组建虚拟网络环境－基础篇

目前大多数做网管的朋友，大部分没有参与单位己有网络的建设，他们在接手时，都是已经建好的网络。如果这些朋友想学习组网、学习与单位网络相类似的网络组建、服务器与工作站的配置等，只能自己找环境做实验了，虽然单位的设备很全、单位的计算机配置也很高，但为了怕实验过程中把单位的网络“搞坏”，例如，你想做DHCP的实验，如果单位的计算机都是从你实验的DHCP服务器获得IP地址，这些计算机就可能访问不了单位的网络。也有的朋友虽然有独立的网络环境，但苦于不知道做那些实验、从那些实验做起。但是，现在有了虚拟机、有了Vmware Workstation，你可以在一台高配置的计算机上，做绝大多数的实验，不管是单机实验，还是网络实验。

“工欲善其事，必先利其器”，为了能做本文所列出的所有实验，要求你的主机至少有512MB内存、20GB可用硬盘空间，推荐1GB或者更高内存、40GB可用空间，还要求主机至少有一块网卡，通过单位网络或者通过宽带路由器共享上网，推荐使用17″的CRT显示器或者15″液晶显示器，屏幕分辨率至少为1024×768以上，不推荐使用宽屏显示器。

1、基础知识

在学习虚拟机软件之前，我们需要了解一下相关的一些名词和概念。

主机和主机操作系统：安装VMware Workstation（或其他虚拟机软件如Virtual PC）软件的物理计算机称作“主机”，它的操作系统称作“主机操作系统”。

虚拟机：使用VMware Workstation（或其他虚拟机软件如Virtual PC，下同）这套软件，由VMware Workstation“虚拟”出来的一台计算机，这台虚拟的计算机符合x86 PC标准，这台计算机也有自己的CPU、硬盘、光驱、软驱、内存、网卡、声卡等一系列设备，这些设备是由VMware Workstation这套软件“虚拟”出来的，但是，在操作系统与应用程序看来，这些“虚拟”出来的设备也是标准的计算机硬件设备，它也会把这些虚拟出来的硬件设备当成真正的硬件来使用的。虚拟机在VMware Workstation的窗口中（或全屏幕状态下）运行，可以在虚拟机中安装操作系统及软件，如Linux、MS-DOS、Windows、Netware及Office、VB、VC等。

客户机系统：在一台虚拟机内部运动的操作系统称为“客户机操作系统”或者“客户操作系统”。

虚拟机硬盘：由VMware Workstation（或其他虚拟机）在主机硬盘上创建的一个文件，在虚拟机中“看成”一个标准硬盘来使用。Vmware Workstation还可以使用物理硬盘作为虚拟机的硬盘，但对于初学者来说，不推荐使用主机硬盘作为虚拟机的硬盘。

虚拟机内存：由VMware Workstation（或其他虚拟机），在主机提供的一段物理内存，把这段物理内存作为虚拟机的内存。

虚拟机配置：配置虚拟机的硬盘（接口、大小）、内存（大小）、是否使用声卡、网卡的连接方式等。

VMware Tools：为了提高虚拟机的性能，由VMware公司开发的、在虚拟机系统中安装的一些工具和驱动程序，包括虚拟机的SVGA显示驱动程序、鼠标驱动程序、VMware Tools控制程序等。在Virtual PC虚拟机中，与VMware的VMware Tools类似的工具称作“Microsoft Virtual PC 附加模块”。

虚拟机配置文件：记录VMware Workstation（或其他虚拟机，如Microsoft Virtual PC）创建的某一个虚拟机的硬件配置、虚拟机的运行状况等的文本文件，这个文件与虚拟机的硬盘文件等在同一个目录中保存。

开机/关机：运行或关闭虚拟机。

休眠：计算机在关闭前首先将内存中的信息存入硬盘的一种状态。将计算机从休眠中唤醒时，所有打开的应用程序和文档都会恢复到桌面上。VMware创建的虚拟机也支持这种方式。

2 VMware Workstation功能与用途

VMware Workstation具有如下的功能和特点：

（1）VMware Workstation分Linux和Windows版本，分别安装运行在Linux操作系统和Windows操作系统下。

（2）VMware Workstation虚拟机支持Linux、Windows、DOS、Netware等大多数的基于Intel的x86的PC机操作系统。

（3）VMware Workstation支持主机与虚拟机之间的“拖曳”功能，可以在主机与虚拟机之间交换文件。

（4）支持“虚拟网络功能”，可以使用VMware自己的网络，从主机、虚拟机之间通过“VMware虚拟网络”交换数据。

（5）快照功能，支持虚拟机系统的即时镜像和还原。

（6）VMware Workstation的虚拟机，可以根据需要，模拟成与主机在同一网络、与主机不在同一网络、与主机没有网络关系的计算机。这就是说，VMware Workstation提供的虚拟机，可以处于主机网络中的任意位置。

