【虚拟机在《Linux网络服务》实验教学中的应用】虚拟机重启网络服务
时间：2020-03-11 07:36:21 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要：《Linux网络服务》是高职院校的计算机专业中的一门重要而且实践性很强的课程，要想该课程取得好的教学效果需要配备专门的Linux实验室和大量的网络设备。本文提出基于虚拟机软件VMware Workstation技术构建虚拟实验的方法，只需要在普通计算机机房就可以实验Linux实验教学。
关键词：Linux；网络服务；虚拟机；实验教学
Abstract："Linux Network Services" is a computer professional vocational schools in an important and highly practical courses, the course in order to achieve good results need to be equipped teaching laboratories and a large number of Linux dedicated network equipment. In this paper, based on VMware Workstation virtual machine software technology to build a virtual test method, only the ordinary Linux computer room can experiment experimental teaching
Key words：Linux；Network services; virtual machine; experimental teaching
1 引言
在《Linux网络服务》实验中，需要做大量的实验，常常需要使用服务器、客户机、交换机等多台设备构建出一个小型局域网来进行服务器的配置及客户端对服务器的测试。这样在老师备课、上课及学生练习时就需要大量的设备。给实验教学带来很大的不便。我们可以通过使用虚拟机软件，在一台物理计算机上，虚拟出组建局域网所需要的一些网络设备来进行《Linux网络服务》的实验．从而解决硬件不足的问题，给实验教学效果带来显著的提高。
2虚拟机技术
虚拟机实际上就是一种应用软件，广义上来说Word、Photoshop、flash等应用软件也算虚拟机，只不过它们只用于处理文字、图片或者动画的虚拟设备。而我们平时所说的虚拟机就是狭义上的虚拟计算机，由它创建的虚拟机与真实机几乎一模一样，不但有自己的CPU、内存、硬盘、光驱、网卡甚至还有自己的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。目前流行的虚拟机软件有VMware和Virtual PC。本文使用的VMware软件。
使用虚拟机可以给《Linux网络服务》实验教学提供多种硬件支持：
(1)在一台物理计算机上虚拟出多台计算机。在每台虚拟计算机上可以安装实验所需的操作系统。例如：安装Linux操作系统(RHEL5)作为服务器,安装Windows操作系统作为客户机，或者用Linux操作系统做客户机等等。在做实验过程中如果系统出现问题时，可以利用他的“快照”功能进行恢复，前提是做实验前要先做一次“快照”。
(2)组建虚拟的局域网。利用他内置的虚拟交换机可以把多台虚拟计算机或物理计算机连接起来实现局域网的构建。
3案例分析
下面我们以一个具体的案例来对比一下，用虚拟技术和不用虚拟机技术在搭建实验环境方面有什么不同。在《Linux网络服务》中我们要做的第一个服务配置实验就是DHCP及DHCP中继服务器配置。实验环境，公司内部网络划分三个物理网段，并通过一台Linux网关服务器相互连接。为了提供集中化的地址分配管理，现需要构建一台DHCP服务器，在不增加硬件投资的情况下，为处于不同的客户机动态配置IP地址等网络参数（如图1所示）。
需求描述：
在网关主机中构建DHCP、DHCP中继服务器
为以下三个物理网段提供动态地址分配服务：
192.168.1.0/24、192.168.2.0/24、192.168.3.0/24
默认租约时间21600秒，最大租约时间43200秒
客户机使用的DNS服务器地址如下：
202.106.0.20、202.106.148.1
用于动态分配的IP地址范围分别为：
192.168.1.20～192.168.1.200
192.168.2.20～192.168.2.200
192.168.3.20～192.168.3.200
网关主机各接口的IP地址作为对应网段的默认网关
图1基于虚拟机的DHCP及DHCP中继服务器配置与测试局域网
3.1未用虚拟机的服务器配置实验要求
在进行DHCP服务器配置实验前．首先要搭建实验环境。由图1可知，需要五台真实PC机，三台交换机。一台PC（Linux操作系统）作为DHCP服务器；一台PC（Linux操作系统）作为DHCP中继服务器，需要安装三块网卡；三台PC（Linux或Windows操作系统）作为测试机，也可以用一台PC机作为测试机，但需要安装三块网卡。假设全班有45人，如果要为每人准备一个实验环境的话，不算交换机，到少要需要135台PC机，而且要求PC要有双系统才能完成实验。有的学校可能才用分组的方式，3个人一组，则只需要45台PC机就够了。但随之而来就会出现一个组里面只有一个在动手，其他在旁边看着。也就是“打酱油”现象。如何保证教学为质量，更不要说锻炼学生的动手能力了。
3.2基于虚拟机的服务器配置实验环境构建
我们只要为每人准备一台真实PC机就可以了。在PC机上分别安装准备三台虚拟机，至少两台为（Linux操作系统），连交换机用VM软件自带的就可以了，不需要准备真实的硬件设备。而且在虚拟机上添加网卡也为需要硬件支持。
3.3具体配置过程
下面我们按照基于虚拟机的服务器配置实验环境来描述具体配置过程。
3.3.1 构建实验环境
按照表3-1所示，进行IP、掩码、和网关的设置（具体略）。DHCP服务器的网关是192.168.1.1，以便与内网客户机通讯。
表3-1实验用各虚拟机网络配置
虚拟机 操作系统 网卡 IP地址/掩码 对应的虚拟网卡
DHCP服务器 RHEL5 网卡1(eth0) 192.168.1.2/24 VMnet1
DHCP中继服务器添加3块网卡 RHEL5 网卡1(eth0) 192.168.1.1/24 VMnet1
网卡2(eth1) 192.168.2.1/24 VMnet2
网卡3(eth2) 192.168.3.1/24 VMnet3
