大连理工大学网络教育学院
本 科 生 毕 业 论 文（设 计）
题 目：VMware虚拟机的安装与配置
层 次： 专科起点本科
专 业： 计算机科学与技术
年 级： 年 季
学 号：
学 生：
指导教师：
完成日期： 2022年5月30日
在软件开发中，开发者经常会使用到不同的操作系统，在计算机硬件资源受限的情况下，虚拟机的出现成为解决多操作系统共存，以及对网络环境模拟方法之一。
虚拟机指通过软件模拟的具有完整硬件系统功能的、运行在一个完全隔离环境中的完整计算机系统。通过虚拟机软件，可以在一台物理计算机上模拟出一台或多台虚拟的计算机，这些虚拟机完全就像真正的计算机那样进行工作，在虚拟机上可以安装操作系统、安装应用程序、访问网络资源等等。对于用户而言，它只是运行在物理计算机上的一个应用程序，但是对于在虚拟机中运行的应用程序而言，它就是一台真正计算机。
本论文通过在宿主机上实现WMware虚拟机的安装与配置，从而的掌握虚拟机的原理和使用方法。
关键词：虚拟技术；虚拟机；VMware
目 录
内容摘要........................................................................................................................... I
1.2 本文的主要内容及组织结构........................................................................... 2
2.2 虚拟机的主要技术与分类............................................................................... 4
2.2.2 虚拟操作系统模式................................................................................. 5
3 VMware虚拟机的安装与配置............................................................................... 10
4.1 虚拟机操作系统的安装................................................................................. 15
4.2.1 桥接模式连网和虚拟网桥（Bridge）................................................ 18
4.2.2 NAT模式连网和NAT设备................................................................ 20
4.2.3 仅主机模式和主机适配器................................................................... 22
引 言
虚拟机指的是在自己当前使用的操作系统基础上安装并利用专门的虚拟机软件（常用的有VMWARE和Microsoft的VPC）虚拟出若干台计算机，这些虚拟的多台计算机每台有各自的CPU、内存、硬盘、光驱、软驱、网卡、声卡、键盘、鼠标、串口、并口、USB口等“硬件”设备，当然这些硬件都是虚拟的，实质上它们还是用你计算机中相应的硬件。这些虚拟的计算机可以独立运行，安装各自的操作系统，应用软件、杀毒软件等等，就好像平时用你的计算机一样使用它们。也可以让它们连成一个网络。虚拟机技术引入教学和实验环境的构建中,满足实践教学要求又减少资金和场地投入,为计算机实践教学创造良好的教学条件。
虚拟机的出现为电脑教育教学、软件测试、研发和系统工程师等提供了极大的便利，同时也节省了大量重复系统安装、恢复系统的时间和购置物理设备的成本。使用虚拟机软件可以轻松构建教学和实验环境，通过在一台真实的计算机上安装多个虚拟计算机来模拟真实的网络环境。由于虚拟机拥有众多优势，它必将在今后扮演更加重要的角色。
1 概述
1.1 背景
计算机是人类社会快速发展的产物，自从第一台电子数字计算机的诞生到现在的第五代计算机也就是65年的时间。如今的计算机在经过了电子管、晶体管、集成电路和超大规模集成电路四个阶段的发展后，计算机的体积越来越小，功能越来越强大，应用的范围越来越广泛，应用起来也越来越方便快捷，可以说是现在生活、学习、工作中必不可少的工具之一。随着现代社会信息技术的快速发展，各个行业对电脑的依赖程度大幅提高，同时微型电脑的性能得到了大幅度的提升，伴随着服务器虚拟化市场的发展，已经出现了很多的虚拟软件。由此虚拟机软件开始备受众多IT人员和电脑教学人员的青睐。
虚拟机能够在一台物理计算机上虚拟出一台或多台计算机,进而能够同时运行两个或多个操作系统[1]，并且能够利用虚拟出来的计算机来组建网络,实现单机内局域网。本论文以虚拟机的安装和配置为基础，多方面讲述虚拟机在现实生活中的应用。
本论文主要研究的目的是让越来越多的人来熟悉并开始使用虚拟机软件，同时让虚拟机的强大功能应用到实际工作和研究当中，使虚拟机在实际工作中发挥出最大的作用。
1.2 本文的主要内容及组织结构
