论文部分内容阅读
摘 要：计算机网络实验由于课程教学本身的特殊性，对学生的动手能力、实验设备、实验环境的要求都非常高，且每一次的实验都必须完成相应的教学内容，不然会影响到下一轮教学任务的完成。因此，在每一次的实验中如何快速地指导学生完成任务又要排除因设备或软件所造成的网络故障问题，是每一位计算机网络实验老师都头痛的问题。文章使用微软虚拟机技术，轻而易举地解决了计算机网络实验中遇到的各种问题。该方法简单、灵活、实用、容易实现和易于扩展，值得推广。
关键词：计算机网络；实验教学；虚拟机技术；Virtual PC 2007
分类号：G642；TP393-4
1 引言
在计算机网络实验课程教学中，由于涉及到安装和配置Windows 2008及其活动目录、DNS、DHCP服务器、IIS服务和网络联网实验等[1]。大部分的学生都是新手，只要稍微操作不当就会引起系统崩溃、设备瘫痪，使得实验无法进行。因此，作为网络实验课的指导老师除了要求有过硬的网络维护和修复本领外，还必须善于运用虚拟机技术以快速解决学生在实验中遇到的各种问题。节约时间和成本，提高实验成功的概率。
2 计算机网络实验教学中存在的问题
当今的高校网络实验室为了教学上的方便大部分都安装Windows 7和Windows 2008服务器双系统。在用还原卡保护的C盘上安装Windows 7并采用自动获取IP地址的方式以使机器启动便能自动联入因特网，方便学生配置VLAN、路由器和上网，在不用还原卡保护的D盘上安装Windows 2008服务器并且安装好活动目录、DNS、DHCP服务器和IIS服务，以方便学生分组配置服务器时使用。如果分3至6人一组做实验的话就有可能只有一人使用Windows 2008域控制器操作，而其他同学由于使用Windows 7系统作为客户机只能观望，不利于对学生动手能力的培养。
另外，随着高校招生规模的扩大，网络实验室的实验课几乎是排满的。一个班实验课后接着就是另一个班上，根本没有空余时间维护或重置Windows Server 2008域控制器。这样，前一个班做好的实验，后一个班的学生根本不用动手实验就已经完成，后做实验的同学由于不用动手配置因此实验报告也不知从何入手。更不幸的是如果前面的同学由于操作不当使得配置诸如DNS等服务器错误或不小心删除了Windows 2008的某一组件，则服务器本身受损，实验不可能成功，而后继做实验的同学也不能完成。
最后，当学生实验中出现各种问题时不利于实验指导老师快速帮助、指导学生解决问题。
3 解决办法
针对以上情况，有效的做法是使用虚拟机技术。常用的虚拟机有VMware和微软的Virtual PC 2007。相对于VMware，后者只有几M的大小，且用后者开启的各台虚拟机的硬盘映像文件是独立的，易于用U盘携带，方便维护。因此我们使用的是后者。
（1）制作Windows 2008和Windows XP虚拟硬盘映像文件
经过Windows 2000和Windows 2003服务器的更新和升级，Windows 2008服务器已相当稳定。但由于学生操作的失误或配置各种服务器时误删除某个组件，使得Windows Server 2008崩溃启动不了也是常有的事，或虽能启动但却不能完成诸如DNS、DHCP、IIS服务器的配置。当然Windows Server 2008系统光盘也提供灾难修复程序，但这个程序根本不管用！即使是能够修复，等系统修复完成后两节实验课的时间也就过去了。
为了能快速、准确、轻松地指导学生完成实验任务，我们在虚拟机Virtual PC 2007上先安装Windows 2008服务器和配置好活动目录，将虚拟硬盘映像文件命名为Windows 2008.vhd，然后用压缩程序WinRAR压缩成自解压Windows 2008.exe文件（约1.7G）。另外，考虑到联网和配置DNS、DHCP和IIS服务器需要客户机，有些实验也可能需要重启系统，故还制作了Windows XP.vhd的自解压Windows XP.exe文件（约470M）。以上文件加上汉化版的Virtual PC 2007（约3M）、Windows 2008系统光盘的映像文件Windows 2008.iso（约2G）、Windows XP系统光盘的映像文件Windows XP.iso（约700M），总大小5G左右，用一块容量16G的U盘足够存储。
