项目5 虚拟机组建局域网
学习目标：
（1）了解Vmware的基本概念
（2）掌握Vmware中的一些硬件标识
（3）掌握Vmware中组建局域网的方法
5.1 任务1 虚拟机组建局域网
5.1.1 任务分析
我们在真实的计算机环境中可以组建局域网，但是对于很多学校来说，由于实训设备的限制，很多学校只有一两台路由器和交换机，如果全班学生同时进行实验，则很多学生根本不能上机完成实验，因此，为了解决这个问题，我们可以通过Vmware这个软件虚拟出真实的计算机环境，通过VMware的虚拟的交换机来完成局域网的组建。
5.1.2 相关知识
1．什么是虚拟机
虚拟机（Virtual Machine/VM）是一种可以在一台物理计算机上模拟出来若干台计算机（或称逻辑计算机），每台计算机可以运行单独操作系统而互不干扰，实现一台物理计算机同时运行几个操作系统，还可以将这几个操作系统连成一个网络的软件。
注意：本项目介绍的虚拟机有别于Java虚拟机，Java虚拟机表示不依赖操作系统平台运行的Java 应用。
虚拟机体系结构如图5 -1所示。安装虚拟机的物理计算机成为宿主计算机（Host PC），真实的操作系统称为宿主操作系统（Host OS），其中安装的虚拟机应用程序可以模拟出一个或多个虚拟机，在虚拟机运行的操作系统称为客机操作系统（Client OS）。虚拟机软件可以在宿主计算机上模拟出来若干台虚拟机，虚拟机可以同时运行，可以象标准Windows应用程序那样相互切换。每个客户操作系统之间，以及和主机操作系统之间可以通过虚拟网卡连接成为一个局域网。
图5-1 虚拟机体系结构
目前，基于Intel平台的虚拟机应用程序的典型产品有VMware（网址：https://www.doczj.com/doc/2211247496.html,/）的Workstation、GSX Server、ESX Server和Microsoft的Virtual PC、Virtual Server以及Parallels Workstation 等。他们均可使用虚拟的Intel x86平台，同时运行多个操作系统和应用程序。虚拟机为客机操作系统提供了一整套虚拟的Intel x86兼容硬件，虚拟了物理计算机所拥有的全部设备，包括主板芯片、CPU、内存、SCSI和IDE磁盘设备、各种接口和显示设备等。并且，每个虚拟机都可以被独立的封装到一个文件中，可以实现虚拟机的灵活迁移。
虚拟技术从两个方向帮助计算机合理地分配资源，一种是使用虚拟机技术把一个物理的计算机虚拟成若干个独立的逻辑计算机，另一种是使用网格技术把若干个分散的物理计算机虚拟为一个大的逻辑计算机。虚拟机主要采用分区技术，分区能够将物理系统资源划分成多个不同、单独的部分，各部分彼
此独立操作，每个分区只能占用一定的系统资源。
2．VMware虚拟机简介
VMware公司提供工作站、部门服务器和企业机服务器的虚机解决方案，分别是VMware Workstation、VMware GSX Server和VMware ESX server。
VMware ESX server属高阶产品，它本身就是一个操作系统，并不需要HOST OS的支持。它能够在高性能的环境中提供服务器整合和分区管理，为用户提供先进的资源管理功能，以及带有远程web 管理和客户端管理功能。
VMware GSX Server需要安装在HOST OS上，支持Windows 2000 Server以上的Windows系统或者Linux(如RedHat、SUSE、Mandrake等)，具有远程web管理和客户端管理功能。
VMware Workstation提供本地的虚拟服务器，功能与VMware GSX Server 没有太大的区别，但没有Web 远程管理和客户端管理功能。
3．虚拟交换机和虚拟网络适配器
VMware难能可贵之处在于，它不但能够虚拟出单一的系统，而且能够虚拟出复杂的网络。
虚拟交换机能将将一台或多台虚拟机连接到宿主主机或其它虚拟机。在VMware Workstation 6下，可以根据组网的需要选择虚拟交换机，最多可用10台虚拟交换机，即从VMnet0到VMnet9，如图5-2所示。
图5-2 虚拟交换机
虚拟网络适配器（Virtual Ethernet Adapter，也称为虚拟网卡）在新建虚拟机过程中，无论选择了桥接模式、仅主机模式和NAT模式任一种连网模式，都会为虚拟机自动创建虚拟网络适配器，如图5-3所示。
图5-3 虚拟网络适配器
