初探VMWare虛擬機在網絡教學中的應用
湖北省鐘祥市職業高級中學 楊亞勛
摘要 在網絡課程教學中少不了有網絡環境的實驗，但由于相關網絡硬件設備的購置、連接等諸多不便因素，使很多網絡課程的實驗不能完全開展。本文探討了用VMWare虛擬機軟件在一臺計算機中進行網絡實驗環境的構建方法，目的是為了使網絡課程的實驗能夠得以簡便、經濟的進行。
關鍵詞 虛擬機VMWare網絡實驗
現在中職學校計算機專業都開設有網絡這門課程，而網絡是一門理論與實踐并重的課程，很多學校都積極開展了相關的網絡實驗課程。然而限于學校自身發展的差異，很多課程還不能輔以配套的網絡實驗環境，因此，一種簡單、經濟的解決方法便應運而生了。虛擬機就是首先之一。
虛擬機是指一臺在物理計算機上虛擬出來的獨立的邏輯計算機。虛擬機必須通過虛擬機軟件進行創建。通常人們接觸到的虛擬機軟件有VMware和VirtualPC那樣的硬件模擬軟件，也有JVM那樣的介于硬件和編譯程序之間的軟件。
一、虛擬機的好處
（1）利用虛擬機來模擬網絡進行實驗，即可省去網絡硬件設備的購買費用，也免除了安裝網絡硬件環境的繁雜，同時還避免了因網線連接接觸不良引起的網絡故障。
（2）一般不會損壞本PC的操作系統和軟件，因虛擬機的硬盤通常是本PC上的一個文件，虛擬機在硬盤上的操作只在這個文件上進行
（3）可同時在同一臺PC上運行多個操作系統，每個OS都有自己獨立的一個虛擬機，就如同網絡上一個獨立的PC。
（4）可在單機上組建網絡，它提供了虛擬網絡設備如交換機、網卡和虛擬建網的方式
（5）容易安裝和備份，可在虛擬機上容易地安裝不同的操作系統然后備份，使用這些備份可更快速地安裝其他虛擬機。
可見，學校利用虛擬機有助于教師進行網絡教學、有利于提高學生學習興趣和有助于學生自主學習，更能為學校節省資源。
現在常見的虛擬機軟件有兩種，一種是VirtualPC，另一種就是VMWare。下面以VMware為例介紹一下虛擬機軟件中網絡的應用。
二、虛擬機的建立
建立虛擬機的方法有幾種，而最常用的方法是用VMware向導建立虛擬機和用備份文件建立虛擬機兩種。在網絡教學中，老師用第一種方法建立一個虛擬機，然后備份相關文件并共享，學生就可以用第二種方法快速建立虛擬機了。下面簡介兩種方法的操作步驟。
1．用VMware向導建立虛擬機
（1）啟動向導進行有關參數的設置；
（2）對硬盤進行分區和格式化；
（3）安裝操作系統。安裝操作系統有光盤安裝、光盤鏡像文件安裝、GHOST文件安裝、備份文件安裝4種，其中用備份文件安裝是最快的。
2．用備份文件建立虛擬機
VMware用兩個文件記錄虛擬機的信息，一個是配置文件（*.vmx），記錄虛擬機的硬件資料如內存、硬盤、網卡、聲卡的類型大小等信息；另一個是磁盤文件，記錄在虛擬機上安裝的操作系統、存儲的文件等信息。如果使用已存在的配置文件和磁盤文件來建立虛擬機，就不用對硬盤進行分區、格式化和安裝操作系統，這樣可以在幾秒鐘之內就建立一個新的虛擬機了。虛擬機的備份文件指的就是配置文件和磁盤文件的備份。
（1）復制備份文件到硬盤指定目錄；
（2）啟動向導，在“選擇一個磁盤”的三個選項中選“使用已存在的磁盤鏡像文件來建虛擬磁盤”，然后選備份磁盤文件。
這種建立虛擬磁盤的方法能較快地建立新的虛擬機，但缺陷是用同一個備份磁盤鏡像文件建立的虛擬機的計算機名和IP地址相同，導致不能聯網，所以要注意提醒學生修改計算機名和IP地址。
三、構建網絡實驗環境