VMware Workstation 6有如下的功能与特点：

（1）多次快照与恢复。VMware Workstation可以根据用户需求，在使用虚拟机的过程中保存多次“快照”并且可以根据需要，恢复到每个“快照”前的状态，就像Windows XP中的“即时还原”功能一样，但比即时还原功能要好。因为“快照”保存的是当时的、完整的系统状态，可以随时还原。

（2）Team。这是VMware Workstation 5新增加的功能。使用VMware Workstation 5的“项目”功能，可以将多台虚拟机组织到一个项目组中一起管理和使用，并且可以对每个虚拟机进行设置和限制其网络带宽。

（3）克隆。这是VMware Workstation 5新增功能。可以将一个虚拟机（从一个虚拟机的“快照”状态）克隆成一个析的虚拟机，或者克隆一个“链接”虚拟机来使用。

（4）更好的内存和网络支持：VMware Workstation 5支持内存共享功能，可以在有限的内存下同时运行更多数量的虚拟机。另外，VMware Workstation 5虚拟机内的网卡速度由以前的 10M 提升到 1G 速度。

（5）64位支持。VMware Workstation 5.0支持在AMD和Intel的64位主机系统上安装和运行，其支持的虚拟机操作系统仍然为32位；而VMware Workstation 5.5除了支持在64位主机系统上安装和运行外，还同时支持虚拟机运行32位或64位操作系统。

（6）录像。VMware Workstation 5新增功能。在VMware Workstation 5中，可以将虚拟机的操作和使用情况录制成AVI文件，这对于制作教程、演示录像有很大的帮助。

（7）V2V支持。使用V2V工具，可以将Microsoft Virtual PC或Microsoft Virtual Server的虚拟机导入到VMware的虚拟机中使用。VMware Workstation 5.5可以将Symantec Live State Recovery制作的镜像转换入虚拟机，也可以直接打开。还可以无缝运行Microsoft Virtual PC 和Microsoft Virtual Server的虚拟机，而在VMware Workstation 5.5以前的版本只能在转换格式后使用，这次则是直接提供支持。另外，其增强的命令行界面可以使重复性操作更为简单。

（8）支持双路虚拟SMP。支持两路Virtual SMP，可以指派一个或两个CPU给虚拟机使用。如果使用这项功能，你的主机CPU需要是超线程的或者有多个CPU。

（9）显存大小修改和D3D支持。VMware Workstation 5.0提供的虚拟机默认显存为16MB。从VMware Workstation 5.5.1 开始，其提供的虚拟机支持修改显卡显存（可以修改为64MB和128MB），同时提供了对D3D的支持。

3 Vmware Workstation安装、配置

Vmware Workstation可以安装在Windows 2000及其以上的系统中，推荐安装在WindowsXP或者Windows Server 2003中。在有些网络实验中，需要主机系统是Windows Server 2003，在这些实验中会有专门的提示。

安装VMware Workstation 5.5.1 的主机，要求系统稳定，最好是一台新安装好的Windows XP Professional，并且打上SP2及Microsoft最新补丁。作为主机的Windows XP Professional，推荐只安装必需的软件如五笔、拼音输入法、压缩解压缩程序WinRAR、Office等，不推荐在主机上安装无用的软件，如果需要测试，那就在虚拟机中进行，否则用虚拟机就没意义了。

安装Vmware Workstation后，进行下面的配置：

（1）为虚拟网卡禁用防火墙：在Windows XP SP2（或Windows Server 2003 SP1）的主机上安装Vmware Workstation后，会在主机上安装两块虚拟网卡。为了让虚拟机可以正常地使用这两块网卡，我们需要对Windows XP（或Windows Server 2003）的防火墙进行配置，在这两块虚拟网卡上禁用系统内置的防火墙，如果你使用其他防火墙如卡巴斯基防火墙等，也请正确设置。如图1所示。

图 1  去掉两块虚拟网卡的防火墙设置

（2）设置虚拟机工作目录：在主机上，使用一个剩余空间不小于10GB的分区作，在这个分区创建一个新文件夹如VMS，把这个目录设置为虚拟机的工作目录。

运行Vmware Workstation，从“edit”菜单选择“Preferences”命令，在“workspace”选项卡中，将默认路径修改为上面创建的VMS，在本例中为“E:\VMS”，如图2所示。