测试客户机 Windows Server 2003 网卡1(Eth0) 自动获取 VMnet1~ VMnet3之间进行切换
3.3.2 DHCP服务器的配置
搭好实验环境准备后，开始进行DHCP服务器配置。
(1)从RHEL5光盘中安装DHCP服务器软件包。
[root@localhost ~]# mount /dev/cdrom /media/cdrom
[root@localhost ~]# rpm �ivh /media/cdrom/Server/dhcp-3.0.5-3.el5.i386.rpm
(2)复制配置范本文件/usr/share/doc/dhcp-3.0.5/dhcpd.conf.sample为/etc/dhcpd.conf,并根据需求描述修改配置内容。
[root@localhost ~]#cp /usr/share/doc/dhcp-3.0.5/dhcpd.conf.sample /etc/dhcpd.conf
[root@localhost ~]#vi /etc/dhcpd.conf
ddns-update-style interim;
ignore client-updates;
default-lease-time 21600;
max-lease-time 43200;
subnet 192.168.1.0 netmask 255.255.255.0 {
option routers 192.168.1.1;
option subnet-mask 255.255.255.0;
option domain-name-servers 60.191.194.5,60.191.194.2
range 192.1688.1.20 192.168.1.200;
}
subnet 192.168.2.0 netmask 255.255.255.0 {
option routers 192.168.2.1;
option subnet-mask 255.255.255.0;
option domain-name-servers 60.191.194.5,60.191.194.2
range 192.1688.2.20 192.168.2.200;
}
subnet 192.168.3.0 netmask 255.255.255.0 {
option routers 192.168.3.1;
option subnet-mask 255.255.255.0;
option domain-name-servers 60.191.194.5,60.191.194.2
range 192.1688.3.20 192.168.3.200;
}
(3)启动dhcpd服务。
[root@localhost ~]# service dhcpd start
3.3.3 DHCP中继服务器的配置
(1)从RHEL5光盘中安装DHCP服务器软件包。
[root@localhost ~]# mount /dev/cdrom/media/cdrom
[root@localhost ~]# rpm �ivh /media/cdrom/Server/dhcp-3.0.5-3.el5.i386.rpm
(2)编辑/etc/sysconfig/dhcrelay，设置好网络接口及DHCP服务器地址。
[root@localhost ~]# vi /etc/sysconfig/dhcrelay
INTERFACES="eth0 eth1 eth2"
DHCPSERVERS="192.168.1.2"
(3)启动dhcrelay中继服务
[root@localhost ~]# service dhcrelay start
[root@localhost ~]#chkconfig - - level 3 5 dhcrelay on //设置dhcrelay服务为自启动
(4)开启路由转发功能。
[root@localhost ~]# vi /etc/sysctl.conf
Net.ipv4.ip_forward=1
[root@localhost ~]#sysctl -p
3.3.4测试客户机
修改客户机的网卡连接方式，分别使用VMnet3、VMnet2、VMnet1进行测试。确认都能够通过DHCP方式获取正确的网络地址配置。测试时可参考以下方法：
如果测试客户机使用Windows系统 ，则打开cmd命令窗口，执行“ipconfig /release”命令释放租约，执行“ipconfig /renew”命令重新获取地址。
如果测试客户机使用Linux系统 ，则执行“dhclient eth0”命令获取地址。或者修改eth0网卡的配置文件，设置“BOOTPROTO=dhcp”,然后重启network服务。
4 结语
本文把虚拟机技术引入《Linux网络服务》实验教学。创建教学中的实验环境，使得教师演示和学生的实验操作都可以非常方便的进行，由于是通过虚拟机软件VMware Workstation来实现一个逻辑上的计算机，拟出服务器配置实验中所需要的一些设备，大大减少该实验课程中对物理设备的依赖。这样对硬件上的操作对计算机并不造成损害，实现了传统的教学手段在Linux教学中某些无法完成的操作，不仅保证了教学质量，又节省投入的经费。而且，在虚拟机上的操作可以暂停，继续，甚至保存在某一个状态，下次课继续做，有利于教师很好的控制教学进度和实验的每一个环节。也可以利用他的快照功能，当出现系统崩溃时，恢复到某一个状态。我们专业利用虚拟软件进行《Linux网络服务》课程的教学已经四年了，在这四年多的教学中，其效果是令人满意的。总之虚拟机对于改进Linux网络服务教学和提高教学质量提供了很强的辅助教学手段，同时很大程度上节约了硬件投资。
参考文献：
【1】徐�祥．《Linux网络服务》［M］.北京:科学技术文献出版社,2009(11).24-31
【2】孙涛，李娟．虚拟机在《Windows服务器配置》实验教学中的应用[J]．现代计算机．2008(2)：105-107
【3】 张琴．《虚拟机Virtual PC在Windows网络操作系统课程教学中的应用》[J]硅谷．2009(17)：66
课题来源：浙江省高职教育研究会教学改革项目
课题名称：应用虚拟技术改善实验实训环境的研究
课题编号：YB09127
陈华（1979年12月） ，男 ，吉林省吉林市人，讲师，硕士研究生，虚拟机，Linux,，网络安全
洪晓峰（1977年3月） ， 男 ，浙江省东阳人 中级 硕士研究生 网络工程
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