操作系统级虚拟化技术在网络教学的应用 系统虚拟化

操作系统级虚拟化技术在网络教学的应用

1网络课程教学环境现状分析 教学环境对教学质量有着至关重要的影响，对于网络教 学而言，则更是如此。通过对目前计算机实验室的调查研究 可以明显发现，在多数计算机实验室中都存在明显的计算机 质量问题，其中包括软件问题、硬件问题以及病毒问题等， 但是这些问题很大程度上都是由于计算机实验室缺乏管理 而造成的，从而导致相关的保护措施无法落实。此外，实验 室的实验设备和种类不足也是目前较为普遍的问题，另外， 网络教学实验室的利用效率和管理效率也无法达到令人满 意的程度[1]。

2计算机系统虚拟化技术综述 计算机系统虚拟化技术主要包括“多控一”与“一控多” 两种，前者是指利用多台性能一般的计算机虚拟成一台性能 较高的计算机，从而为用户提供统一的界面，后者则恰恰相 反，是利用一台性能较高的电脑虚拟多台计算机，同时提供 多个使用界面，但是保证各用户之间互相独立。后者根据虚 拟层次，还可以进行详细的类型划分，如指令集架构层虚拟技术、硬件抽象层虚拟技术、操作系统级虚拟技术、应用层 虚拟技术以及用户级函数库层虚拟技术[2]。

3基于操作系统级虚拟技术在网络课程教学环境中的应 用 3.1构建网络课程教学实验环境 借助虚拟机软件，可以在完善网络教学环境设备功能的 同时加强相关的管理效率，但是为了避免构建实验环境成本 超支与管理问题的发生，网络课程教学实验环境的构建应该 采用便于操作且虚拟度高的操作系统级虚拟技术。OpenVZ采 用SWsoft的Virutozzo虚拟化服务器软件产品的内核，是一 种基于Linux平台的操作系统级服务器虚拟化解决方案，它 可以在同一个物理服务器上创建多个隔离的虚拟专用服务 器，同时以最大效率共享硬件和管理资源。此外，建立在物 理服务器上的虚拟专用服务器和独立服务器拥有同样的运 行方式和运行效果。在进行网络课程教学实验环境的构建时， 首先要在实验室中选取一台配置较高、性能较为稳定的电脑 进行软件安装工作，然后借助其相关管理功能创建实验所需 的虚拟机和其他软件，在此期间，要注意相关的资源分配和 系统配置以及管理工具的设计问题，以此解决网络教学环境 中存在的问题，达到理想的教学目标[3]。

3.2虚拟机管理工具的设计与实现 虚拟机管理工具是为了提高实验室管理人员的管理工 作效率，并帮助实验室教师进行更高效的课堂教学，根据相关的教学需要，虚拟机管理工具从最初的创建到参数配置、 资料部署、删除启动以及实验开始前的文件分发，都需要批 量进行，此外，管理工具还应当可以远程控制实验室的计算 机。按照软件的设计要求，虚拟机标识的数值要大于100， 而且属于整数。例如，想要为标识为115的虚拟机设置IP地 址为192.168.0.115，主机名为vm115，DNS服务器的地址为 192.168.0.1，则可以将指令写成 vzctlset115-save-ipadd192.168.0.115-hostnamevm115-n ameserver192.168.0.1。此外，虚拟机的启动命令格式为 vzctlstart，停止命令格式为vzctlstop，删 除命令格式为vzctldestory。由于网络教学环境的系 统设计复杂，涉及多方面的问题，因此，除本地虚拟机管理 工具外还需要依靠远程虚拟机管理工具的协助[4]。

3.3利用虚拟机进行实验 在完成一系列相关的系统安装、环境构建等工作后，网 络实验室才可以正式投入使用，在教学实验过程中，学生只 需要进行远程登录即可进行实验。在虚拟系统的环境下，学 生做的相关改动不会影响到服务器的工作，也不会对其他虚 拟机造成破坏。在实验结束后，要停止所有实验虚拟机的运 行工作，并对虚拟机进行系统还原或者删除，以防对下次实 验造成影响。每一个实验都有其侧重定，所以在进行不同的 网络教学实验时，要根据实验的客观需求对实验步骤进行适 当的调整，以此保证对网络教学环境的充分利用。4结语 通过分析相关的实际研究，可以发现，操作系统级虚拟 化技术不仅在虚拟性能方面有着较大的改进，在管理效率上 也存在明显优势，合理应用操作系统级虚拟化技术进行实验 设计，不仅可以有效改善网络教学环境，还可以大幅度提高 实验环境的管理效率，从而使学生可以充分利用课堂时间， 获得更高的学习效率。