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      網絡工程虛擬機技術教改思路

      2013-03-19 16:58 來源:網絡工程論文 人參與在線咨詢

      虛擬機技術的應用

      教學中,每組的設備可以分成兩類,一類是PC機,一類是網絡設備,如路由器、交換機等。為了能夠還原由真實網絡設備所開設的實驗,對這兩類設備都需要進行用虛擬機模擬。目前網絡工程教學中,使用的較多的虛擬機手段,主要是從軟方面來進行的,即模擬的是交互過程。比如輸入配置命令后,虛擬機將模擬在真實設備上的輸出內容。這種模擬的缺點是無法使用虛擬機規定之外的命令,并且對規定內的命令在參數選擇上也受限制。較終無法真正的實現真實設備的還原。因此并不適合實際的教學,一般適用于專項培訓。而較好的虛擬方式,應該是硬件的虛擬,并在虛擬的硬件上直接安裝現有的操作系統。

      這種方式的缺點是需要耗費的資源——如內存——較高,但是相比一臺網絡設備,這個成本是可以忽略的。而且隨著計算機的發展,哪怕是目前流行的一臺筆記本電腦,也可以輕松同時虛擬5、6臺設備。而這種方式的優點就是可以在現有任何機器上進行虛擬,而且由于安裝的是正式的操作系統(包括PC和網絡設備),虛擬機對真實設備的還原度幾乎達到100%。考慮到前面所說的兩類設備和基于硬件的虛擬,作者找到針對這兩種設備的虛擬方法。

      首先,對PC機而言,可以采用VMWareWorkstation進行虛擬。在虛擬的硬件上安裝Window操作系統,完整的還原PC機的作用。其次,對于網絡設備而言,可以采用Dynamips進行虛擬。在虛擬機的硬件上直接加載Cisco的IOS系統,實現對網絡設備的完整還原(在作者所授課程中,所有配置實訓都能完成)。VMWare是一個“虛擬PC”軟件公司。其產品可以在一臺機器上同時運行二個或更多Windows、DOS、LINUX系統。Dynamips是一個基于虛擬化技術的模擬器,用于模擬Cisco的路由器。發展到現在,該模擬器已經能夠支持Cisco的3600系列,3700系列和2600系列等路由器平臺。

      作者在將這兩種虛擬機技術應用在課程教學中的步驟簡述如下:(一)安裝VMWareWorkstation,當前版本為7.0版。根據幫助文檔,建立虛擬機,并在其上安裝Windows操作系統。考慮到應盡可能少的占用資源,實際情況下只需安裝Windows2000系統即可。(二)安裝免費的WinPcap軟件,當前版本為4.1.2。這個軟件可以使得Dynamips虛擬機抓取底層數據完成虛擬網絡設備的功能。(三)安裝Dynamips軟件,當前版本為Dynagen-0.11.0_Dynamips-0.2.8-RC2_win_setup。這個軟件用來虛擬路由器、交換機以及防火墻。(四)根據Dynamips的幫助文件,建立要進行實驗的網絡拓撲圖。這一步是作者在進行教學改革中完成的主要工作,即將現有實訓所涉及的全部真實網絡拓撲,用Dynamips規定的方法轉換為其所支持的描述格式。(五)較后啟動Dynamips的服務器程序,再執行第(4)步創建的拓撲圖,按照手冊啟動每個網絡設備,然后根據課堂教學的內容進行管理配置。Dynamips本身支持多臺PC機共同作為宿主機同時支持一個虛擬環境,并且可以與宿主機直接建立通信通道,使得宿主機直接與虛擬機中的系統進行數據通信,功能非常強大。在經過幾次優化后,Dynamips本身對系統資源的占用已經非常小。

      由于使用了VMWareWorkstation和Dynamips軟件進行網絡環境的虛擬,使得網絡工程教學所用的實驗室的網絡設備可以繼續服役,降低了教學成本。同時,也將課堂帶到了實驗室外,使得學生可以利用自己的電腦虛擬出完整的網絡環境,從而增加了練習的時間,提高了自己的動手能力。鑒于虛擬機技術在很多其他領域也有應用,通過學習本門課程,學生在教學目的之外還同時掌握了另一個流行技術。

      結束語

      在嘗試將虛擬機技術應用于《網絡工程》教學中后,經過實踐證明,這種教學改革的思路是正確的,達到的較終效果也好于原有的教學方法,較終實現了教與學的雙贏。(本文作者:夏云龍 單位:天津師范大學計算機與信息工程學院)

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