服务器虚拟化在高校计算机实验室的应用研究

　　中图分类号：TP368.5；TP391.9 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2017）04-0115-02

　　计算机是一门复杂的课程，涉及内容众多，且具有较强的实践性特点。随着时代的飞速发展，各项技术更新换代速度都很快，计算机实验室的建立如果落后于技术的发展，将使教育教学受到很大影响。而将服务器虚拟化技术应用在计算机实验室中，能够有效的解决这一问题，使之走在现代技术发展的前沿，影响颇深。

　　1 高校计算机实验室现状

　　计算机是一门对实践操作要求很高的课程，在高校教学中要想提升学生实践能力，就离不开实验室教学。受传统教育理念影响，现阶段计算机教学中，仍然存在重理论、轻实践的问题，学生普遍理论知识掌握良好，然而一旦实际操作就与理想相差甚远，显然，一味强调理论的教学方法是不可行的，需要通过结合实验室教学，让学生将理论知识与实际操作融会贯通，做到学以致用，学生才能更好的完成学业，提升专业水平，为计算机的持续发展奠定基础。

　　目前，一些学校实验室为避免计算机受到损害、便于实验室管理，在BIOS中设定密码，使学生难以自如练习；在主板内安装硬盘保护卡，对学生了解新的软件技术造成一定障碍；屏蔽控制面板，学生无法进行系统操作练习。比如，计算机修护实验教学中，格式化、此盘修改、系统和驱动的安装及优化等实验，学生很少能接触这方面的练习，对学生实践能力的造成一定影响。再比如，网络教学实验中，局域网、网络配置IIS、FTP、Mail等要进行网络共享，连接多个计算机，但现阶段一些学校由于条件限制，使得学生难以得到全面的实际操作锻炼，往后的工作中遇到类似问题便??摸不着头脑。

　　实验室通常在计算机操作系统中预装家用操作程序，有硬盘保护卡，学生在实践过程中只能进行一些简单的操作和使用，至于系统的优化、安装、控制等并没有涉及，甚至一些较有深度的网络操作，如Window Server和Unix、Netware，它们需要有一定系统支持才能运行，但往往这些系统自身价格较高，许多高校还达不到完善的教学条件去支持学生深入学习和探索。

　　2 服务器虚拟化技术特点

　　2.1 教学特点

　　在教学中，教师可以结合学生人数安排虚拟设备，学生在实验中即可学会系统安装。该实验平台兼容Unix、Linux以及Windows系统，学生可以结合不同系统的软件配置进行操作。虚拟化技术应用在计算机实验室教学中，不仅可以兼容不同系统，还可以将不同系统物理隔离，让学生在单机状态下也能运行不同的虚拟机，这是因为在虚拟化技术的应用下，每个系统都将视为一个独立的计算机，能够在虚拟机中将虚拟机和宿主进行虚拟交换，且能够支持不同变化，这打破了传统多台计算机操作模式，应用服务器虚拟化技术只需要1台计算机就能够实现，并且无需较多经济投入，不仅优化了实验室教学条件，还能让学生提升实践操作能力。

　　另一方面，应用服务器虚拟化技术，教师也能够在教学中结合不同学生特点，展开不同的教学，根据学生的计算机水平分配不同的虚拟机，学生可在多个操作系统中自主拟编程，检测兼容性或是网络服务，按自身情况进行充分练习，这为提高教学效率也提供了极大的帮助。

　　2.2 虚拟化技术管理特点

　　在服务器虚拟化技术中，VMware workstation软件较具优势，我们以其为例，呈现虚拟化技术的管理优势，这些优势如下：

　　（1）它能够随意移植，通过复制备份虚拟机文件形式安装虚拟机模板，这不仅可以减少实验安排时间，在最短时间内创建更多的实验环境，同时还能兼容多种教学形式，当需要教学更新时只更新虚拟软件就能够自动完成教学更新；

　　（2）由于物理隔离的系统特点，不同虚拟机与宿主之间能够良好隔离，即使一台虚拟机出现问题，宿主系统也不会受到影响，反之宿主系统出现故障问题，虚拟机也能够正常运行，只需针对故障本身进行相应修复即可；

　　（3）通过VMware workstation中的拍照功能，能够随时操作及保存虚拟机状态，即使虚拟机停止运行，也能在最快时间回复到原有状态，确保实验教学照常持续。除此之外，系统的隔离性与拍照功能，还能在实验遇到一些危险性环境时起到帮助，如木马病毒检测、恶意环境检测等。

　　（4）VMware workstation拥有良好的兼容性，可以兼容多个虚拟机，兼容DOS、Windows、Linux、Solaris等多个系统，在系统虚拟机中能够组建多功能的实验环境，提升教学效率，满足教育需求。另一方面，应用虚拟化技术，也能够延长硬件系统使用时间。

