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1、 使用 CygWin 和 SUsE Linux 构建类 Unix 的实验教学环境舟摘要目前 linux 操作系统是高校计算机专业常见的实验课程，但 linux 实验平台的几种常用建设方法都存在着诸多问题。论文提出新的方案：建立一台 suse linux 主服务器，在 windows 平台下安装 cygwin 软件，学生先在 cygwin 环境下进行实验，然后通过 telnet 以多用户方式连入主服务器进行验证操作。该方案不但减少了机房的维护工作量，节省了实验室资金，而且教学效果改善明显，为操作系统实验教学的改革提供了有益的思路并起到推广作用。关键词实验教学环境；suse linux：cygwi
2、n；终端登录一现状与问题操作系统课程是普通高校本科计算机及相关专业的核心基础课程，与此相匹配的实践课程的讲授不仅能加深理论知识的理解，在应用性和操作性上也具有很强的现实意义。linux 是免费使用和自由传播的类 unix 操作系统，有着强大的网络优势和极为突出的安全性、稳定性和可移植性，无论是智能手机、pc，还是小型机，都可以运行 linux，linux 占据着越来越大的市场份额，同时linux 可以作为应用服务器、数据库服务器、网络服务器、交换机、路由器等众多软件和设备的支撑平台。因此，市场对掌握 linux技术的人才有大量的需求，所以教授 linux 对学生就业也有现实意义。另一方面，li
3、nux 的操作方法基本与 unix 相同，有了 linux 这个基础，为学生以后在其他操作系统上工作提供了便利。当前，很多高校的计算机实验室要为众多的计算机相关课程服务，受到资源限制，不可能单独建立以 unixlinux 为操作系统的实验室，为了提高设备的利用率，linux 的实验环境一般会和网络机房共同建设，以 windows 平台为主，并通过硬盘保护卡对系统进行保护，在这种条件下建立 linux 实验环境的常用方法有以下几种。(1)直接安装。直接把 linux 安装到每一台学生机上，好处是速度快，学生上机实验时能最直观地体验到真实的 linux，但考虑到兼容性，需要安装双系统(window
4、s+linux)。而由于硬盘保护卡无法对 linux 进行自动复原，只能采用完全备份方式，导致硬盘资源浪费严重，手动复原所需时间长，影响实验课的上课效率。(2)虚拟机方式。在 windows 环境下安装虚拟机软件，如virtual pc、vmware，然后在虚拟机上安装 linux 系统，好处是可以使用原有的系统保护功能，windows 环境几乎不受影响，机房维护轻松。缺点也很明显：虚拟机太慢，实验代价偏大。首先需要打开虚拟机软件，再激活 linux 仿真系统。这个开启过程很耗时，尤其是对于配置较低的 pc。使用虚拟机的实验环境与真实 it 企业中 linux 开发环境相去甚远。真实的类 un
5、ix 系统管理和开发是不会使用虚拟机的。(3)主服务器方式。在机房中只建立一台 linux 操作系统服务器， 学生在 windows 操作系统下，通过网络方式连入 linux 系统主机，好处是学生能使用到真实的 linux 系统，并对众多学生机上的windows 系统也没有影响。但要求服务器有较好的配置，如果性能一般，当有很多用户同时登录到主服务器上时，会导致服务器不堪重负，造成宕机或客户端相应过慢。(4)drbl 方式。无盘工作站远程启动 linux(disklessremote boot in linux)，在一台 linux 服务器上安装 drbl 软件，可以将linux 系统同时提供给
6、大量的终端操作与使用，学生机不需要安装任何软件，并能与客户端现有系统共存，学生能直观的使用到linux 系统，但需要所有计算机的主板和网卡都支持 pxe 网络启动，必须在服务器安装两块以上的网卡，连接不同的交换机，而且网速并发无法实现，当接驳终端超过 40 台时效果下降明显。由此可见，现在高校构建 linux 实验平台最常见的几种方法都有自身的一些优缺点，所以笔者提出如下方案来解决上述问题。在学生机的 windows 操作系统下安装 cygwin 软件，在网络机房中使用一台计算机安装 linux 操作系统，作为主服务器，学生先使用 cygwin 软件在各自计算机上进行实验，当实验完成或接近完成
7、时，才通过 telnet 方式连入主服务器进行运行和测试。该实验教学环境不影响现有 windows 平台，减少了机房的维护工作量，并且与大中型 it 公司的开发环境非常接近，有利于学生的就业。基于此方案构建的教学环境可以为 shell 编程、linux 常用命令、 cc+程序设计、php 开发等实验教学服务，但不大适合 linux 系统安装配制、内核编程、服务器软件安装使用等教学内容的实验。二实验环境的设计与实现1整体结构利用已有的网络实验室，在学生机上安装 cygwin、securecrt等软件，使用一台计算机作为硬件平台，安装 suselinux 操作系统，学生机通过 telnet 方式登
