1 、引言
现在很多院校的计算机网络专业都开设了网络服务管理实践课程,而实验环境的搭建是一个比较麻烦的问题。网络服务管理实验要求学生能够独立的在规定的平台上搭建和管理Web、F T P、DNS、VPN和NAT等常用服务,因而实验平台就需要提供好服务所需的资源还有模仿真实环境而处于不同网络拓扑连接下的多台服务器和客户机,并且实验平台要能方便的搭建和还原。这些要求对实验室的硬件设施和管理的工作量都提出了很高的要求。
而虚拟化技术的出现就能很好的解决这个问题。它可以在一台物理计算机上虚拟出多个系统,并且可以轻松的实现这些虚拟系统之间不同的物理连接,还提供了系统克隆和快照功能,为快速搭建和还原实验环境提供很好的支持。
2 、虚拟化技术
2.1 虚拟化技术
虚拟化是指计算元件在虚拟的基础上而不是真实的基础上运行。虚拟化技术可以扩大硬件的容量,简化软件的重新配置过程。允许一个平台同时运行多个操作系统,并且应用程序都可以在相互独立的空间内运行而互不影响,从而显著提高计算机的工作效率。
2.2 VMware WorkStation
VMware WorkStation是一款常用的虚拟化平台的产品。可以使一台机器上同时运行两个或更多Windows、DOS、LINUX系统。VMWare是真正“同时”运行多个操作系统在主系统的平台上,就象标准Windows应用程序那样切换。而且每个操作系统你都可以进行虚拟的分区、配置而不影响真实硬盘的数据,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。
VMware WorkStation除了为到网卡、CD/DVD、硬盘、以及USB设备的访问提供了桥梁外,还提供了模拟某些硬件的能力。例如,能将一个ISO镜像文件作为一张CDROM安装在系统上,因此,虚拟机一般用来做网络服务管理、病毒木马测试、软件开发测试、系统崩溃还原测试等实验。
3、实验平台设计方案
考虑到网络服务管理实验项目的真实性和综合性等要求,方案中要预设综合有Web、FTP、DNS、DHCP、流媒体、VPN、NAT等常见实验内容的平台环境。
由于VPN、NAT对应的实验要要涉及到两个网段,所以设计一个包含4台“计算机”的综合性网络服务管理实验平台,如图1所示。
图1 网络服务管理综合实验平台拓扑
在图1中,Host PC对应宿主计算机,一般为Windows XP系统,Server-A、Server-B和Server-C为三台虚拟机软件中运行的系统,现在为Windows 2003 Server系统。三台交换机为VMware软件实现相应的功能,只需在Vmware中相应系统的网卡设备的连接方式分别设置为host-only(即Vmnet1)或自定义中的VMnet2和Vmnet3,这样系统就按照拓扑图定义的连接在一起了。Net-A和Net-B可以看作使用互联网连接在一起的两个网段。
由于系统安装需要较长的时间,另外也不是本课程的实验重点,所以可由老师预先在VMware中安装上Windows 2003 Server系统。再利用Vmware的克隆功能,克隆出两个链接克隆系统。以上都是为了节省磁盘空间和时间。在安装和初始化设置时,要将系统安装盘的镜像文件和说明文件提前拷贝至宿主计算机中,并将光盘镜像加载到虚拟机系统中,便于学生实验中使用。为了使得各系统可同时顺利运行,在克隆系统前要将虚拟机系统的内存容量调整为256MB,系统设备中增加一块网卡。克隆完成后,修改三个虚拟机系统的标签,再根据每块网卡连接的虚拟交换机名称,修改网卡的连接方式为Host-only、VMnet2和VMnet3。
进行实验前,要向学生介绍工作情景和实验任务要求,并提供拓扑图,学生按照要求启动部分或全部虚拟机,让学生完成相应服务器IP规划设置、所需服务的安装、设置和测试和维护工作,提高学生在真实应用环境中服务器服务安装、设置和维护等岗位技能的熟悉程度。
情景示例:某公司除总部还在外地有一个办事处, Net-A对应办事处局域网,Net-B对应总公司,中间假设通过Internet网络互联。Server-A和Server-B为两台VPN服务器,Server-A同时提供自动的IP地址分配,Server-B还要求提供DNS服务,Server-C为总公司专门设置的集成有Web服务、FTP服务、流媒体服务、邮件服务的资源服务器。
任务要求学生根据情景的需求和具体的要求进行规划和设置,最后要能够在自动获取地址的宿主计算机(Host PC)上通过域名进行安全的访问Server-C上相应服务。
4 、结语
本文探讨了通过使用VMware的模拟多台不同类型操作系统的计算机、克隆、组网等,在一台物理计算机上独立完成一个模拟真实工作环境内的综合性网络服务管理任务,满足了学生对网络服务管理类实验的功能要求,而且高效、方便,节约成本。该平台不但可以应对Windows服务器版本的提升,而且可以推广到Linux等非Windows平台。
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本文标题:基于虚拟化技术的网络服务管理实验平台设计