VMware提供了一些虛擬設備和用這些設備聯網的方法，只要理解了這些設備和聯網的原理就可以組建不同的網絡。
1．虛擬網絡設備
（1）虛擬交換機。VMware提供了八個虛擬網絡設備VMnet0-9，這些設備可以充當交換機，通過這些設備主機和虛擬機就可以組建任意形式的局域網，如果主系統的配置夠高，甚至可以虛擬多個服務器。
（2）網卡。網卡有三類：①主機系統上虛擬的網卡VMnet1-9; ②主機系統上的真實網卡；③虛擬機系統上的網卡，默認安裝的是AMDPCNETFamilyPCIEthernetAdapter，它的網絡設置有橋接、僅主機、網絡地址翻譯和自定義四種選擇。一個虛擬機最多只能安裝三個網卡。
2．組網方式
VMware虛擬網絡的方法是把計算機連接到VMnet0-VMnet9中的一個虛擬交換機，而連接的方式有以下三種。
（1）僅主機（Host-only）模式。
1）特點。在主機上建立了一個獨立的私有網絡，外部網絡和虛擬機不能通訊。
2）聯網方法。第一步，將主機連接到虛擬交換機上。方法是給主機系統添加一塊虛擬網卡，只能是虛擬網卡VMnet1-9中的一塊。VMware給主機添加虛擬網卡同時會給主機添加一個“網絡連接”，這時主機系統就和相應的虛擬交換機相連了。如選擇虛擬網卡VM-net3，它就連到了虛擬交換機VMnet3。第二步，把虛擬機連接到虛擬交換機上，方法是在網卡的網絡設置中選“僅主機”選項，它就默認連接到虛擬交換機VMnet1上。但如果主機不是連接到虛擬交換機VMnet1上時，就要選“自定義”選項，并指定連接到所需的虛擬交換機（如虛擬交換機VMnet3），否則無法通訊了。因為主機和虛擬機系統沒有連到同一個虛擬交換機上。
（2）橋接（Bridged）模式。
1）特點。在主機所處網絡上虛擬機顯示為和主機一樣的一臺額外的計算機，它與主機在主機所處網絡上的地位是平等的。外部網絡和虛擬機可以互相訪問。
2）聯網方法。第一步，把虛擬機連接到虛擬交換機上，方法是在網卡的網絡設置中選“橋接”選項，它就默認連接到虛擬交換機VMnet0上。第二步，將主機連接到虛擬交換機上，當把虛擬機橋接到某一個虛擬交換機時主機就自動和該虛擬交換機相連了。
（3）網絡地址翻譯（NAT）模式。
①特點：虛擬機可通過主機連接Internet。
②聯網方法。第一步，把虛擬機連接到虛擬交換機上，方法是在網卡的網絡設置中選“網絡地址翻譯”選項，它就默認連接到虛擬交換機VMnet8上，而且自動將NAT服務功能賦予給虛擬交換機VMnet8。如果要選用其它虛擬交換機，必須將NAT服務功能賦予這個虛擬交換機，然后才能選用此虛擬交換機。第二步，將主機連接到虛擬交換機上，方法與僅主機模式相似。第三步，在虛擬機上安裝撥號連接。
四、虛擬網絡實驗環境的構建
1．對等網實驗環境的建立
教師先建立兩臺虛擬機，安裝操作系統win98/2000/xp，然后設它們的網卡聯網模式為僅主機模式。兩臺虛擬機就與虛擬交換機（VMNET1）連成了一個簡單的網絡。
2．客戶機/服務器網絡環境建立
建立兩臺虛擬機，安裝操作系統win98/2000/xp，并在其中一臺作服務器使用的虛擬機中安裝服務器軟件，然后設它們的網卡聯網模式為僅主機模式。兩臺虛擬機就與虛擬交換機（VMNET1）連成了一個簡單的網絡。
3．有路由器的網絡環境建立
建立三臺虛擬機，各客戶機分別按如下配置：
