虚拟网络的实现例1

中图分类号:G642文献标识码:A

1引言

目前,各高等院校开设了网络工程专业,该专业的课程(如计算机网络,网络规划与设计等)均需要进行大量网络设备配置实验,但实验室成本对于各院校来说是一项不小的负担,建设一个40人左右规模的网络实验室,成本大约在80～100万人民币左右,这笔费用并不是每个院校都能承担的。同时,上述的实验室由于具体的实验设备还是很少,无法满足学生人手一套设备的需求,因此必须把学生分成4～5人小组进行实验。

近年来,出现了模拟软件来模拟各种实验器材、设备、实验过程以及实验环境。为高校实验教学减轻了一定的压力,如实验和实习费用不足,实验设备陈旧老化,实验场地拥挤,学生人均台、套数少,实物实验次数下降等等。其中典型的有Boson公司出品的NetSim软件和由法国人Chris Fillot开发的Dynamips软件。

Boson NetSim软件采取的是模拟设备的命令行方式,和真实的设备存在很大的差距,而且很多实验内容无法进行模拟。

Dynamips软件通过加载Cisco的IOS软件,可在一台PC上模拟多台Cisco交换机、路由器设备,其最大优势在于可自行设计网络拓扑,在PC上构建一个虚拟的网络环境,但Dynamips是一个命令行程序,在配置实验文件时需手工设置大量参数,不方便用户的使用。而且很多学校的实验室为管理维护的方便,给计算机都安装了还原保护卡,给需要修改配置参数时带来了很多不便。

针对以上问题,本文提出了建立在线虚拟网络实验平台的思路。

2系统架构

在线虚拟网络实验平台的软件体系机构是三层架构(如图1所示),即包括后台模拟器运行服务器、应用服务器、客户端三部分,采用了浏览器/服务器(B/S)的网络计算模式。应用服务器可以在网中的任何位置,运行在任何操作系统上,在处理客户端实验网络拓扑配置,完成客户端与后台模拟器运行服务器之间的通信转接。后台模拟器运行服务器采用Dynamips软件模拟实际的设备,通过采用应用服务器生成拓扑所需要的参数,管理和维护需要模拟的设备。客户端完成与用户的交互,完成拓扑网络的设计和虚拟设备的配置交互。

3客户端

3.1软件要求

客户端的软件要求:

(1) 安装有IE或Firefox浏览器;

(2) 安装J2RE 1.5版本以上插件。

3.2设计方案

客户端完成与用户的交互。由于系统采用的是B/S这种方式,客户端不需要安装额外的软件,只要能够运行基本的浏览器软件并配置相应的Java运行环境。

用户在客户端完成网络实验的拓扑结构,并在此基础上进行实验,这就带来了两个问题:

(1) 如何进行配置;

(2) 如何和后台模拟器运行环境通信。

针对问题1,通过编写Java Applet程序(该Applet后简称Applet A)来完成图形化网络拓扑配置,此外,采用Java Applet的好处还体现在便于和应用服务器实现通信。

针对问题2,通过编写另一个Java Applet(该Applet后简称Applet B)来完成与后台虚拟设备的交互配置。

为了便于用户进行相应虚拟设备数据的配置,即通过点击Applet A网络拓扑上的相应设备,能够在Applet B中进行配置窗口的相应切换,完成与不同虚拟设备之间的交互。Applet A与Applet B的配合通过两个Applet之间的通信来完成。

3.3具体实现

用户在IE浏览器地址栏中输入实验环境的URL地址。用户登录后选择进入具体的实验项目。典型的实验配置为参见图2:

当用户提交用户配置数据时,由Applet生成网络的拓扑数据,并提交给应用服务器。应用服务器将用户转至Applet B所在的配置界面,同时给出所有虚拟设备的URL地址。

例如:telnet://192.168.1.3:2001

用户在配置界面可以完成对制定虚拟设备的配置(如图3),或者通过点击URL地址链接,调用客户端默认的telnet工具访问虚拟设备。

4应用服务器

4.1软件需求

对于应用服务器的要求:

(1) 安装有J2SDK5.0以上版本;