图2 指定虚拟机默认工作目录

（3）设置虚拟网卡地址范围：默认情况下，VMware Workstation的虚拟网卡使用192.168.1.0~192.168.254.0范围中的（子网掩码为255.255.255.0）两个网段（对应于第一块虚拟网卡VMnet1和第2块虚拟网卡VMnet8），即使在同一台主机上安装VMware，其使用的网段也不固定。在用VMware Workstation做网络实验的时候，这样很不方便，习惯于把VMware使用的网段“固定”，通常采用下面的原则，如表1所示。

表 1  VMware 虚拟网卡使用网络地址规划表

虚拟网卡名称	使用网段	子网掩码
VMnet1 （即 host 网卡）	192.168.10.0	255.255.255.0
VMnet2 （默认没有安装）	192.168.20.0	255.255.255.0
VMnet3 （默认没有安装）	192.168.30.0	255.255.255.0
VMnet4 （默认没有安装）	192.168.40.0	255.255.255.0
VMnet5 （默认没有安装）	192.168.50.0	255.255.255.0
VMnet6 （默认没有安装）	192.168.60.0	255.255.255.0
VMnet7 （默认没有安装）	192.168.70.0	255.255.255.0
VMnet8 （即 NAT 网卡）	192.168.80.0	255.255.255.0

使用表1的地址只是为了统一和方便，读者可以根据自己的爱好进行规划。另外，在做实验的过程中，这个地址是可以随时修改的。

大家可以在“edit”菜单中选择“ Virtual Network Settings ”命令， 在“Host Virtual Network Mapping”选项卡中进行设置，如图3和图4所示。

图 3  虚拟网卡映射

图4  VMnet1所使用的网段

Vmnet8也请修改为192.168.80.0网段。其他的Vmnet2等，由于没有安装相应的虚拟网卡，所以暂时先不要设置，等以后实验需要时，再进行设置。

4 虚拟机使用注意事项

本文不打算过多介绍Vmware Workstation虚拟机软件的使用，为了做好网络实验，推荐你进行下面的准备工作：

（1）在一个剩余空间比较大的分区时，使用Vmware Workstation分别创建Windows 98、Windows 2000 Professional（带SP4）、Windows XP Professional、Windows Server 2003的虚拟机，安装相应操作系统并安装Vmware Tools（如图5所示）。

图5 在Windows 98虚拟机中安装Vmware Tools

（2）如果你安装的Windows XP Professional是不带“补丁”的，可以在安装操作系统并安装Vmware Tools后，关闭虚拟机，为当前状态创建一个“快照”，以保存当前的状态。之后，再安装Windows XP Professional SP2，之后再关闭虚拟机，再创建一个“快照”，并且在快照名称上写清相应的信息。这样，在网络实验中，你可以根据需要（打补丁的XP或者不打补丁的XP），从安装好的虚拟机中、使用Vmware Workstation提供的“克隆”功能、快速创建实验所需要的虚拟机。对于Windows Server 2003，你也可以创建没有打补丁的“快照”和打了SP1补丁的“快照”。

（3）Vmware Workstation提供了网络实验中所需要的虚拟交换机、工作站和服务器，对于网络实验中所需要的虚拟路由器，则由Windows Server 2003主机提供。

5 网络实验基础

下面将介绍使用VMware Workstation提供的“Team”功能，创建实验环境的方法。使用“Team”功能，可以达到如下目的：

（1）快速、方便的在多个虚拟机之间切换。

（2）减少内存占用。

（3）可以与主机网络、其他虚拟机网络隔离。

（4）可以根据需要限制Team中虚拟机之间的网络速度。

从VMware Workstation 5.0开始，可以在其提供的新功能“Team”中添加多个“Lan Segment”，每个“Lan Segment”相当于一个“虚拟交换机”。Team中的“Lan Segment”与VMnet1～VMnet9虚拟交换机不同之处在于，VMnet1～VMnet9虚拟交换机都连接到主机，而“Lan Segment”虚拟交换机并不连接到主机，而是独立于主机及主机所属局域网的交换机。关于VMware Workstation 5.0的Team中提供的虚拟交换机，称之为LAN1、LAN2、……、LAN380、……，每个虚拟交换机与其他交换机之间没有连接关系。如果有的虚拟机添加多块网卡，添加多块网卡的虚拟机可以连接多个虚拟交换机，其网络拓扑如图6所示。

图 6 Team 中虚拟交换机的关系

说明：在图 6 中， LAN1 和 LAN2 虚拟交换机并没有直接的网络联系，而是通过一台添加了 3 块网卡的虚拟机联在一起，如果 LAN1 和 LAN2 中的其他计算机（不包括添加 3 块网卡的虚拟机）想要通信，只能通过添加 3 块网卡的 Windows Server 2003 虚拟机（可以通过启用“路由和远程访问”的中“路由器”实现）进行转发。