本文主要利用虚拟机软件在计算机上虚拟多台计算机，同时运行两个或两个以上操作系统，利用软件模拟真实计算机的行为和功能技术。本文以节约后台服务器的投入成本为主题，探讨如何利用虚拟技术节约台服务器的投入成本。通过一系列的演练与图表来说明虚拟机在安装与配置的整个过程，具有较高高的实用价值。
本文的组织结构：
全文共分五章。
第一章主要是概述本文的背景及文章的组织结构。
第二章对虚拟机技术进行综述。
第三章以图表等方式说明虚拟机的安装与配置过程。
第四章简单介绍虚拟机的使用。
第五章总结论文观点。
2 虚拟机技术综述
2.1 虚拟机的基本概念
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，本章谈论的虚拟机有别于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[2]。
虚拟机体系结构如图2.1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2.1 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：http://www.vmware.com/）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，其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。
2.2 虚拟机的主要技术与分类
虚拟计算机技术是近年来非常热门的技术，已经受到了越来越多的企业和媒体的关注。早在上世纪70年代，IBM研究中心就在实验室里实现了主机镜像，算是最原始的虚拟机了[3]。目前，主流虚拟机技术有：
2.2.1 虚拟硬件模式
虚拟硬件模式是最传统的虚拟计算机模式，它的主要特点是，每一个虚拟机都是一台真正机器的完整复制，一个功能强大的主机可以被分割成许多的虚拟机。目前，这一虚拟技术被广泛借鉴，包括HP VPAR、VMWARE ESX SERVER和XEN在内的虚拟技术都是这样的工作原理。这种技术将计算机、存储和网络硬件间建立了一个抽象的虚拟化平台，使得所有的硬件被统一到一个虚拟化层次中。这样，在这个平台的顶部创建的虚拟机具有同样的硬件结构，提供了更好的可迁移性。在这种模型中，每个用户都可以在他们的虚拟机上运行程序、存储数据，甚至虚拟机崩溃也不会影响系统本身和其他的系统用户。所以，虚拟机模型不仅允许资源共享，而且实现了系统资源的保护。
虚拟硬件虚拟技术有两个显著特点。第一，无论哪款产品，都可以直接用系统处理器执行CPU指令，根本涉及不到虚拟层。第二，实现真正的分区隔离，每个分区只能占用一定的系统资源，包括磁盘I/O和网络带宽，并提高了系统的整体安全性。
目前，此类虚拟机的典型产品有Vmware 的Workstation、GSX Server、ESX Server和Microsoft的Virtual PC、Virtual Server以及Parallels Workstation等[5]。以上的几种虚拟机软件都具有同样的特点：虚拟了Intel x86平台，可以同时运行多个操作系统和应用程序。通过使用虚拟化层，提供了硬件级的虚拟，即虚拟机为运行于虚拟机的操作系统映像提供了一整套虚拟的Intel x86兼容硬件。这套虚拟硬件虚拟了真正服务器所拥有的全部设备：主板芯片、CPU、内存、SCSI和IDE磁盘设备、各种接口、显示和其他输入输出设备。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。
对于VMware来说，该公司提供了从工作站版本到服务器版本，从迁移工具到管理工具的一系列产品，形成了一整套的解决方案。作为这个行业的领头羊，Vmware仍然具有比较大的技术优势。但是，该公司一个比较大的问题是价格问题。虽然，Vmware公司已经推出了多个免费版本的产品，但是Vmware核心的企业级产品ESX Server不是免费的，而且价格不腓。然而，对于真正虚需要使用该产品的用户们来说，价格也许并不成问题。
作为虚拟机技术领域的“第二号人物”，微软这几年的脚步有些慢。在推出了Virtual PC 2004之后，虽然推出了服务器级产品Virtual Server 2005。但Virtual Server 2005并没有什么过人的优势，功能上能与VMware GSX Server进行竞争，但迫于市场的压力，Virtual Server 2005已经免费了。
Parallels是虚拟机技术领域的后起之秀，目前只有工作站级产品，但是其推出的MAC OS版本的产品已经在网上炒的沸沸扬扬。Parallels Workstation具有和Vmware Workstation类似的界面和功能，虽然在技术上和Vmware Workstation相比并不占优势，但其最大的诱人之处在于极其低廉的价格[4]。
2.2.2 虚拟操作系统模式
虚拟操作系统模型是基于虚拟机运行的主机操作系统创建了一个虚拟层，用来虚拟机主机的操作系统。在这个虚拟层之上，可以创建多个相互隔离的虚拟专用服务器（Virtual Private Server, VPS）。这些VPS可以最大化的效率共享硬件、软件许可证以及管理资源。对其用户和应用程序来讲，每一个VPS平台的运行和管理都与一台独立主机完全相同，因为每一个VPS均可独立进行重启并拥有自己的root访问权限、用户、IP地址、内存、过程、文件、应用程序、系统函数库以及配置文件。对于运行着多个应用程序和拥有实际数据的产品服务器来说，虚拟操作系统的虚拟机可以降低成本消耗和提高系统效率。