(2) 安装有Apache Tomcat 6.0。

应用服务器采用JSP、Java Servlet技术,应用服务器系统根据功能分为用户管理模块,实验环境配置模块和仿真模块,后台环境管理模块3个子系统(参见图4)。

4.2用户管理模块

用户管理模块完成用户的登录,注册,信息修改,注销功能(参见图5)。

4.3实验环境配置模块

实验环境配置模块要完成以下3个功能:

功能1:提供客户端需要的Web页面和Java Applet程序。

功能2:对用户提交的网络配置数据处理,生成后台模拟器运行所需的配置文件,并将生成的配置文件提交给后台模拟器运行环境。

功能3:完成通信的转接,即实现客户端Applet与后台虚拟设备的通信。

上述三个功能分别由客户端交互模块,实验数据配置生成模块和通信模块完成(参见图6)。

(1) 客户端交互模块

对于功能1的实现是比较简单的,编写JSP代码实现用户页面,编写Java代码实现Applet,需要注意两个Applet之间的通信。

(2) 实验数据配置生成模块

对于功能2的实现,通过Servlet实现。对于每个用户发起的配置请求(Applet A发起),启动一个新的线程完成对用户配置数据的处理,实验数据配置生成模块生成后台模拟器运行环境的运行参数并将其提交给后台模拟器运行服务器,由后台模拟器运行服务器环境负责虚拟实验环境的建立。由于存在多个用户同时进行实验,这里需要采用多线程处理。

(3) 通信模块

对于功能3的实现,也通过Servlet实现,当功能2的Servlet完成工作后,创建一个新的线程完成Applet B与后台虚拟设备之间通信转接。

通信模块负责与客户端的通信,这里由一个线程池来完成,线程负责将Applet B发来的命令转发到后台虚拟设备上,同时将后台虚拟设备的输出转发至Applet B。

4.4后台环境管理模块

实验管理模块完成对正在进行实验的管理,清理不必要的数据。

4.5具体实现

客户交互模块根据用户提交的配置数据,启动一个新的线程完成对用户配置数据的处理,实验数据配置生成模块生成后台模拟器运行环境的运行参数并通过通信模块将其提交给后台模拟器运行服务器,由后台模拟器运行服务器环境负责虚拟实验环境的建立。由于存在多个用户同时进行实验,这里需要采用多线程处理。

生成后台模拟器运行环境的运行参数举例如下:

dynamips-wxp.exe -T 2001 -P 7200 -r 128 --disk0 4 -t npe- 400-c 0x2142 -p 0:C7200-IO-FE -p 1:PA-2FE-TX- s0:0:gen_eth:"\Device\NPF_{953246C0-1275-426B-9803-B4C

171D808DE}" ..\C7200-JK.BIN --idle-pc=0x60801e14

在后台模拟器运行服务器启动虚拟实验环境后,由通信模块完成客户端Applet B与后台虚拟设备之间通信转接。

5后台模拟器运行服务器

5.1软件及硬件需求

对于后台模拟器运行服务器的硬件要求CPU速度1.6GHz以上,内存容量2G以上。

系统环境及软件要求:

(1) WindowsXP或Windows 2000 Server操作系统。

(2)dynamips-0.2.7。

(3)Cisco IOS映像文件:c3640-is-mz_120-7_t.Bin或c7200-js-mz.122-11.T.Bin。

5.2设计方案

后台模拟器运行服务器负责接收应用服务器发来的指令和配置文件,根据指令和配置文件运行虚拟设备,停止虚拟设备,及相应的管理功能。后台模拟器运行环境的基础是Dynamips软件。

5.3具体实现

后台模拟器运行服务器采用Java编写,使用Socket编程与应用服务器通信模块进行通信。

当收到应用服务器发来的指令和配置文件后,启动一个新的线程,使用Runtime的exec()方法执行收到的命令,实现运行虚拟设备,停止虚拟设备,及相应的管理功能。

当收到由通信模块客户端Applet B对虚拟设备的配置命令后,将其发送给具体的虚拟设备,并捕获输出,由通信模块转发给Applet B,完成具体的配置工作。

6总结

通过对本平台的试用,学生对在线虚拟网络实验平台反映良好,大大提高了学生的动手能力。

在线虚拟网络实验平台与传统的网络实验室相比,主要拥有如下优势:

(1) 充分发挥模拟软件的优势,将理论与实践相结合,以往如OSPF路由配置等需要大量的PC机或网络设备的实验,如今只要在一台PC客户机上就可实现,加深学生对于理论知识的理解。

(2) 在实验过程中无需担心学生误操作或是恶意操作,如修改网络设备密码或删除Flash文件等。由于所有的网络配置实验均在远端服务器上由软件完成,即使在操作过程中出现了无法恢复的错误时,也无需担心,只要将软件复位,即可重新开始实验。

(3) 减轻实验室维护教师的维护负担,每次实验完毕后,无需对网络设备进行一一复原。

(4) 大量节约成本,使学生能在虚拟环境中配置价格昂贵的网络设备,有效提高学生的实践技能。

(5) 提高学生的创新能力,使实验不受设备等硬件因素的制约,充分调动学生学习的主动性。

(6) 便于组织开放性实验。学生可以利用网络访问在线虚拟网络实验平台,可以在任何时间、任何地点完成实验。

参考文献:

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[4] 赵培元,孙月兴,尹强国. 基于VMware和Dynamips的虚拟网络实验室的搭建[J]. 计算机与信息技术,2008(9):67-71.

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[6] 李卓伟,李华,徐婷. 计算机网络虚拟实验教学模式[J]. 实验室研究与探索,2007(4):1-3.

[7] 吴宇峰. 基于软件的虚拟网络实验室建设[J]. 科技创新导报,2008(20):26.

[8] 李志远,胡金洪. 基于软件的计算机网络实验教学改革[J]. 科技信息,2008(24):533-534.

[9] 洪榛,俞立,吴根忠,等. 实验教学中网络预约系统的设计与开发[J]. 电气电子教学学报,2008(3):46-48.

Design and Realization of Online Virtual Network Experimental Platform

WANG Xiao-mei

虚拟网络的实现例2

中图分类号：TN919-34； TP273.5 文献标识码：A 文章编号：1004-373X(2011)24-0171-03

Design and Implement of Network Virtual Laboratory

LIU Ke-qin, PAN Xue-tao, ZHANG Mei-feng

(School of Photoelectric Engineering, Changzhou Institute of Technology, Changzhou 213002, China)

Abstract： The traditional way of physical instruments and simple data analysis is still used for experimental teachings in the most domestic colleges and universities. It exists many problems. A network-based virtual laboratory framework model was established with the network technology, virtual instrument technology and B/S architecture. A related virtual experiment such as phase difference measurement was designed, and Web publishing was implemented by means of LabVIEW software. Practice shows that the remote control and resource sharing can be achieved in the Web-based virtual laboratory. It can save the financing investment for the mass of equipments and instruments, provide a modern means for practice teaching, and help students to improve their creative ability.

Keywords： virtual laboratory; virtual instrument; LabVIEW; B/S

收稿日期：2011-07-13

基金项目：江苏省高校自然科学研究指导性计划项目：基于虚拟仪器的机械量测试与分析系统设计;江苏省教育厅基金资助项目（05KJD460014）

0 引 言

为更好地培养创新型人才，国内高校都加强了实践环节的教学。通过对理工科院校实践教学情况的调研，发现普遍存在以下几个主要问题：首先，学生要得到良好的实践训练，就需要购置很多昂贵的教学仪器，但各高校普遍存在资金投入不足的问题；其次，实验中各种元器件的损耗非常大，造成很大的浪费，这也间接对教师和学生造成一定的心里压力，实验中缩手缩脚，担心损坏仪器，使得实践教学质量得不到保证；最后，远程教育的发展使教学不再被限制于学校的课堂内，教学过程中必然要遇到如何对远程用户进行实验教学的问题。

随着网络技术和虚拟仪器技术［1-2］的迅速发展，充分利用“软件就是仪器的”思想，将两者结合，通过数据交换共享建成的虚拟实验室为以上问题的解决提供了很好的方案。

1 网络虚拟实验室的体系结构

网络虚拟实验室一般采用C/S模式和B/S模式2种体系结构。B/S模式在标准、开发维护、界面使用、客户端要求、灵活性以及仪器的安全性等方面都比C/S模式具有更好的优越性［3］，故该系统采用B/S模式构建。结构如图1所示。