另外，还可以通过虚拟机配置面板，为一个虚拟机最多设置3个虚拟网络适配器，如图5-4所示。设置完毕，可以进入Windows 2003 Server客户操作系统，在设备管理器中发现这三个虚拟网络适配器，如图5-5所示。
图5-4 设置3个虚拟网络适配器
图5-5 新增的本地连接
4．虚拟机的连网模式
大家在安装完虚拟机后，默认安装了两个虚拟网卡，VMnet1和VMnet8，其他的未安装（当然也可以手动安装其他的）。其中VMnet1是host网卡，用于host方式连接网络的。VMnet8是NA T网卡，用于NAT方式连接网络的。它们的IP地址是随机生成的，如果要用虚拟机做实验的话，最好将VMnet1到VMnet8的IP地址改掉。习惯上把VMware虚拟网卡使用的网段固定，使用如下原则：VMnet1对应的网段是192.168.1.0，VMnet2对应的网段是192.168.2.0，其他的类似。
网络连接的方式主要有：Bridged（桥接）、NA T、host（主机网络）三种方式。
（1）使用桥接网络该方式的拓扑图如图5-6所示。
在这种模式下，虚拟系统就像是局域网中的一台独立的主机，与宿主计算机平等的存在于网络中，你必须像对待局域网中的其他真正的机子一样来对待它（比如分配你的局域网所要求的网络地址、子网掩码、网关等）。使用bridged模式的虚拟系统和宿主机器的关系：就像连接在同一个Hub上的两台计算机。虚拟系统与宿主计算机以及宿主计算机所在网络的其他计算机都可以相互访问。如果你想利用VMWare 在局域网内新建一个虚拟服务器，为局域网用户提供网络服务，就应该选择桥接模式。
图5-6 使用桥接网络
说明：使用VMnet0虚拟交换机，此时虚拟机相当与网络上的一台独立计算机与主机一样，拥有一个独立的IP地址。使用桥接方式，A，A1，A2，B可互访。
（2）使用NAT模式该方式的拓扑图如图5-7所示。
这种模式下，虚拟系统的网卡连接到宿主计算机的VMware Network Adapter VMnet8网卡上（宿主计算机安装了VMWare软件后会自动添加VMware Network Adapter VMnet1和VMware Network Adapter VMnet8两个网卡，可以在宿主计算机的网络连接里查看。如果你希望虚拟系统连接外部网络，这种模式最简单，虚拟系统不用做任何网络设置就可以访问外部网络。
使用NA T模式的虚拟系统和宿主计算机的关系：宿主计算机就相当于是开启了DHCP功能的路由器，虚拟系统就是内网中的一台实际的机器，通过路由器的DHCP服务获得网络参数。虚拟系统可以访问宿主计算机所在网络的其他计算机（反之不行），可以与宿主计算机互访。
图5-7 使用NA T模式
说明：使用Vmnet8虚拟交换机，此时虚拟机可以通过主机单向网络上的其他工作站，其他工作站不能访问虚拟机。使用NAT方式，A1，A2可以访问B，但B不可以访问A1，A2。但A，A1，A2可以互访。
（3）使用主机网络该方式的拓扑图如图5-8所示。
这种模式下，虚拟系统的网卡连接到宿主计算机的VMware Network Adapter VMnet1网卡上。默认情况下，虚拟系统只能与宿主计算机互访，这也是Host-only的名字的意义。此时相当于两台机器通过双绞线直连。如果你想利用VMWare创建一个与网内其他机器相隔离的虚拟系统，进行某些特殊的网络调试工作，可以选择Host-only模式。
图5-8 使用主机网络
说明：使用Vmnet1虚拟交换机，此时虚拟机只能与虚拟机、主机互访，也就是不能上Internet，使用Host方式，A，A1，A2可以互访，但A1，A2不能访问B，也不能被B访问。
5.实际应用分析：现在最普遍使用的是ADSL宽带，使用桥接方式，主机可以上网，但是虚拟机上的操作系统是不可以上网的。此时你的主机就相当于A，而虚拟机就相当于A1，除非你再向运营商（如电信，网通）申请个IP地址。但是，如果你有宽带路由器的话，那么就可以使用桥接方式上网，因为此时你申请的IP地址是保存在路由器上，而不是你的计算机机器上，这样包括你的主机，虚拟机，也包括连在路由器上的其他计算机，都将可以上网，他们共同使用由路由器自动分配的IP地址，IP地址一般是192.168.0.XXX。
如果使用NA T方式，只要你的主机可以上网，虚拟机总是可以上网的（前提条件是：不乱改写IP，网关，DNS等信息）。
