基于多系统的虚拟网络教学架构的实现

论文摘要

随着高等教育的深化改革和招生规模的急剧扩大,很多高校普遍陷入了实验教学的困境,主要表现在硬件设施不足、教学时空受限、教学方法和手段落后。网络类课程由于分支繁多,内容复杂,这个矛盾体现得犹为突出。要适应未来社会对人才的需求,这个问题急需解决。计算机和网络通信技术的快速发展,特别是虚拟化技术及其配套软件日趋成熟,促进了“用软件虚拟硬件设备的虚拟网络架构”思想的产生,它的出现为解决传统教学和实验受时间、地点、设备制约的现状提供了有益的参考,为教师和学生搭建了一个自主操作平台,成为提高网络类课程理论和实践教学质量的重要选择。本文从目前虚拟化技术的应用与发展状况出发,引出虚拟机的概念并对其作了解释,将最流行的两个虚拟机软件VMware和Virtual PC作了详细的对比,然后确定以优势明显的VMware作为建立虚拟网络架构的工具。接下来介绍了VMware的发展状况、相关术语、特点和产品等内容,并就其桥接、仅主机和NAT三种工作模式作了比较,对几类常用的操作系统在其上的安装与配置也作了详细的说明。本文的重点放在虚拟网络架构的建立上。即按网络类课程的研究方向,从概念上把其实践内容划分成了对等网网络模板、客户机/服务器网络模板、有路由器的网络模板及网络安全模板等四个方面,然后运用VMware搭建的多系统网络架构来实现这四个模板的功能。考虑到网络类课程实践的复杂性,在四个基本模板的基础上进行拓展,可以适应大多数网络实验。不过,在交换机和路由器的模拟方面,VMware不能为用户提供对设备的真实感受。这时可将Boson NetSim等真正的网络模拟器加以补充,使虚拟网络架构更加完善。通过对所构建的虚拟网络教学架构进行功能测试,结果表明,利用本文阐述的虚拟机技术与模板构造方法,能在虚拟环境中模拟出很多的真实实验情景,并可通过录像显示实验过程。基于多系统的虚拟网络架构拥有良好的交互性、适用性、实时性和扩展性,说明本文所研究的内容切实可行,具有一定的实用价值和应用前景。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 问题的提出及研究意义
• 1.1.1 问题的提出
• 1.1.2 研究的意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 虚拟化的历史
• 1.2.2 虚拟架构的发展
• 1.2.3 虚拟实验室概念的提出
• 1.3 本文研究的目的和研究内容
• 1.3.1 本文研究的目的
• 1.3.2 本文研究的主要内容
• 1.3.3 本文研究的技术路线
• 1.4 本文研究的可行性论证
• 2 虚拟机
• 2.1 什么是虚拟机
• 2.2 虚拟机软件的选择
• 2.2.1 Virtual PC 与VMware 简介
• 2.2.2 Virtual PC 与VMware 的比较
• 2.3 VMware 简介
• 2.3.1 基础知识
• 2.3.2 VMware 的特点
• 2.3.3 VMware 的产品
• 3 VMware 工作模式及虚拟机系统安装
• 3.1 虚拟网络设备
• 3.1.1 VMware 的三种工作模式
• 3.1.2 向真实主机中新增虚拟设备
• 3.2 为虚拟机安装操作系统
• 3.2.1 硬件的准备
• 3.2.2 安装操作系统
• 4 Vmware 构建虚拟实验室
• 4.1 对等网网络模板
• 4.1.1 主机（WinXP）与wi112000 Server 虚拟机的连接
• 4.1.2 主机（WinXP）与Linux 虚拟机的连接
• 4.1.3 Linux 虚拟机通过主机（WinXP）共享上网
• 4.1.4 本模板能开出的其它实验
• 4.2 客户机/服务器网络模板
• 4.2.1 利用组功能进行DHCP 服务及DNS 服务实验
• 4.2.2 利用组功能进行IIS 实验
• 4.2.3 利用组功能进行Active Directory 组网实验
• 4.2.4 本模板能开出的其它实验
• 4.3 有路由器的网络模板
• 4.3.1 配置Wi112000 Server 虚拟服务器
• 4.3.2 配置Wi112000 Professional 虚拟客户机一
• 4.3.3 配置Wi112000 Professional 虚拟客户机二
• 4.3.4 测试两个网络是否连通
• 4.3.5 在虚拟机上启用路由功能
• 4.3.6 再次测试两个网络是否连通
• 4.4 网络安全模板
• 4.4.1 网络入侵的归划
• 4.4.2 实验的实施
• 4.4.3 网络安全模板能开出的其它实验
• 4.5 虚拟机的其它应用
• 4.5.1 硬盘无损分区
• 4.5.2 群集的实现
• 4.5.3 虚拟化“蜜罐”技术
• 5 对Vmware 虚拟网络架构的补充
• 6 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录