采用基于B/S模式的客户端、Web服务器、数据库服务器和应用程序服务器的三层次结构，具有良好的适应性及扩展性。在远程实验操作中使用虚拟仪器应用程序，只需配备支持ActiveX的浏览器就可通过Internet登陆虚拟实验室网站，向Web服务器提出实验请求，并进行相关实验操作。登陆网站以后，浏览器会根据实验需要，从Web服务器中自动载入包含了虚拟仪器模块的实验网页，这样用户不需要安装任何专业软件就可以进行实验，从而使客户端的需求降到最低。

Web服务器的主要任务是将虚拟实验室以网站的形式在网络中，同时还为远程实验的安全运行提供有效的管理与用户认证机制。远程用户可以用Web浏览器访问此服务器，通过浏览器与Web服务器进行交互，按照步骤完成远程实验操作。数据库服务器用于存储系统相关数据信息，包括实验信息、实验管理信息以及系统管理信息等。应用程序服务器在虚拟实验室中负责各个虚拟实验模块的管理和调度。采用虚拟仪器语言设计的实验模块被集成在应用程序服务器中，接收来自Web服务器的请求并做出响应，完成信号的生成、数据分析以及结果显示。

2 网络虚拟实验室的设计

2.1 开发与使用环境

网络虚拟实验室采用DreamWeaver软件［4］开发，各虚拟实验采用美国NI公司的图形化编程语言LabVIEW设计，并生成为应用程序。客户端只要有Internet Explorer 5.0以上的浏览器并下载安装NI公司免费的LabVIEW Run-time Engine小程序即可顺利完成各类虚拟实验［5］。

2.2 远程虚拟实验室功能

以测控技术与仪器专业核心课程实验为例，介绍网络虚拟测控实验室的功能及典型程序设计。

远程虚拟测控实验室导航页包括“实验室简介”、“实验室公告”、“使用说明”以及“进入实验室”4部分。点击“进入实验室”，打开实验界面。如图2所示。

图2 远程虚拟测控实验室的模块图该部分包括信号分析与处理实验、测控系统特性分析实验、传感器与检测技术实验、形位误差测量实验等4个模块共24个虚拟实验应用程序。每个虚拟实验，包含“实验原理”、“功能描述”、“实验示例”和“在线实验”四个模块，层层递进，有利于启发学生的思维。

2.3 基于LabVIEW的虚拟实验设计

下面以“信号分析与处理”模块中的相位差测量实验为例详细介绍虚拟实验的设计方法。

2.3.1 设计原理

本设计采用相关法实现两同频正弦信号的相位差测量，即利用两信号的延时τ=0时的互相关函数值与其相位差的余弦值成正比的原理获得相位差［6-7］。

假设有两个含有噪声的同频信号x(t)，y(t)：x(t)=Asin(ω0t+φ0)+Nx(t)

y(t)=Bsin(ω0t+φ1)+Ny(t)

（1）式中：A，B分别为x(t)和y(t)的幅值；Nx，Ny分别为噪声信号。

周期信号互相关函数的表达式为：Rxy(τ)=(1/T)∫T0x(t)y(t+τ)dt

（2）式中T为信号周期。将式（1）代入式（2），可得：Rxy(τ)=1T∫T0［Asin(ω0t+φ0)+Nx(t)］•

［Bsin(ω0(t+τ)+φ1)+Ny(t+τ)］dt

（3） 当τ=0时，Rxy(0)=(1/T)∫T0［Asin(ω0t+φ0)+Nx(t)］•

［Bsin(ω0(t)+φ1)+Ny(t)］dt

（4） 理想情况下，噪声与信号之间、噪声与噪声之间互不相关，积分后可得：Rxy(0)=AB2cos(φ1－φ0)

（5） 故两信号的相位差：φ1－φ0=arccos［2Rxy(0)/AB］

（6）2.3.2 程序设计

程序设计时，使用LabVIEW程序中信号处理模块自带的互相关函数对两信号进行计算，然后调用Array子模板上的Index Array函数，获取τ=0时的互相关函数值。为得到相位差，执行Functions>>Numeric>>Trigonometric>>Inverse Cosine操作，调入反余弦函数，并由运算将相位差由弧度转化为角度表示。程序代码如图3所示。

