摘要 本文从计算机网络教学中遇到的实际问题出发，充分分析了VMware虚拟机技术，并提出了以VMware虚拟机技术搭建经济、高效、安全的虚拟网络教学平台，作为解决网络教学问题的方法。
根 据国家的教育方针，高职教育的人才培养模式应该是以适应生产、建设、管理、服务第一线需要的高等技术应用型专门人才，以适应社会需要为目标，以培养技术应 用能力为主线，以突出职业性、实践性、适应性和区域性为特点。而教学实践恰恰就是将课堂上所讲的理论知识转化为实际的动手能力，通过多种途径，强化学生的 专业技术水准和实践能力。因此，教学实践是整个高职教育中最为重要的一个环节。计算机网络课程作为一门实践性很强的学科更是如此。但是，在计算机网络教学 中，如多机互联的路由实验、局域网维护、网络配置与管理、Telnet、FTP等各种网络服务的配置、远程访问等，这类实验需要用到多台计算机和多种网络 设备，而现有的教学条件有限，老师一般只能采取课堂演示或者以讲代练的方式进行教学，教学效果不是十分理想，学生在学习中对于某些问题也不能更深入地理 解。
一、网络课程教学中存在问题
本文从三个方面分析了，在网络教学中存在的问题。具体如下：
（一） 演示问题。目前的高职教学方式主要采用多媒体教学的形式。对于计算机课程的教学一般都是采用 PowerPoint文档。配合相关软件进行讲解和操作演示。这种方法对于基础和应用软件等课程的讲解尚可以取得很好的效果，但在进行计算机网络相关的课 程教学时，很多情况下需要在网络环境下进行，如局域网组建、远程访问、以及相关的网络配置等．这在单机的多媒体教学环境下无法实现。使得学生只能强行记住 空洞的步骤，无法看到实际的操作过程，难以理解和掌握。这一问题在网络教学中十分突出。
（二）资金问题。近年来由于我国高校招生规 模不断扩大，学生越来越多 ，教学经费投入远远跟不上学生数量的增长，而实验设备和实验场地也不能及时得到补充，实验教学资源非常紧张。无法满足教学实践的需求。此外，计算机网络教 学需要大量的路由器、交换机、防火墙以及大量计算机设备，即使学生分组进行实践操作，但仍然还需要一定数量的实验设备。然而这些实验设备非常的昂贵，每件 设备动辄都要上万元，学校如果配置相关的网络实验设备，就需要相当大的资金，这对于现阶段的高职教育而言是不堪重负的。
（三）设备 问题。高职计算机实验室一般都采用硬盘保护还原卡系统，虽然可以有效防止由于学生误操作或计算机病毒引起的系统崩溃，但是正因如此，计算机网络的实践教学 也无法完全在计算机实验室来完成。因为，网络相关的实践教学比如：windows网络配置就需要一步一步的进行配置，而且下一个实验也需要前一个实验的配 置作为基础。但是，计算机实验室的还原卡，会清除每次学生进行的所有操作，不能保存每次的配置结果。因此，学生只能进行简单的系统配置实验，或者从头进行 全新配置，这样不仅很耽误教学进度，而且很难确保教学质量。
经过多年的实践探索，本人发现利用虚拟机技术可以很好的解决网络教学中 出现的问题。我们可以采用虚拟机技术．在一台实体的计算机上安装虚拟机软件，并在该机器上虚拟出多台虚拟计算机和虚拟网络设备，搭建出与实际真实网络环境 相同的虚拟网络环境，学生在做网络课程的相关实验时就可以在虚拟机构建的虚拟环境中完成相应的网络操作。这样做既可以减少大量实验设备的投入，也可以不破 坏原有计算机，而且还可以不考虑因为网络设备以及网络设备的连接问题影响实验的效果。让学生加深理解顺利地完成网络实验的操作。同时还可减少学生实验设备 资源的需求。下面就对虚拟机技术进行详细的阐述。
二、虚拟机技术的简介
（一）虚拟机的定义。所谓虚拟机就是 虚拟计算机，简称 “虚拟机” 。指通过软件 (VMware，Virtual PC等 )在一台计算机上模拟出来的若干台可以独立运行且互不干扰的多个具有相同或不同操作系统的计算机。每一台虚拟机都与真实的计算机类似，拥有自己的CPU、 内存、硬盘、光驱、软驱、网卡等硬件设备，甚至还有自己的BIOS。在虚拟机上，可以安装Windows、Linux等操作系统和各种应用程序，多台装有 不同操作系统的虚拟机可以同时运行。
（二）虚拟机的分类。虚拟机的产品很多，主要运用于教学方面的就有两种：一是 VMware公司的VMware Workstation，另一种是微软公司的 Virtual PC。
VMware Workstation是一款功能强大的桌面虚拟计算机软件，提供用户可在单一的桌面上同时运行不同的操作系统和进行开发、测试、部署新的应用程序的最佳 解决方案。VMware Workstation可在一部实体机器上模拟完整的网络环境，以及可便于携带的虚拟机器，拥有强大的功能和很好的灵活性。对于企业的IT开发员和系统管 理员而言，VMware在虚拟网络，实时快照，拖曳共享文件夹，支持 PXE等方面的特点使它成为必不可少的工具。本文就以VMware Workstation作为主要的讲述对象。