8、陆主服务器。整体结构如图 1 所示。2主服务器的搭建虽然基于相同的 linux 内核，但 linux 的发行版本种类繁多特色各异，novell 公司的 suse linux 是个不错的选择。suselinux 起初是以 slackwarelinux 为基础的一款德文操作系统，第一个产品诞生于 1992 年。2004 年 1 月 suselinux 被novell 收购，之后 suselinux 专注于企业级服务器的开发，novell 公司也与 iip、intel、microsoft、ibm、富士通等多家软硬件公司形成战略合作关系，suse lmux 的应用涉及金融、通信、计算机、教育等多个领域
9、，客户包括汇丰银行、伦敦证券交易所、中国民生银行、中国电信、中兴通讯、华为、sap、sony、nec、东软、中国科技大学、新加坡国立大学、国立台湾师范大学等。选择 suse linux 的目的就是希望让实验环境更接近于企业，为 学生的就业造成良好的影响。suse linux 的安装过程和安装 wmdows 非常接近，该实验环境安装的版本是：suse linux enterprise server 10 forx86。其安装和配置有以下几点需要注意：(1)分区的大小。考虑到 linux 主服务器需要支持多用户，并且需要安装各种服务器软件(数据库、web 服务器、网络服务器)，所以以往根分区 15
10、g 的大小是远远不够的，至少需要 50g80g 的磁盘空间，当然，这个分区的大小还要视安装服务器软件的多少而定。(2)固定 pp 地址。为主服务器设置固定的 ip 地址，方便学生上机时通过 ip 地址登录到 linux 主服务器。(3)建立多用户。linux 天生是一个多用户操作系统，它可以为每个用户分配各自的资源(主要是文件系统及权限)，而且互不影响。为了让学生独立的完成实验，可以根据学号建立用户，例如一学期有 4 个班 160 多个学生开设 linux课程，使用相同的实验室，那么这个 linux 主服务器需要建立 160多个用户。当要进行服务器管理实验时，可以建立群组，例如mysql 组、
11、tomcat 组、apache 组等。(4)打开 telnet 服务。telnet 服务在 suse linux 10 中是默认不安装的，需要使用 yast2 工具安装 telnet 服务(命令：yast2 metd)，并开启防火墙的 23 端口(命令：yast2firewau)。如果主 服务器频繁开关机，还需要将 telnet 服务设置为默认开机启动。(5)打开 ftp 服务。ftp 服务和 telnot 服务一样，在 suselinux 10 中是默认不安装的，主服务器选择安装的是 vsftp，安装完毕后需要修改 vsftp 的配置文件(etcvsftpd.conf)，将服务器方式设置为本
12、地，设置监听端口为 21，同时放开防火墙对 ftp 所使用的 20 和 21 端口的限制，最后重新启动 xinetd 服务和 vsfqod服务。3客户端 cygwin 的安装cygwin 是一个在 windows 平台上运行的 unix 模拟环境，它是cygnus solutions 公司开发的自由软件，目前由 redhat 负责维护。cygwin 由一个 posix 层和一组移植到 windows 操作系统上的 gnu工具集组成。这些工具包括：bash 脚本语言环境、gcc、gdb、vi、ncfto、wget、openssh、cvsrcs、texlatex、bc、gnupg。除此之外，cyg
13、win 还提供了大量的 unix 系统调用，使得开发者在不需要彻底修改源代码的情况下，可将一些重要的unix 应用程序移植到 win32 环境。因此，有很多的 it 公司都在使用 cygwin 作为前期开发工具。cygwin 可以在 windows 95 以后的所有 windows 平台上运行，它使得在没有 linux 的情况下，也可以使用 shell 命令行环境。本质上说，cygwin 是 wmdows 平台下的一款应用软件，所以不必担心安装 cygwin 会破坏 windows，wmdows 环境的系统保护也不会 有影响，因此机房的维护工作量没有任何增加。与虚拟机不同，cygwin 启动迅
14、速，其目录结构也与类 unix 系统几乎完全一致，提供的 api 尽量与 linux 保持一致，所以其使用体验就感觉是在 linux 上工作一样。cygwin 软件的安装方式主要有两种：一种是从 intemet 上安装；另一种是先下载安装包，之后从本地硬盘上安装。当网络情况不稳定时，建议使用后一种方式安装。安装完成后，在桌面会生成一个批处理文件：cygwin.bat，运行它即可启动一个 bash 进程，在该命令行窗口下，可以直接运行一系列的 unixlinux 命令。4客户端其他工具的配置在 windows 环境下，学生机可以通过 command 中的 telnet 命令登录 linux 主服务器。在这方面，功能更强也更常用的是securecrt，它是一个终端仿真程序，常用于连接远程的 unix 或vms 主机。除了支持 telnet 协议外，还支持ssh、rlogin、serial 等其他协议。seeurecrt 提供了丰富的终端功能，可以进行颜色设置、屏幕缓冲设置、屏幕尺寸设置，用户还可以进行会话管理和自定义键位图，支持命令的