（2）解决安装Windows 2008服务器存在的问题
众所周知，除了安装双系统之外，安装操作系统会破坏原来的系统。因此实验室是不允许在物理主机上安装系统的。但在Virtual PC 2007下安装，学生只在虚拟环境下操作，操作步骤几乎与真实环境一模一样，不用担心安装新系统后破坏原来系统的问题。若由于操作失误使得本次实验安装不成功，则删除刚刚建立的虚拟硬盘扩展名为.vhd的映像文件，重新建一块虚拟硬盘安装即可。
（3）解决联网和资源共享问题
域控制器和客户机的联网是整个计算机网络实验的基础。域控制器使用Windows 2008虚拟机充当，客户机用宿主机Windows 7或虚拟机Windows XP充当，实验时只需将它们的IP地址设置在同一网段，然后用ping命令测试直至测通为止（使用ping命令時注意提醒学生关闭Windows自带的防火墙）。域控制器和宿主机Windows 7联网后就可以实现宿主机和虚拟机Windows 2008域控制器之间资源的共享。当然，也可以使用UltraISO程序将宿主机上的文件打包成扩展名为.iso的文件，然后用Virtual PC 控制台启动虚拟机后通过依次执行“CD”→“载入ISO映像”命令将文件转存到虚拟机上。
（4）解决安装和配置活动目录、DNS、DHCP和IIS时存在的问题
安装活动目录后的Window 2008服务器叫域控制器，必须在域控制器上才能安装和配置DNS、DHCP和IIS服务。由于只是在虚拟机上操作Windows 2008域控制器，因此每一个学生都能使用自己安装的系统配置，所需要的客户机既可用宿主机或其他物理主机充当，也可在Virtual PC 2007控制台下开启Windows XP虚拟机充当（一般开启一至两台虚拟机）。这样，解决了分组实验中只有一个学生动手配置服务器而其他同学观望的问题。也不用担心一个班学生做完实验之后下一个班不能做实验的问题。实验中出现错误时指导老师也能使用备份在U盘中的虚拟硬盘文件快速、轻松地指导和帮助学生解决实际问题。
4 结语
教学实践证明，采用微软虚拟机技术学生能够轻易地在单机上构建网络环境，完成各种网络实验，出现问题时老师也能快速、轻松地帮助和指导学生解决。这样构建的网络实验教学平台既节省人力物力，又取得了良好的教学效果，也方便学生课后复习使用，因此值得推广。
参考文献：
[1]林雄. 新编计算机网络教程[M]. 北京：（中国出版集团）现代教育出版社， 2008.
关键词：计算机网络；实验教学；虚拟机技术；Virtual PC 2007
分类号：G642；TP393-4
1 引言
在计算机网络实验课程教学中，由于涉及到安装和配置Windows 2008及其活动目录、DNS、DHCP服务器、IIS服务和网络联网实验等[1]。大部分的学生都是新手，只要稍微操作不当就会引起系统崩溃、设备瘫痪，使得实验无法进行。因此，作为网络实验课的指导老师除了要求有过硬的网络维护和修复本领外，还必须善于运用虚拟机技术以快速解决学生在实验中遇到的各种问题。节约时间和成本，提高实验成功的概率。
2 计算机网络实验教学中存在的问题
当今的高校网络实验室为了教学上的方便大部分都安装Windows 7和Windows 2008服务器双系统。在用还原卡保护的C盘上安装Windows 7并采用自动获取IP地址的方式以使机器启动便能自动联入因特网，方便学生配置VLAN、路由器和上网，在不用还原卡保护的D盘上安装Windows 2008服务器并且安装好活动目录、DNS、DHCP服务器和IIS服务，以方便学生分组配置服务器时使用。如果分3至6人一组做实验的话就有可能只有一人使用Windows 2008域控制器操作，而其他同学由于使用Windows 7系统作为客户机只能观望，不利于对学生动手能力的培养。