Virtual PC是微软推出的一种软件虚拟化解决方案，允许在一个工作站上同时运行多个基于PC的操作系统。它节约了重新配置系统的时间，当你转向一个新操作系统时，可以为你运行传统应用提供一个安全的环境以保持兼容性，使得你的支持、开发、培训工作可以更加有效。
（三）VMware虚拟机的主要功能。VMware Workstation针对专业开发人员，利用它可以在一台计算机上同时运行多个基于X86架构的操作系统。本文主要以VMware Workstation作为主要研究对象。
VMware Workstation主要的功能有：
A．不需要分区或重开机就能在同一台PC上使用两种以上的操作系统。
B．完全隔离并且保护不同OS的操作环境以及所有安装在OS上面的应用软件和资料。
C．不同的OS之间还能互动操作，包括网络、周边、文件分享以及复制贴上功能。
D．有复原(Undo)功能。
E．能够设定并且随时修改操作系统的操作环境，如：内存、磁碟空间、周边设备等等。
虽然 VMware只是模拟一个虚拟的计算机，但是它就像物理计算机一样提供了BIOS，可以用相同的方法更改BOIS的参数设置。这样不需要重新启动就可以同时在一台计算机上运行多个操作以避免由于Host OS的崩溃，而损失Guest OS应用程序中的数据。
每 一个在主机上运行的虚拟机操作系统都是相对独立的，拥有自己独立的网络地址，就像单机运行一个操作系统一样，提供全部的功能，甚至可以将几台虚拟机用网卡 连接为一个局域网，极其方便系统，可以在窗口模式下运行客户机，也可以在全屏模式下运行，当Guest OS切换到 Host OS屏幕之后，系统将自动保存 Guest OS上运行的所有任务。
三、虚拟机技术在网络教学中的应用
VMware虚拟机具有以上特点和优势，我们把它应用到计算机网络的教学实践中，可以为学生加深对网络相关课程的理解提供更多的实践条件。下面就以搭建网络安全实验环境为例进行阐述。
（一） 安装及配置 VMware虚拟机软件。在真实主机上安装 Windows 2000 Server系统，并且打上相关的系统补丁，根据本校局域网IP地址情况，设置 IP地址为 172.19.48.198 。并在主机中安装虚拟机软件，虚拟机软件安装十分简单，同时我们选择在虚拟机中创建一个未打任何补丁的Windows 2000 Advanced Server系统，安装虚拟机时直接点击“Next”即可完成安装，安装完成后，计算机中多了两块虚拟网卡: VMware Virtual 1和VMware Virtual 8。
在主机中安装完虚拟机后，相当于组装了一台电脑，需要对这台电脑安装操作系统。通过选择菜 单栏“File”下的“New”菜单项，再选择子菜单“New Virtual Machine” ，此时就会出现新建虚拟向导，根据说明来进行一步步的配置。因为前面步骤都比较简单，这里不再赘述，但是我们需要注意的是配置 VMware虚拟机和主机之问的网络连接配置。
（二）VMware的常用的是三种联网方式：
1、桥接 (Bridged)模式。在主机所处网络上虚拟机显示为和主机一样的一台额外的计算机，它与主机在主机所处网络上的地位是平等的。外部网络和虚拟机可以互相访问。
2、网络地址翻译(NAT)模式。虚拟机与主机之间通过地址转换进行网络通讯，虚拟机可以把主机作为NAT设备，通过主机代理上网，使用这种方式网络内其他机器不能访问客机，客机可通过主机访问网络内其他机器。
3、仅主机 (Host—on1y)模式。在主机上建立了一个独立的私有网络，在这种模式下，虚拟机与主机可以通过虚拟私有网络进行通讯，只有同为Host—only模式并且属于同一个虚拟交换机的虚拟机才可以互相访问，而外部网络和客户机不能通讯。
此外，也可以把客户机设置为不使用网络连接的方式，新建的客户机将没有办法与其他的客户机或计算机联网。
本实例中选择第一种桥接 (Bridged)模式，虚拟机的IP地址设置为172.19.48.188，在虚拟机系统中可以用 Ping 172.19.48.198命令来测试网络是否连通。
（三） 在虚拟机中安装网络安全的相应软件。黑客攻击是和网络安全紧密结合在一起的，漏洞扫描是黑客入侵的第一步。下面以在虚拟机中进行漏洞扫描为例进行演示。在 虚拟机系统中安装 XScan扫描工具，对虚拟系统进行漏洞扫描。配置X—Scan扫面范围：172.19.48.188。启动扫描，扫描如图所示：
可以看到虚拟系统上的漏洞很多，为后续模拟服务器入侵，模拟木马程序，模拟漏洞入侵及保护等教学打下了基础。至此一个完整的网络安全的虚拟机系统已经搭建好了。可以利用它进行相关的网络安全的实验。
四、小结
由于虚拟机技术的在网络教学中的引入，使得原本枯燥、难懂、抽象的网络课程，变成为有趣、生动、启发学生兴趣和培养实际动手能力的捷径。随着虚拟机技术的不断发展和应用，虚拟机技术一定会为我们网络教学带来革命性的改变。
参考文献
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