举例：假设主机的VMnet1使用网段地址为192.168.10.0，VMnet8使用网段地址为192.168.80.0，网关地址为192.168.80.254（也就是NAT路由器地址，可自己设置，在VMnet8上），主机网卡使用地址为192.168.1.1。
（1）、使用桥接方式，虚拟机A1的IP地址可以设置成192.168.1.5（与主机网卡地址同网段的即可），其他的诸如网关地址，DNS，子网掩码均与主机的相同。
（2）、使用NAT方式，虚拟机A1的IP地址可以设置成192.168.80.5（与VMnet8使用相同的网段），网关是NA T路由器地址，即192.168.80.524
（3）、使用host-only方式，虚拟机A1的IP地址可以设置成192.168.10.5（与VMnet1使用相同的网段）说明：一般用户不需要自己手动设置，选择自动获取，或开启DHCP服务即可。
5.1.3 任务实施
我们在任务实施中将组建真实的虚拟网络，下面进行介绍。
一个网络至少需要两台计算机，如果想实践构建较为复杂的网络(例如包括多个子网)，3-4台计算机是最小的要求了。现在，我们有VMware，这个软件允许你在同一台机器上建立多台虚拟机并将之构建成网络。下面，我们将一步步在VMware环境中建立一个完全真实的windows网络。这里，我们使用的是VMware Workstaion 6.0。
我们在上一节相关知识部分曾经介绍过简单的VMware网络，VMWare提供了三种工作模式，它们是bridged(桥接模式)、NAT(网络地址转换模式)和host-only(主机模式)。这三种模式主要是为了用户建立虚拟机后可以根据现实网络情况方便的把虚拟机接入网络。我们理解了这三种网络的工作原理，就可以用VMware任意定制自己的网络结构。
当我们安装完成VMware Workstation后，我们会发现在网络连接里将多出两块块虚拟网卡，如图5-9所示。
图5-9 新增了两块虚拟网卡
用ipconfig命令查看新增加的网卡的属性可以发现，这两块网卡分别属于不同的子网，如图5-10所示。
图5-10 新增的虚拟网卡的信息
在上节中我们曾经介绍过桥接模式是把虚拟机的网卡直接桥接在你的真实网卡上，并不会在你的系统中生成一块独立的网卡。桥接模式组成的网络在VMware中以VMnet0表示，实际上可以看成你本机所在的真实局域网在虚拟机网络中映射，通过VMnet0也即桥接模式接入网络的虚拟机相当于通过一个交换机和你的真实机器一起接入了你实际所在的局域网。如果你的局域网提供了DHCP服务，那么你的桥接网络机器可以自动获得局域网的IP。如果你在通过桥接网络接入网的虚拟机上运行ipconfig命令，可以看到虚拟机的IP地址与真实主机在同一个局域网段内。对于网上的其它机器而言，就如同本网段新增了一台真实的机器一样。
再来看新增的两块网卡：
“Ethernet adapter VMware Network Adapter VMnet1”用于本机与使用NAT网络模式的虚拟机相连，使用这种模式建立的虚拟机处于虚拟机的VMnet1子网内，在这个子网中，VMware还提供了DHCP服务让子网的虚拟机可以方便的获得IP地址。当然，你也可以为处于此子网的虚拟机手动设置IP，不过一定要注意地址要在VMnet1设定的网段内。这时，你的真实主机将做为VMnet1的网关，也即虚拟网络VMnet1与现实局域网之间的路由器在两个网段间转发数据。VMnet1的特殊之处在于VMware为这个网段默认启用了NA T服务，如图5-11所示。
图5-11 在虚拟子网中启用NA T
“VMware Network Adapter VMnet8”这块网卡主要用于真实主机与处于host-only(主机模式)的虚拟机相连，处于这种模式的虚拟机位于VMware虚拟网络的VMnet8子网内，这个子网除了IP段不同和没有提供NA T服务外，与VMnet1也就是NA T模式组成的虚拟子网没有什么不同。如果你激活VMnet8子网的NA T服务，这样VMnet8就成为了另一个NA T模式的子网。如果在默认不激活NAT的情况下，该子网的虚拟机将只能与VMnet8网内的其它虚拟机以及真实主机通信，这就是“host-only”名称的由来。
打开VMware的网络设置对话框，如图5-12 所示。在该对话框中可以看见有10台虚拟交换机。虚拟交换机和一台物理交换机一样，一台虚拟交换机能把主机、虚拟计算机和其它网络设备连接在一起。在VMware Workstation安装后，交换机将根据组网的需要由VMware Workstation自动创建并自动使用，在Windows系列的主机上，最多可用10台虚拟的交换机，但在Linux 主机上，您可使用多达256台的虚拟交换机。通过VMware Workstation创建的虚拟交换机，可以将一台或多台虚拟机连接到主机或其它虚拟机。