2.3.3 虚拟实验的远程

系统采用LabVIEW自带的网络服务器实现虚拟实验的远程［8］。LabVIEW网络服务器是LabVIEW的Remote Panels一部分，VI时首先打开虚拟相位差测量的VI，启动Web服务器。选择菜单中Tools>>Web PublishingTool，弹出的窗口是交互地创建和远程面板的主要窗口，如图4所示。点击Save to Disk，将会在Web服务器的根目录下生成HTML文档。随后弹出一个对话框，其中包含生成的HTML文档的URL网址，如图5所示。

图5 HTML文挡的URL用户远程面板（Remote Panel）大大简化了远程应用程序的生成，不需任何关于Java，CGI或其他第三方软件工具编程，只需将生成的URL网址链接到相应的“在线实验”模块，就可以将本地实验室的功能带到浏览器环境中。客户端只需要安装LabVIEW运行引擎，不需要安装LabVIEW，即可通过Web浏览器进行远程监视和控制［9-10］。用户在线远程运行相位差测量实验的界面如图6所示。设置信号1幅值2 V，初始相位为30°；设置信号2幅值4 V，初始相位为90°；设置两个信号的频率均为2 Hz，采样频率为20 Hz，采样点数为50点。程序计算得到的相位差为60°。

3 结 语

基于LabVIEW的虚拟实验把传统仪器的测试功能用形象逼真的面板控件形成软件模块，能够在计算机的协调下象实物仪器一样完成测试、处理、分析、显示等任务，得到了在实验室里相同的实验过程和测试结果。同时基于B/S结构的网络体系，实现了远程控制、资源共享和数据共享，将实验教学搬进了课堂，搬上了网络，实现了理论与实践的完美融合，减少了设备资金的投入，改善了实验条件，促进了实验教学方法、手段的完善，彻底打破了传统实验模式，有助于学生创新能力的培养。

参 考 文 献

［1］ 雷振山.LabVIEW 7 Express实用技术教程［M］.北京：中国铁道出版社，2004.

［2］ 杨运强.测试技术与虚拟仪器［M］.北京：机械工业出版社，2010.

［3］ 张志敏，李贤敏.基于网络的虚拟实验室的研究［J］.实验技术与管理，2008（4）：160-163.

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［6］ 白鹏，王建华，刘君华.基于虚拟仪器的相位测量算法研究［J］.电测与仪表，2002（8）：19-22.

［7］ 曾孟雄，高威，杨涛.基于LabVIEW的数字相关测量仪设计［J］.三峡大学学报，2004（1）：48-50.

［8］ 孙燕莲.基于Web的远程虚拟实验室探究［J］.实验室研究与探索，2010（10）：352-354.

虚拟网络的实现例3

Based on Virtual Reality Technology of The Construction of the Network Virtual Chemical Laboratory Design

YAN Xiao-li ZHENG Yan-bin YAO Fei SU Jing-xia

【Abstract】This article first introduces the network based on virtual reality technology， virtual chemical laboratory of architecture， and then introduces the combination of 3ds Max software and VRML language implementation of virtual test scenarios interaction function and the method of animation effects theory， lays the foundation for the construction of network virtual laboratory.

【Key words】Virtual reality technology； Network virtual laboratory； 3ds Max； VRML

0 引言

随着虚拟现实技术和计算机网络技术的发展，虚拟现实技术应用的领域已经深入到军事、医学、教育等各个领域。利用虚拟现实技术建立的化学实验室与传统实验室相比高效、开放、灵活、用户自定义等优点决定了它在远程教育中的良好应用前景，必将成为教学活动的重要环节。

1 虚拟现实技术与网络虚拟实验室

虚拟现实技术（Virtual Reality，VR）是以计算机技术为核心生成的一个三维空间的虚拟世界，借用专用设备为用户提供关于视觉、听觉、触觉的感官的模拟，并通过键盘鼠标等操作实现人机交互，使用户有身临其境之感。虚拟现实技术的突出特征为“3I”，即 Immersion（沉浸性）、Imagination（想象性）、Interactive（交互性）[1]。根据用户参与VR的形式以及沉浸的程度，本文用的是桌面虚拟现实系统。