虚拟操作系统模式虚拟化解决方案同样能够满足一系列的需求：安全隔离、计算机资源的灵活性和控制、硬件抽象操作及最终高效、强大的管理功能。每一个VPS 中的应用服务都是安全隔离的，且不受同一物理服务器上的其他VPS的影响。通过专用的文件系统，使得文件浏览对所有 VPS 用户来说就如常规服务器一样，但却无法被该服务器上的其他 VPS 用户看到。能够实时分配、监控、计算并控制资源级别，完成对CPU、内存、网络输入/输出、磁盘空间以及其他网络资源的灵活管理。经过抽象的VPS具有相同的虚拟硬件结构，并可以在任意连网的服务器之间透明迁移，而不产生任何宕机时间。
操作系统虚拟化技术解决了在单个物理服务器上部署多个生产应用服务和存储服务器时所面临的挑战。在应用服务部署完成之后，它们被集中于同一种操作系统以便于管理和维护。操作系统虚拟化是针对生产应用和服务器的完美虚拟化解决方案，共享的操作系统提供了更为有效的服务器资源并且大大降低了处理损耗。通过操作系统虚拟化，上百个VPS可以在单个的物理服务器上正常运行。但同时，这种集中于同一操作系统的特性也注定了该类虚拟机只能在同一台物理服务器上运行同一种虚拟的操作系统。也许，你将拥有一台同时运行100个windows或linux虚拟机的高性能服务器，但你不要想在这一服务器上同时运行虚拟的windows和linux系统。
目前，swsoft的virtuozzo是这一领域的成熟产品。
2.2.3 Xen
在不断增加的虚拟化技术列表中，Xen是近来最引人注目的技术之一。Xen 是在剑桥大学作为一个研究项目被开发出来的，它已经在开源社区中得到了极大的推动。Xen 是一款半虚拟化（paravirtualizing）VMM（虚拟机监视器，Virtual Machine Monitor），这表示，为了调用系统管理程序，要有选择地修改操作系统，然而却不需要修改操作系统上运行的应用程序。Xen是一种特殊的虚拟硬件虚拟机，具有虚拟硬件虚拟机的大部分特性，其最大的不同点在于，Xen需要修改操作系统内核。目前，Xen只支持在Linux系统之上实现的Linux虚拟机。不过，其新的版本将支持Intel公司的硬件虚拟技术Intel-VT，这一个关键技术将可以用以解决Xen在虚拟化Windows系统方面的困难。VMware仍然是虚拟技术领域的领袖，在产品的成熟度方面它比XenSource公司还是有着很明显的优势。但是很多的业内人士认为，由于开源的原因，Xen的实力将会越来越强。目前，开源领域的巨头Red Hat公司以及Novell公司都已经开始将该技术整合进入它们于Red Hat Enterprise Linux 5系统以及Novell、SuSE Linux Enterprise Server 10系统。
2.3 VMware虚拟机
VMware工作站（VMware Workstation）是VMware公司销售的商业软件产品之一。该工作站软件包含一个用于英特尔x86相容电脑的虚拟机套装，其允许用户同时创建和运行多个x86虚拟机。每个虚拟机实例可以运行其自己的客户机操作系统，如（但不限于）Windows、Linux、BSD变生版本。用简单术语来描述就是，VMware工作站允许一台真实的电脑在一个操作系统中同时开启并运行数个操作系统。其它VMware产品帮助在多个宿主电脑之间管理或移植VMware虚拟机[5]。
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。
由于企业市场中高速增加的服务器的巨大数量，VMware工作站的声望获得了增长。将工作站和服务器转移到虚拟机环境，可使系统管理简单化、缩减实际的底板面积、并减少对硬件的需求。
运行VMware工作站进程的计算机和操作系统被称为宿主机（host）。在一个虚拟机中运行的操作系统实例被称为虚拟机客户（guest）。类似仿真器，VMware工作站为客户操作系统提供完全虚拟化的硬件集–例如，客户机只会检测到一个AMD PCnet网络适配器，而和宿主机上真正安装的网络适配器的制造和型号无关。VMware在虚拟环境中将所有设备虚拟化，包括视频适配器、网络适配器、以及硬盘适配器。它还为USB、串行和并行设备提供传递驱动程序（pass-through drivers，指将对这些虚拟设备的访问传递到真实物理设备的驱动程序）。
由于与宿主机的真实硬件无关，所有虚拟机客户使用相同的硬件驱动程序，虚拟机实例是对各种计算机高度可移植的。例如，一个运行中的虚拟机可以被暂停下来，并被拷贝到另外一台作为宿主的真实计算机上，然后从其被暂停的确切位置恢复运行。借助VMware的VirtualCenter（虚拟机中心）产品中一种称为Vmotion的新功能，甚至可以在移动一个虚拟机时不必将其暂停–就是说现在即使在向不同的宿主机上移植虚拟机时，这些虚拟机仍然可以保持运行。
除了为到网络适配器、CD-ROM读盘机、硬盘驱动器、以及USB设备的访问提供了桥梁外，VMware工作站还提供了模拟某些硬件的能力。例如，能将一