另外，随着高校招生规模的扩大，网络实验室的实验课几乎是排满的。一个班实验课后接着就是另一个班上，根本没有空余时间维护或重置Windows Server 2008域控制器。这样，前一个班做好的实验，后一个班的学生根本不用动手实验就已经完成，后做实验的同学由于不用动手配置因此实验报告也不知从何入手。更不幸的是如果前面的同学由于操作不当使得配置诸如DNS等服务器错误或不小心删除了Windows 2008的某一组件，则服务器本身受损，实验不可能成功，而后继做实验的同学也不能完成。
最后，当学生实验中出现各种问题时不利于实验指导老师快速帮助、指导学生解决问题。
3 解决办法
针对以上情况，有效的做法是使用虚拟机技术。常用的虚拟机有VMware和微软的Virtual PC 2007。相对于VMware，后者只有几M的大小，且用后者开启的各台虚拟机的硬盘映像文件是独立的，易于用U盘携带，方便维护。因此我们使用的是后者。
（1）制作Windows 2008和Windows XP虚拟硬盘映像文件
经过Windows 2000和Windows 2003服务器的更新和升级，Windows 2008服务器已相当稳定。但由于学生操作的失误或配置各种服务器时误删除某个组件，使得Windows Server 2008崩溃启动不了也是常有的事，或虽能启动但却不能完成诸如DNS、DHCP、IIS服务器的配置。当然Windows Server 2008系统光盘也提供灾难修复程序，但这个程序根本不管用！即使是能够修复，等系统修复完成后两节实验课的时间也就过去了。
为了能快速、准确、轻松地指导学生完成实验任务，我们在虚拟机Virtual PC 2007上先安装Windows 2008服务器和配置好活动目录，将虚拟硬盘映像文件命名为Windows 2008.vhd，然后用压缩程序WinRAR压缩成自解压Windows 2008.exe文件（约1.7G）。另外，考虑到联网和配置DNS、DHCP和IIS服务器需要客户机，有些实验也可能需要重启系统，故还制作了Windows XP.vhd的自解压Windows XP.exe文件（约470M）。以上文件加上汉化版的Virtual PC 2007（约3M）、Windows 2008系统光盘的映像文件Windows 2008.iso（约2G）、Windows XP系统光盘的映像文件Windows XP.iso（约700M），总大小5G左右，用一块容量16G的U盘足够存储。
（2）解决安装Windows 2008服务器存在的问题
众所周知，除了安装双系统之外，安装操作系统会破坏原来的系统。因此实验室是不允许在物理主机上安装系统的。但在Virtual PC 2007下安装，学生只在虚拟环境下操作，操作步骤几乎与真实环境一模一样，不用担心安装新系统后破坏原来系统的问题。若由于操作失误使得本次实验安装不成功，则删除刚刚建立的虚拟硬盘扩展名为.vhd的映像文件，重新建一块虚拟硬盘安装即可。
（3）解决联网和资源共享问题
域控制器和客户机的联网是整个计算机网络实验的基础。域控制器使用Windows 2008虚拟机充当，客户机用宿主机Windows 7或虚拟机Windows XP充当，实验时只需将它们的IP地址设置在同一网段，然后用ping
（4）解决安装和配置活动目录、DNS、DHCP和IIS时存在的问题
安装活动目录后的Window 2008服务器叫域控制器，必须在域控制器上才能安装和配置DNS、DHCP和IIS服务。由于只是在虚拟机上操作Windows 2008域控制器，因此每一个学生都能使用自己安装的系统配置，所需要的客户机既可用宿主机或其他物理主机充当，也可在Virtual PC 2007控制台下开启Windows XP虚拟机充当（一般开启一至两台虚拟机）。这样，解决了分组实验中只有一个学生动手配置服务器而其他同学观望的问题。也不用担心一个班学生做完实验之后下一个班不能做实验的问题。实验中出现错误时指导老师也能使用备份在U盘中的虚拟硬盘文件快速、轻松地指导和帮助学生解决实际问题。
4 结语
教学实践证明，采用微软虚拟机技术学生能够轻易地在单机上构建网络环境，完成各种网络实验，出现问题时老师也能快速、轻松地帮助和指导学生解决。这样构建的网络实验教学平台既节省人力物力，又取得了良好的教学效果，也方便学生课后复习使用，因此值得推广。
参考文献：
[1]林雄. 新编计算机网络教程[M]. 北京：（中国出版集团）现代教育出版社， 2008.