1989年，美国弗吉尼亚大学（University Of Vinginia）威廉・沃尔夫（William Wulf）教授首次提出了虚拟实验室的概念：用来描述计算机网络化的虚拟实验环境[2]。本文要建立虚拟实验室就是基于互联网环境下完成的网络虚拟化学实验系统。

基于虚拟现实技术的网络虚拟实验室指的是在网络中创建一个可视化的三维环境，其中每个可视的三维模型代表一种实验对象，用户通过对鼠标和键盘的操作，可以模拟和仿真具体的试验对象、实验环境和实验过程，从而实现对实验的模拟，实现与真实实验环境下相一致的实验效果，达到同样的教学目的和要求。

2 网络虚拟化学实验室体系结构

网络虚拟化学实验室体系结构主要由两部分构成：服务器端（Server）和客户端（Client），如图1所示。其中客户端的功能是客户通过直观的界面操作来实现人机交互。界面上有各种操作，都是基于模拟软件，即虚拟实验平台来实现的。服务器端的主要功能则是及时响应客户端的请求。由于此软件的访问量较之商业网站的访问量少很多，因此可以建立一个比较小的云平台，当客户向服务器发出请求时，就把请求转入云端进行集中处理。但是为了避免多个客户对共享资源的互斥访问，要采用并发处理机制，这样才能及时的响应客户端的多用户请求。

客户端与服务器端的交互是通过一系列的协议和连接来实现的。客户主机上安装有支持Java语言的浏览器，Web服务器为Java Application，启动后服务器便会在端口侦听客户端的请求。当客户端通过浏览器向Web服务器提出HTTP请求时，Web服务器就会通过HTTP协议把客户所需要的文件资料传送到浏览器上，此时客户就可以在浏览器上阅读了。在这一过程中，通信接口作为客户端和服务器端的媒介，通过TCP/IP协议和数据库接口进行通信[3]。

3 实验场景建模实现

虚拟现实场景的制作通常有如下三种途径：第一是通过数码相机或摄像机进行实景拍摄，然后制成全景图；第二是使用计算机编程的方法直接生成，常用的程序设计语言有VRML、OpenG、LX3D等；第三则是使用商品化的软件制作虚拟的三维场景和动画，如用3ds Max、EON Studio等[4]。

为了使用户最大程度上的“沉浸感”，要求虚拟化学实验场景与真实实验环境高度一致。将虚拟实验室场景的建模分为两大类：一是实验室基础环境，包括实验室内部环境以及实验室基础设施；二是虚拟实验器材，包括实验器材以及实验药品等。对于这些虚拟实验室内部构造的实现不仅需要形似，更需要其在材质、纹理、内部结构方面都十分逼真。

图1 网络虚拟化学实验室体系结构

对于虚拟实验环境的建模，比如天花板、窗户等的建模可采用实景虚拟现实技术。实景虚拟现实平台是对现实场景的处理和再现，因而展现的是完全真实的场景。相比于利用3ds Max建模得到的效果，更能使用户沉浸其中。

对于那些比较比较简单的实验药品和仪器，由3ds Max建模实现。3ds Max建模软件包含了基本的几何模型，这些几何模型不仅在建模时可以直接使用，也可以将其作为基础，实现较复杂的模型的创建。对于实验仪器和设备而言，建模时最重要的是要根据实际情况赋予不同的物品不同的材质。赋材质时可以使用VRML中的Appearance （外观节点）反应造型的属性。如物体的材质、表面颜色、透明度等。

实验室很多其它场景如烧杯，药品架、投影仪等的建模都可以采用以上的原理实现。

4 交互功能以及动画场景的实现

VRML是一种用于建立真实世界的场景模型或人们虚构的三维世界的场景建模语言，它在3ds Max创造出的三维场景，不仅可以插入多种多种VRML节点，同时也可以将其直接导出到VRML中，因此可以利用VRML的传感器节点，实现实验中的交互功能以及动画效果。

