硅谷网学堂：使用VMWare技术可否实现DHCP服务？ |
| 2013-11-08 18:20 作者：李奇 吴云 来源：硅谷网-《电脑知识与技术》杂志 HV： 编辑： 【搜索试试】
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硅谷网11月8日据《电脑知识与技术》杂志刊文，计算机网络技术课程是建立在大量操作实验设备的实践基础上，其能力的提高与实验设备操作种类、时间成正比，但建设网络实验室的费用比较大。在有限的资金投入下，又不影响网络教学质量，用Vmware虚拟机软件搭建网络实验平台，可以较少的投入得到较大的教学效果，并且学生也能经济地以此为平台深入自学。
1引言
今天人们谈到计算机必然地和网络联系起来，一方面孤立的未加入网络的计算机越来越难以见到，另一方面计算机的概念也被网络所扩展。1994年中国加入Internet在过去如火如荼地发展，其影响之广、普及之快是前所未有的。从没有一种技术能像Internet一样，剧烈地改变着我们的学习、生活和习惯方式。全世界几乎所有国家都有计算机网络直接或间接地与Internet相连，使之成为一个全球范围的计算机互联网络。人们可以通过Internet与世界各地的其它用户自由地进行通信，可从Internet中获得各种信息。《世界是平的：一部二十一世纪简史》（TheWorldIsFlat:ABriefHistoryoftheTwenty-firstCentury）是一本由美国汤马斯•佛里曼（ThomasL.Friedman）所撰写的畅销书，书中分析了21世纪初期全球化的过程。书中主要的论题是“世界正被抹平”，作者分析这种快速的改变是如何透过科技进步与社会协定的交合，诸如手机、网络、开放原码程序等而产生的。人们已充分领略到网络的魅力，Internet大大缩小了时空界限，通过网络人们可以共享计算机硬件资源、软件资源和信息资源。“网络就是计算机”的概念被事实一再证明，被世人逐步接受。
目前流行的虚拟机软件在xp环境下有VMware(VMWareACE）、VirtualBox和VirtualPC。在win7环境中比较好用的是VMware和VirtualBox，它们都能在Windows系统上虚拟出多个计算机，从而为学生在单机环境下学习和实践如何组建网络提供必要条件。其中VMware支持的操作平台最多，有MicrosoftWindows、AppleMAC、Linux、NetWare、Solaris等；VMware能够最大化的发挥虚拟机的性能，支持OpenGL2.1、3D、多种网络连接方式等；VMware对其旗下产品的更新速度是业界最快的，每当有新技术的时候VMware都会即时跟进；另外VMware还有Linux平台的版本。本文将以VMware为对象介绍如何搭建虚拟的网络实验环境进行初步的探讨。
2VMware虚拟机
虚拟机能够在一台计算机上同时运行多个操作系统，使用虚拟机不用重新启动计算机系统，只需点击鼠标便能运行新的操作系统或者在操作系统之间进行切换。VMware主要的功能有:1.不需要分区或重新启动就能在同一台PC上使用两种以上的操作系统；2.完全隔离并且保护不同OS的操作环境以及所有安装在OS上面的应用软件和资料；3.不同的OS之间还能互动操作,包括网络、周边、文件分享以及复制贴上功能；4.有复原(Undo)功能；5.能够设定并且随时修改操作系统的操作环境，如:内存、磁盘空间、周边设备等等。
其原理在于：创建完全隔离、安全的虚拟机来封装操作系统及其应用程序。VMware虚拟化层将物理硬件资源映射为虚拟机的资源,所以每个虚拟机都有自己独立的CPU、内存、磁盘和I/O设备，完全等同于一台标准的x86机器。VMwareWorkstation安装在主机操作系统上并通过继承主机的设备支持而提供了广泛的硬件支持。运行VMwareWorkstation软件的计算机称为宿主机(Host)。利用该软件在宿主机中虚拟出来的逻辑计算机被称为客户机(Guest),常称为虚拟机。
