虚拟机技术在计算机网络教学中应用
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摘要：网络技术作为信息技术的一个不可缺少的组成部分，是如今学生步入社会之前必须具备的一项基本技能，之前的计算机网络专业教学课堂中教师使用的多媒体课件大多都已经无法跟上时代的脚步，并且在实践环节中无法融入真正的操作，而虚拟机技术在计算机网络教学中的应用能够解决许多在计算机网络教学中出现的问题，为学生在学习计算机网络时提供一个教学与实践为一体的平台。本文根据现阶段虚拟机技术在计算机网络教学中的实际应用情况以及存在的问题进行研究，并结合具体情况对相关的应用进行分析。
关键词：虚拟机技术；计算机网络；教学应用
1引言
学习计算机网络的学生在上课以及实践时，通常在学校的机房内完成，学校机房的计算机是计算机网络教学不能缺少的关键设备，但是现阶段许多学校的机房应用环境还存在问题。当前实践中有很多计算机系统，但是现阶段学校机房往往会使用不同的操作系统与相对应的应用环境，所以之前的方法渐渐不能满足学生通过计算机操作来学习计算机网络的实际需要，学校以及相关学者需要研究新的技术手段来对以上问题进行处理。虚拟机技术是在信息时代下计算机网络高速发展从而出现的计算机技术，可以帮助学校处理目前计算机网络教学出现的问题，帮助学生更高效进行学习。
2网络专业课程教学存在的问题
对于学习计算机网络的学生来说，机房的硬件设备条件、以及对计算机的维护和管理状况都对学生的实验环节有很大的影响，因为学校安排的计算机教学课程多种多样，类别较多，所以学校机房的计算机通常会需要安装很多不同的系统以及各种各样的软件，这就造成学校需要投入大量的人员和精力去管理及维护机房，而学生在学习计算机网络过程中也需要投入很多的时间和精力来选择和组织想要使用的软件，详细来讲，学校供学生学习计算机网络的机房普遍会出现的以下几个问题。
2.1机器太多，学习时间有限。现阶段许多学校的机房的电脑数量通常会接近五十台，基本可以满足构建计算机网络环境的教学需要，但是在这个过程中会消耗学生不必要的学习时间。平均每一个计算机在进行软件安装的时候每安装一个软件需要花费最少60秒时间，即使全部计算机都只安装一个软件，也需要安装人员花费很长时间，学校机房在一个学期需要满足学校所有学习计算机网络学生的上机需求，会很少出现机房没有在使用的情况，所以学校应该减少学生在安装软件上的时间。
2.2系统恢复难度大。计算机专业的维护课程往往对计算机的硬件有较高的要求，学生在实践过程中需要对计算机进行格式化操作、计算机分区操作、选择局域网以及重装系统等操作，造成计算机网络教学会陷入一定的困境。假如学习计算机网络的学生在性能不够优秀的计算机上进行实际操作，就会出现计算机不稳定，实验效果不尽人意的情况；假如在性能较差的计算机上进行教学，那么所用的系统可能会出现崩溃的情况，如果学生在操作过程中出现失误，就会造成计算机很难再恢复成原来的状态，其他的学生在使用计算机就会受到影响。
2.3学生课堂上练习受到限制。在局域网中，因为计算机网络课程对计算机网络有一定的要求，往往会在多台计算机上来设置不一样的服务器，在进行网络配置的时候，离不开路由器和交换机的检测功能。在课堂上，学生分为几类学习，网络资源在日常使用和学习中受到不同程度的破坏，造成学生无法进行足够的练习，有效的通信更加困难。而现阶段依靠理论来解释诸如特洛伊木马和病毒之类的网络安全技术课程，效果也大打折扣。
3虚拟机在教学应用中的策略
3.1建立良好的教学环境。为了使虚拟机技术有效地用于网络安全教学中，学校应在相关方面加大人力，财力和物力的投入，使网络的实验环境不断完善。因此，高职院校应安装与此相关的软件，以便在使用虚拟机时可以不断完善系统，并使操作系统与计算机相匹配，从而为网络环境创造了良好的条件，使虚拟机在使用时可以充分发挥其自身的功能和有效性，可以大大提高整体教学效果。
3.2合理设置虚拟机数量。在虚拟机的教学中，应当根据计算机网络教学需求，合理设置足够数量的虚拟机，但是也不能设置太多造成浪费。一般来说，在教学中设置两个虚拟机可以满足培训需求。如果虚拟机过多，将大大影响系统的实际运行速度，不利于有效的教学。同时，在设置虚拟机时，需要安装相应的软件，使用网络桥接方法将虚拟机集成到网络中，从而可以重现计算机仿真网络环境，并满足实际学习需求，学习环境得到充分实现。另外，虚拟机的设计往往会出现占用大量内存，所以在建设学校机房时，需要确保机房有足够的相应配置，以防止系统运行卡在教学过程中。