1）客戶機A的建立方法：第一步建立虛擬機；第二步安裝操作系統，如果安裝WIN2000SERVER或LINUX，就啟動它們自帶的路由和遠程訪問軟件；如果安裝WIN98就加裝SysGate/WinGate；第三步：添加一個網卡，連同原有的網卡共有兩個網卡，因為用一臺計算機做路由器就必須安裝兩個網卡。第四步：設置網卡，其中一個網卡的IP地址為192. 168.0.1，網絡模式為連接到虛擬交換機VMNET1的僅主機模式；另一個網卡IP地址為192. 168.6.1，網絡模式為連接到虛擬交換機VMNET2的僅主機模式。
2）客戶機B的建立方法：第一步建立虛擬機；第二步安裝操作系統WIN98/2000/XP或LINUS。第三步：設置網卡IP地址為192.168.0.X（2-254），網卡的網絡模式為連接到虛擬交換機VMNET1的僅主機模式
3）客戶機C的建立方法：第一步建立虛擬機；第二步安裝操作系統，安裝WIN98/2000/XP或LINUS。第三步：設置網卡IP地址為192.168.6.X（2-254），網絡模式為連接到虛擬交換機VMNET2的僅主機模式。
4．有防火墻的網絡環境建立
建立二臺虛擬機，各客戶機分別按如下配置：
1）客戶機A的建立方法：第一步建立虛擬機；第二步安裝操作系統和防火墻軟件；第三步：安裝兩個網卡，因為用一臺計算機做防火墻就需要安裝兩塊網卡。第四步：設置網卡，其中一個網卡的橋接到虛擬交換機VMNET0；另一個網卡連接到虛擬交換機VMNET2。第四步：設置IP地址。
2）客戶機B的建立方法：第一步建立虛擬機；第二步安裝操作系統。第三步：設置網卡，網卡的網絡模式為網絡模式為連接到虛擬交換機VMNET2的僅主機模式。
五、應用實例
1．對等網絡環境實驗
實驗步驟：
1）學生用老師提供的文件快速地搭建一個虛擬的對等網、并啟動各啟動客戶機；
2）設置兩臺客戶機的IP地址（要在同一網段，如192.168.1.X）；
3）用IPCONFIG命令查看客戶機的網絡設備配置；
4）用PING命令檢查網絡的連通性；
5）設置工作組和計算機的名字；
6）設置文件夾共享及其訪問權限；
7）通過網上鄰居從一臺客戶計算機訪問另一臺客戶計算機。
2．客戶/服務器網絡環境實驗
實驗步驟：
1）學生用老師提供的文件快速地搭建一個虛擬的客戶/服務器網、并啟動各啟動客戶機；
2）設置兩臺客戶機的IP地址（要在同一網段，如192.168.1.X）；
3）啟動作為服務器客戶機中的服務，如IIS，并進行相應的服務設置。
4）從另一臺作為客戶虛擬機中通過IE等訪問服務器
3．有防火墻的網絡環境實驗
實驗步驟：
1）學生用老師提供的文件快速地搭建一個虛擬的網絡環境、并啟動各啟動客戶機；
2）設置兩臺客戶機的IP地址（要在同一網段，如192.168.1.X）；
3）在作為服務器的客戶機中安裝防火墻軟件，并進行相應的設置。
4）設置另一臺作為客戶虛擬機的網絡，并通過防火墻訪問網絡。
對于VMWare虛擬機軟件的網絡功能就大概介紹到這，可以看出通過靈活使用VMware軟件，可以建立各種符合實驗要求和開發需要的網絡環境。使用虛擬機軟件一方面可以解決學生學習過程中資金及網絡環境方面的欠缺，另一方面可以滿足教學活動中對網絡靈活性的要求。是網絡教學，尤其是網絡實驗中非常有力的助手。
參考資料
2．http://www.8gra.com/tech/vmware-XuNiJiDeWangLaoSheZhi-opwx095.html
3．VMwareWorkstation中文幫助