹即可完成操作系统卸载；组建虚拟的局域网，轻松学习网管知识，进行各种网络试验，根本不必购买交换机、路由器以及网线等网络设备。
　　我们只要使用被人们称为“虚拟PC”的多媒体软件VMware，就可以实现以上这种功能，由它创建的虚拟机与真实的计算机几乎一模一样，不但虚拟有自己的CPU、内存、硬盘、光驱，甚至还有自己的BIOS。在这个虚拟机上，可以安装Windows、Linux等真实的操作系统，及各种应用程序。
　　现在就以几实例来说明如何应用VMware多媒体软件进行计算机专业的实习操作。
　　 5.1 实践安装Linux操作系统
　　本例，我们将在实际的Windows XP中(宿主计算机)再虚拟出一台电脑(虚拟机)，并在上面安装Linux系统
　　第一步:启动VMware，在其主界面“主页”标签页中点击“新建虚拟机”按钮打开新建向导(图1)。
　　
　　图1
　　第二步:单击“下一步”按钮，进入虚拟机配置界面，这里有两个选择:一是“典型”方式，它根据虚拟机的用途自动调整配置；二是“自定义”方式，它允许用户自行设置虚拟机的主要参数。典型方式要比自定义方式简单，但缺少一定的灵活性。方便起见，这里我们选择典型方式。
　　第三步:单击“下一步”按钮进入虚拟机操作系统选择界面，可以看到Windows、Linux、Novell等多种不同的系统，这里我们点选“Linux”。
　　第四步:单击“下一步”，在接下来的界面中，可以为这个新的虚拟机取一个名称(本例为“Red Hat Linux”)，并在“定位”中选择虚拟机的保存位置(图2)。
　　
　　图2
　　第五步:单击“下一步”，在网络类型界面中共有四个选项:“使用桥接网络”，“使用网络地址翻译(NAT)”，“仅使用主机网络”，“不使用网络连接”。网络连接方式以后可以随时修改，因此在这里可先任意选一种。
　　第六步:单击“下一步”，接下来会要求用户设置硬盘的大小，软件默认大小为4GB，可根据硬盘现有空间的实际情况增大或减小。最后单击“完成”按钮返回VMware主界面，将看到主界面上多了一个“Red Hat Linux”标签页，其中显示了这台新建虚拟机的各种配置(图3)。
　　
　　图3
　　第七步:下面为这台虚拟机安装上Linux操作系统，让它像真正的计算机一样工作。安装之前，先要设置一下虚拟机的光驱。双击“设备”下的“CD-ROM”项，打开配置窗口(图4)。
　　本例使用的是Linux安装光盘，因此点选“使用物理驱动器”项，并在下拉列表中选择正确的光驱盘符(本例中的光驱
　　
　　图4盘符为“J”)；如果是从网上下载的ISO安装映像文件，则点选“使用ISO映像”项，并通过“浏览”按钮选择下载所得的安装映像文件。设置完毕，单击“确定”按钮。
　　第八步:将Red Hat Linux安装光盘放入光驱中(如果选的“使用ISO映像”方式则不需此步骤)，点击主界面“命令”中的“启动这虚拟机”，或直接点击工具栏上的绿色三角形按钮，这就像打开了真实电脑的电源开关一样，启动虚拟机。注意:如果物理内存紧张，则会弹出一个提示框，提示虚拟机会占用大量内存，单击“确定”按钮即可。如果勾选了“不再显示”项，则下次这个提示就不会再出现了。
　　窗口全黑后，一定要用鼠标在中间点击一下切换到虚拟机中。VMware模拟的是Phoenix的BIOS，连续按下F2键直到进入BIOS设置界面，按左右箭头键选中“BOOT”菜单项，再按上下箭头键选中“CD-ROM Drive”项，然后按“＋”号键将其调到最顶层，这样即可将光驱设置成优先启动。按F10键并回车即可保存BIOS设置并退出，虚拟机即可启动Linux安装程序进行安装了。单击工具栏上倒数第二个按钮，可使虚拟机全屏显示，这样看起来会更加酷的。
　　Linux安装与使用是一个很大的话题，限于篇幅，这里就不介绍了。不过可以肯定的是，虚拟机实际上就是几个较特别的文件而已，所有操作改变的只是这几个文件的数据，不会影响到现有操作系统，所以可以放心进行Linux练习。
　　 5.2 用虚拟机练习上互联网
　　既然虚拟机能够与宿主电脑相互通信，那么也就能像局域网中的真实电脑一样，共享宿主电脑的上网连接。这里以宿主电脑以ADSL虚拟拨号方式上网，以共享拨号连接的方法为例进行说明。
　　第一步:点击VMware菜单“虚拟→设置”，再点选网卡NIC并设置它的属性，可在“网桥”、“NAT”、“仅是主机”中任
　　选一项，但一定要记住所选的项目。第二步:把宿主电脑网络连接的IP地址设为自动获取。
　　第三步:在宿主电脑“网络和拨号连接”窗口中，右击ADSL虚拟拨号连接，选择“属性”命令，在“共享”标签页内选中“启用此连接的Internet连接共享”，然后根据虚拟机网卡的工作方式选择一个网络连接(图5)，具体对应如下:
　　
　　图5
　　网桥―本地连接
　　NAT―VMware Network Adapter VMnet8
　　只是主机―VMware Network Adapter Vmnet1
　　第四步:宿主电脑启用网络连接后，相应网络连接的IP地址被自动设置为192.168.0.1。因此，需要把虚拟机的IP地址设置为192.168.0.X(X取值范围为2～254)，同时要把DNS服务器地址、默认网关都设置为192.168.0.1。这样，宿主电脑上网后，虚拟机也就可以通过宿主计算机共享上网了。设置网关: route add default 192.168.0.1
　　 6 结束语
　　作为教师，在应用多媒体软件进行教学的过程中，要灵活协调学生与机器的关系，充分挖掘多媒体软件的最大潜力，改变单调的低效的教学形式，营造直观的透明的安全的实习环境，最大限度地调动学生的学习积极性、主动性，使到学生能牢固掌握所学专业知识，并能学以致用，教学任务更好地完成。
　　参考文献
　　[1] 谢希仁等编著.计算机网络[M].电子工业出版社，1994年10月第1版
　　[2] 邬家炜 编著.中学计算机教育[M].广东：华南师范大学出版社.
　　[3] 多媒体软件及应用.机械工业出版社
　　[4] 瞿葆奎.国际教育展望.人民教育出版社，2000年1月.

推荐访问:构建 实习 虚拟 环境