在网络课程教学中教师通过使用虚拟机构建虚拟网络环境进行网络教学，可以让学生感性、直观地掌握网络的组建、管理和维护。可极大提高学生学习兴趣，并利于其自主学习。虚拟机运行环境要求不高，其软件安装也较易。学生使用虚拟机组建虚拟网络，可以在学校实验室环境之外的其它环境自主地做网络实验。
3关于DHCP服务
运行TCP/IP协议的网络环境里，所有网络用户必须拥有一个唯一的网络地址，才可以与其它网络用户进行通信。但在网络管理实践中常会遇到一些问题：因IP地址冲突，网关或子网掩码错误，DNS服务器IP地址不正确等参数设置不正确引起无法访问网络中的其他主机，由于机器的经常变动位置而不得不频繁地修改IP地址。以上原因导致的许多问题在网络管理中普遍存在，解决的方法是引入DHCP服务，以动态的方式实现客户机器的信息配置。DHCP动态主机分配协议是DynamicHostConfigurationProtocol之缩写﹐是一个简化主机IP地址分配管理的TCP/IP标准协议，其前身是BOOTP。BOOTP原本是用于无盘站连接的网络﹕网络主机使用BOOTROM而不是硬盘启动并连接上网络﹐BOOTP则可以自动地为那些主机设定TCP/IP环境。而DHCP服务则是让工作站连接到网络并且分配其一个IP地址，同时给予每台计算机的TCP/IP协议正确的配置，诸如IP地址、子网掩码、网关、DNS服务器等网络参数。
DHCP利用网络广播来完成工作过程[2]，如图1所示，其工作过程分为四个阶段：①IP租借请求：网络中DHCP客户机开机检查自己是否有IP地址，如果没有就向DHCP服务器请求租用一个。②IP租借提供：DHCP服务器收到一个客户的IP租用请求后，它根据自己的作用域地址池为该客户保留一个IP地址并且在网络上广播一个包含客户的MAC地址、服务器所能提供的IP地址、子网掩码、租用期限的消息，及其本身的IP地址。③IP租借选择：如果子网还存在其它DHCP服务器，客户机在接受了某个DHCP服务器的DHCPOFFER消息后，它会广播一条包含提供租用的服务器的IP地址的DHCPREQUEST消息，在该子网中通告所有其它DHCP服务器它已经接受了一个地址的提供，其他DHCP服务器在接收到这条消息后，就会撤销为该客户提供的租用。④IP租借确认：DHCP服务器接收到来自客户的DHCPREQUEST消息，它就开始配置过程的最后一个阶段，这个确认阶段由DHCP服务器发送一个DHCPACK包给客户，该包包括一个租用期限和客户所请求的所有其它配置信息，至此，完成TCP/IP配置。
4DHCP服务的实现
能够实现DHCP服务功能的方法很多，比如三层交换机，路由器，windowsserver，LinuxServer等，前三者都是需要投入资金，既然本文的目的就是为了节约资金，就以LinuxServer为例讲述实现DHCP服务的办法。
假设DHCP服务器IP地址为192.168.1.2，为192.168.1.0/24网段的客户端分配IP地址。DNS服务器的域名为hhzy.org，IP地址为192.168.1.3。需要分配给客户端的IP地址池为192.168.1.40-192.168.1.150。子网掩码为255.255.255.0。为客户端分配的网关为192.168.1.254，为教师机保留IP地址192.168.1.253。dhcpd.conf文件配置内容如图2所示。
5结束语
在移动互联网、物联网、云计算等新技术极大促进今天和将来经济与技术发展的情况下，计算机网络课程教学条件不可能及时跟上技术进步，而以Vmware为代表的虚拟机技术为计算机网络实践教学提供了一种有效的手段，模拟出真实的实验环境，为学生自主学习和创造性实验提供软硬件保障，节约教学成本，提高教学效率，值得推广。
作者简介
1李奇(1976.05-)，男，湖南怀化人，汉族，硕士，讲师，研究方向：网络技术
2吴云(1979.03-)，男，湖南怀化人，苗族，硕士，讲师，研究方向：网络技术 |
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