3.3虚拟机与教学内容的结合。在虚拟机的应用中，应以教学的主要内容为主体，以便学生灵活运用虚拟机技术。例如，当讲授局域网组网的相关内容时，教师可以使用多媒体向学生介绍局域网构建所使用的软件，相应的知识原理、构建方法、组网类型、所能提供的服务与管理等。然后使用虚拟机技术演示实际操作。演示需要逐步进行，以便学生可以更清楚地了解和理解网络组建的操作过程。在虚拟机的帮助下，学生将更好地了解相关知识的特性和用法。演示后，教师需要根据学生在学习中给予的教学反馈，适当地回放教学内容，加强对重点和难点内容的解释，整体教学更具针对性和实用性。此外，学生也可以获得更好的实操体验，使学生可以独立自主参与网络教学，领会和掌握相关的专业知识，进而激发学习热情，投入更多精力，取得更好效果。
3.4虚拟机与网络实验的结合。网络实验是教学的重要组成部分，直接关系到网络安全教学的质量。然而，在传统的教学中，安全教学常常受到不同的阻碍，这使得正常进行安全实验变得困难。因此，很难完全保证学生的实验效果。从网络设备的维护和管理的角度出发，要求学生以小组学习的形式进行相关的网络实验，这在一定程度上影响了网络实验的独立性。学习能力和实践能力较差的学生难以获得良好的发展，从而大大降低了网络实验的实验效果。虚拟机的应用可以为学生搭建一个更加真实的网络环境，确保学生学习的独立性，保证学生学习的效果。例如，在研究黑客攻击实验时，学生可以结合自己的兴趣和爱好来独立选择相关的实用软件。在这种情况下，实验将更加多样化，并且学生也可以在个性化方面获得更好的发展。
3.5训练学生的虚拟机维护和组装能力。为了帮助学生增强对计算机网络安全的认识，教师可以指导学生维护和组装虚拟机，从而全面提高学生的动手能力，从而可以更好地捍卫计算机安全。为了充分培养维护和组装能力，学校需要改善软件和硬件的安装条件，并安装映像软件，以便可以随时还原文件。同时，为了使学生对安装知识有更深入的了解，有必要组织他们学习相关知识并对其进行分类，从而为虚拟机的安装创造良好的条件。此外，虚拟机可用于安装各种软件，以防止学生在进行计算机网络学习过程中损坏计算机。
4计算机网络专业课程教学中虚拟机技术的应用
4.1计算机维护实验。在计算机维护实践教学中，所使用的计算机教室通常是具有各专业通用的公共机房。并且计算机的软件安装和维护由专人负责。在课程中，学生需要对计算机进行实际操作。由于学校机房教室认为学生在进行计算机网络实验过程中某些操作可能对计算机操作系统的初始配置进行更改，甚至会造成计算机出现崩溃死机的情况，因此使用磁盘保护卡之类的硬件保护设备，学生不能安装计算机网络课程之外的软件，也不能对计算机硬盘进行分区、格式化、重装系统等操作。在进行计算机网络教学的过程中，教师不能很方便地利用广播教学软件来对学生进行指导和教学。通过虚拟机技术在教学过程中的应用，教师能够在虚拟主机上完成一些对实际操作系统可能造成风险的操作，从而可以很好地完成教师的演示和学生练习。
4.2局域网组网实验。VMware虚拟机通常有3种连接模式。第一种是主机模式，宿主机可以和与虚拟机连接从而建立一个独立的局域网，虚拟系统不再和实际的网络相连；第二种是桥接模式，宿主机与虚拟机的使用同一个IP地址；第三种是网络地址转换模式，虚拟机能够进行网络地址的转换，利用宿主机来对外部网络进行访问。无论是在何种的系统下，都离不开网络通信这一途径，并且还添加了虚拟网卡、虚拟交换机等，进一步模拟出更加真实的网络环境。
5结束语
当前社会对大学生计算机应用能力的要求越来越高，这就要求教师应用更加先进的教学方法，激发学生积极性，增强学生计算机的操作能力。在传统的教学模式中，以教师为中心。在这种情况下，许多学生对计算机学习不感兴趣，他们的独立意识和创造力受到限制，并且很难充分发挥学生在学习中的主要地位。就当前的计算机教学而言，它主要在计算机室进行。学校统一管理计算机室，一旦关闭计算机电源后，将删除或恢复计算机机房中的数据，清除存储在计算机中的数据，并确保其安全性和稳定性。采用虚拟机技术后，就可以改善这一状况，这主要是因为网络中使用的虚拟系统不会与机房中的操作系统发生冲突，并且不会影响过程。虚拟机技术的应用可以模拟和演示网络安全教学所需的环境，并丰富了教学手段。在讲授原理内容时，学生可以亲自练习，以帮助学生加深对原理的理解和吸收。简而言之，虚拟机技术是一种相对先进的技术。虚拟机技术在计算机网络安全教学中的应用可以为教学的有序发展创造良好的条件，解决当前学生学习实践能力不足和实践环节欠缺的问题。
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作者:李晋峰 单位:长治职业技术学院