　　一个能够实操多个系统的实验平台，也许并不需要大量经济投入，一台服务器加上虚拟化技术便能创造出相应的实践教学条件，如何将当下先进的计算机技术应用到已有的实验条件中，是高校实验教学者值得深思的问题。

　　3 服务器虚拟化实验平台构建

　　3.1 实验平台要求

　　高校构建计算机虚拟化教学平台，需要满足符合学生学习能力的前提，同时还要确保教师教学工作有效进行。

　　构建虚拟化实验平台，需要硬件与技术良好结合，用最少的服务器尽可能满足更多的需求，要做到增强兼容、简化结构，保持虚拟机之间的独立性，运行又不乏稳定性，此外，还需要完善实验平台中的管理形式，为系统的管理和维护提供便利。 　　3.2 虚拟平台构建环节

　　仍旧以VMware workstation软件为例，这类软件具有灵活多样的优势，能融合多个系统平台。

　　第一步，在服务器主机上安装VMware workstation宿主系统，可以选择常见的系统版本，有条件也可以安装多个版本。

　　第二步，在宿主系统中安装VMware workstation。VMware workstation是虚拟化技术的前提要求，在虚拟机安装前，按照自身条件和要求选择相应的硬件配置、网络形式、虚拟系统等，而后安装虚拟机，最后进入VMware workstation界面，按照不同课程的需求进行相应的安装操作。

　　3.3 虚拟化技术在计算机实验平台中安全性保证

　　虚拟化技术在实验室的应用于一定程度上为教学提供了方便，但如果基于安全性上分析，稳定性保障仍有一定缺乏。虚拟服务器实验下，不同的虚拟机将资源分享至主机中，在一台虚拟机硬件消耗大时，将造成剩余虚拟机故障，给黑客病毒留下可乘之机。

　　一些虚拟实验平台结构中，虚拟机能够与交换机和网络模式都进行连接，在这样的条件下，虚拟机都能够分享物理网络适配器，以及虚拟交换机，虚拟机实现通讯，数据被物理网络阻挡。所以，无法得到防火墙的保护。

　　4 服务器虚拟化应用在高校实验室教学方法

　　4.1 服务器虚拟化定义

　　服务器虚拟化主要的把服务器物理资源转为逻辑资源，将一台服务器转变为多个服务器隔离的虚拟服务器，打破传统物理限制，将物理服务器中的内存、磁盘、CPU等变为动态资源，进而提升资源使用效率，使系统简化，让对服务器有效整合资源，提高服务器相应平台的适应能力。

　　4.2 虚拟化技术应用

　　虚拟化技术主要结合拆卸、整合、移动等得到，被广泛应用到了各行业中，并且经过实践证明，效果?@著。

　　拆分：在一方服务器性能较高、作业荷载较小情况下，硬件资源若得不到有效利用，这无疑是对资源的一种浪费。将拆分虚拟化技术应用在服务器中，将其拆卸为多个服务器，拆卸的服务器在物理方面无较大改变，但是在逻辑资源是具有独立性的，能在同一时间内进行多个服务。

　　整合：在一定条件下，一些服务占有内存较大、处理要求较大，需要有较高性能的服务器。在无先进设备的条件下，可以通过整合技术，将不同性能服务器进行整合，转化为一台高性能服务器，实现高速运行，这样一来也无需购进先进服务器。

　　移动：在两台逻辑服务器荷载不平衡状态下，调整两台服务器性能即可。例如：想要提升一台服务器性能，将另一台逻辑服务器中的空余资源移动至这台服务器中即可。

　　4.3 虚拟化结构设计

　　结合应用系统的不同，构建相应的虚拟服务器。结合不同平台中的荷载、储存、参数等项目，构建虚拟服务器，同时在虚拟服务器中分配相应的CPU、内容空间等，构建虚拟环境能够完成数据的复制，对不完整的数据进行修复，提升系统适用性。

　　将服务器中的数据信息整合，将不同服务器中的系统移动至虚拟服务器中，而后构建数据库，提升数据信息的稳定性，同时提升服务器利用率，更便于管理。结合不同服务类型，将相似的系统功能进行整合，例如：Web、FTP、E-Mail服务等移动至同一台虚拟机中，通过IP地质提升系统稳定性。

　　5 结语

　　综合分析，利用服务器虚拟化技术应用在高校计算机实验室教学中，对教学效率的提升、学生实践能力的锻炼，具有重要意义。借助虚拟化技术进行实验教学，在一定程度上便于系统修复与管理。对此，笔者分别从高校计算机实验室现状、服务器虚拟化技术特点、服务器虚拟化实验平台构建、服务器虚拟化应用在高校实验室教学方法，四方面进行分析，相信随着虚拟化技术的提升、虚拟理念的进步，在今后高校实验室应用中将发挥更加重要的作用。

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