图5-12VMware中的各个子网与主机中网卡的对应关系
你可以在这里点击每个字网后的【>】按纽设置该子网的IP地址和是否启用DHCP等，如图5-13所示。
图5-13 设置子网和DHCP
在VMware里最多可以有9个不同的虚拟子网，有三个在软件装好后已经启用了，它们是VMnet0，VMnet1，VMnet8，如图5-14所示。
图5-14已经启用的虚拟子网
在“主机虚拟适配器（Host Virtual Adapers）”标签页里，可以添加更多的虚拟网卡并把这些网卡接入相应的虚拟网络，如图5-15所示。
图5-15 主机虚拟适配器对话框
单击图5-15 中的“添加”按钮，即可增加虚拟网卡，如图5-16所示。
图5-16 向真实主机中新增虚拟网卡
通过这些介绍，我们可以看到，VMware中的三种网络模式只是为了方便快速将虚拟机加入真实网络的一种预定义模式而已，当你安装好VMware Workstaion后，软件会预先设置好三个虚拟子网以对应三种基本模式。我们完全可以通过定制这些网络的属性改变它的默认行为，例如让host-only模式转变为NA T模式或反之亦然。也可以向真实主机添加更多的虚拟网卡从而启用更多的虚拟子网（虚拟子网数最多可以有9个）。真实的主机是所有虚拟子网的中心，连接着全部虚拟子网。另外，你可以向一台虚拟机中加入多块分属不同虚拟网络的网卡，如图5-17所示，在虚拟机中添加虚拟网卡，这样让一台虚拟机连接不同的虚拟子网，由连接全部虚拟子网与真实网络的主机，与多台属于一个或多个虚拟子网的虚拟机就可以共同组建复杂的虚拟与现实的混合网络。我们可以在这个真实的虚拟网络中实际各种网络技巧。
图5-17在虚拟机中新增虚拟网卡
下面我们介绍一个复杂网络的组建，网络拓扑图如图5-18所示。
图5-18 VMware虚拟网络结构拓扑图
利用VMware Workstation提供的虚拟网络设备，我们可以组建较为复杂的自定义虚拟网络，该网络在主机上可以完整的远行，同时，它也可以连接到一个或多个外部的物理网络，包括家庭网络，小型办公网络Intrernet。在VMware Workstation上创建一个自定义的虚拟网络非常简单，只要我们为虚拟机添加一个或多个虚拟的以太网适配器以及交换机，然后选择相应的网络类型即可。
要组建这个网络，必须新建四台虚拟机，然后使用“虚拟机设置”对话框为它们添加虚拟以太网适配器并为它们选择网络连接类型，另外，你还需要在每一台虚拟机中安装适当的操作系统和应用程序软件，并且要在每一台虚拟机中进行适当的网络设置。
下面，我们就利用VMware Workstation提供的网络组件，按照图5-18所示的网络拓扑图分步组建这个自定义网络。
1）利用“新建虚拟机向导”创建四台新的虚拟机：第一台虚拟机使用两块虚拟以太网适配器，在利用“新建虚拟机向导”创建该虚拟机时，选择“使用桥接网络”，如图5-19所示，直接为它添加第一块以太网适配器。
图5-19 新建立虚拟机
该虚拟机以后就可以使用主机的物理适配器连接到Internet了；其他三台虚拟机，可以先在“新建虚拟机向导”上选择“不使用网络连接”，如图5-20 所示。
图5-20选择不使用网络连接
2）打开第一台虚拟机，不要启动，在VMware Workstation的“摘要视图”上单击“编辑虚拟机设置”打开“虚拟机设置”对话框，在该对话框上单击“添加”打开“添加硬件向导”，如图5-21 所示，选择“以太网适配
器”。
图5-21添加以太网适配器
然后单击“下一步”选择“自定义”单选框并从下拉列表中选择“VMnet2”交换机，如图5-22所示，最后，单击“完成”并在“虚拟机设置”对话框上单击“确定”就可为第一台虚拟机添加第二块以太网适配器了。
图5-22 选择“VMnet2”交换机
3）打开第二台虚拟机。不要启动，按上面的方法为第二台虚拟机添加一块以太网适配器并把它连接到交换机“VMnet2”上。
4）打开第三台虚拟机。不要启动，按上面的方法为第三台虚拟机添加第一块以太网适配器并把它连接到交换机“VMnet2”上。
5）打开第三台虚拟机，不要启动，再次按照上面介绍的方法为第三台虚拟机添加第二块以太网适配器并把它连接到交换机“VMnet3”上。
6）打开第四台虚拟机。不要启动它，按照上面介绍的方法为第四台虚拟机添加以一块以太网适配器并把它连接到交换机“VMnet3”上。
7）经过上面的步骤，这个自定义网络的“物理”连接我们已经完成，下面我们为这个网络设置交换机使用的子网和操作系统支持。首先，我们先来确定用于交换机VMnet2的子网地址。在VMware Workstation 的菜单栏上选择“编辑”|“虚拟网络设置”命令打开“虚拟网络编辑器”对话框，切换到“主机虚拟网络映射”选项卡，如图5-23 所示，单击VMnet2后面的“>”按钮打开“子网”对话框，如图5-24所示，输入一个C类地址，比如“192.168.119.0”后单击“确定”，这样我们就可以手动为连接在VMnet2交换机的虚拟机分配在子网“192.168.119.0”中的IP地址了。
图5-23 “主机虚拟网络映射”选项卡
图5-24设IP和子网掩码
VMware Workstation在安装时为主机安装了一个DHCP服务，我们还可以把VMnet2添加到DHCP的服务列表中，让DHCP为连接到VMnet2交换机上的虚拟机自动分配一个在子网“192.168.119.0”中的动态IP地址。在图5-25中，切换到“DHCP”选项卡，单击“添加”，在打开的对话框上选择“VMnet2”后单击“确定”回到“虚拟网络编辑器”对话框的“DHCP”选项卡，在该选项卡上，单击“应用”，如图5-25 所示，VMnet2及先前我们为VMnet2设定的子网就添加到DHCP的服务列表中了。
图5-25 添加DHCP
8）用同样的方法，为交换机VMnet3指定子网，比如“192.168.32.0”，并添加它到DHCP的服务列表中。9）接下来，依次打开每一台虚拟机，然后为虚拟机安装操作系统。
10）为每一台虚拟机的操作系统配置网络支持，我们先来配置第一台虚拟机。第一台虚拟机的第一块以太网适配器使用了“桥接”网络类型，如果使用了宽带路由器，则该虚拟机从外部网络上的路由器动态地获取它的IP地址，那么保持默认设置该虚拟机就应该能访问Internet。
11）对于在第一台虚拟机中的第二个虚拟以太网适配器，在为VMnet2指定的子网中手动指定一个IP 地址，或者保持默认设置，让VMware Workstation自带的DHCP服务为它自动分配一个VMnet2子网中的动态IP地址。
12）在第二台虚拟机中，在为VMnet2指定的子网中手动分配一个IP地址，或者保持默认设置，让VMware Workstation自带的DHCP服务为它自动分配一个VMnet2子网中的动态IP
13）在第三台虚拟机中，两块以太网适配器分别连接到交换机VMnet2和VMnet3。对于每一个虚拟以太网适配器，我们可以在它连接到的交换机的指定子网中手动为它们分配一个固定IP地址，也可以让VMware Workstation自带的DHCP服务在它们各自连接到的交换机的指定子网中自动为它们分配动态IP地址。
14）在第四台虚拟机中，在为VMnet3指定的子网中手动分配一个IP地址，或者保持默认设置，让VMware
Workstation自带的DHCP服务为它自动分配一个VMnet3子网中的动态IP地址。
15）经过上面的步骤，自定义的虚拟网络的组建工作就基本上完成了，余下的工作，就是为每一台虚拟机中安装需要的应用程序软件。安装完成后再经过文件共享设置和权限设置，就可以相互访问了。
注意：防火墙的设置，开启Guest用户，还要有共享的文件夹里设置，共享-权限，和安全选项里都要添加Everyone等。
5.1.4 任务总结与回顾
本任务我们较为详细地介绍了Vmware的一些基本知识，包含与主机的联网方式，Vmware中的虚拟网卡和虚拟交换机，同时我们较为详细地介绍了在Vmware中组建真实的计算机网络的方法，这对于只有单机的计算机用户来说，是非常有用的，因为它可以提供我们真实的学习环境，当然，如果有条件，有真实的实训环境，我们也可以对在Vmware中进行的实验进行验证。
5.1.5 习题
1. Vmware有哪几种联网方式？
2. Vmware的Vmnet0---- Vmnet9各自代表什么含义？
3.如何在Vmware配置IP地址？
4. Vmware如何与真实主机组建局域网，并实现互访？
5.如何在Vmware中组建局域网？
6.上机操作：通过Vmware的虚拟机安装Windows XP系统与真实的主机Windows 2003系统进行文件互访问。