4.1 交互功能实现

在虚拟实验系统中，可通过VRML中的检测、感知等节点实现用户和虚拟对象之间的交互。

根据用户在场景中的动作，将检测器分为两类：触摸型的传感器和感知型的传感器。将动作从广义上分为两类：一类是用户的输入设备对于对象的操作，一类是用户和场景中的某对象接近的程度，对象进而做出反应。用户在虚拟实验室系统中，将鼠标作为主要的输入设备，这时采用第一类检测器检测鼠标单击、指向和拖动等动作，从而对场景做出做出相应的回应。

以KMnO4制造O2实验为例，在实验过程中需要加热，因此单击鼠标点燃酒精炉，此时触摸型传感器中的接触检测器节点（TouchSensor）可以很好地检测鼠标是否单击了对象，从而做出反应。在实验时难免会出现虚拟空间物体之间的碰撞，此时可以感知型传感器中的碰撞传感器节点（Collision）可以用来检测何时用户和虚拟空间中的造型发生碰撞并作出反应，同时该节点中的ROUTE路由提交的事件可以启动一个声音节点，使实验场景更加真实。

对于一些复杂的计算、智能推理能力等，可以利用VRML的Script节点。Script节点包含一个程序脚本，可以定义和改变场景中对象的行为和外观。在Script初始化时（即事件被检测到时）调用程序脚本将事件和节点从VRML传递到Java程序中，同时将命令从Java程序传递到VRML中[5]。比如在实验过程中处理自由落体及反弹就可以利用此节点。

4.2 动画场景实现

对于VRML场景来说，交互功能仅仅能够实现对场景的控制，为了达到虚拟现实的目的，还需要制造动画的效果。在VRML中实现动画实际上就是借助于时间检测传感器节点确定发生变化的时间，借助于描述场景中造型的状态，利用外观变化的内插节点来控制他们的外观和状态随着时间的变化以产生动画的效果。

VRML设计了许多插补器节点对应不同的状态变化，利用插补的方法构建场景中的动画效果，如实现造型位置变化的位置插补器（PositionInterpolator）、实现方位变化的朝向插补器（OrientationInterpolator）、实现颜色变化的颜色插补器（Colour Interpolator）以及坐标插补器（CoordinateInterpolator）等[6]。

仍然以KMnO4制造O2为例说明，在此实验中涉及到的有药品颜色的变化、O2的增加等动态变化。这时可以采用时间传感器和颜色插补器（Colour Interpolator）描述实验启动后KMnO4变为MnO2时的颜色变化（紫色变为黑色）；用位置插补器（PositionInterpolator）和时间传感器来描述O2由少变多时的动态效果。

5 结束语

基于虚拟现实技术的化学实验室不仅弥补传统化学实验教学的不足，同时为教师提供了一个良好的教学环境、为学生提供了一个学习化学的平台，同时为其它实验课程的教学改革与发展提供了技术支持，对于推动教学体制的改革有及其深远的意义。

【参考文献】

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[6]胡小强.虚拟现实技术[M].北京邮电大学出版社，2005：255-257.

基金项目：河南师范大学国家大学生创新创业训练计划项目（201210476065）。

作者简介：闫晓丽（1993―），女，河南平顶山人，本科，研究方向为虚拟现实技术 。

虚拟网络的实现例4

虚拟现实技术是在现实技术的基础上结合计算机技术在相应领域的发展而提出来的，是一种由计算机生成的高科技的虚拟真实环境的模拟系统，它的发展离不开网络技术的产生和成熟。到21世纪的今天，虚拟现实技术已经被广泛应用于各个行业的多个领域，这与网络技术给虚拟现实技术的发展提供的技术保障是分不开的。

一、虚拟现实技术的含义

虚拟现实，又称Virtual Reality，简称VR，是利用电脑网络技术模拟现实场景，重现“真实的三维空间”，从而实现供实验者或是研究者进行试验或产品性能检验的目的的一种高科技技术手段。不同行业和领域因其对现实环境的要求不同，所以对虚拟的三维空间的侧重点也不同。

虚拟现实技术发展至今，已经具有了鲜明且个性化的特征，这些特征分别是全方位感知、浸没感、互动性和构想性。

1.全方位感知：是指虚拟现实技术在理论上应给可以实现包括听觉、力觉、触觉、运动、味觉和嗅觉在内的几乎全真实环境下一个人所能够感知的一切感觉，从某种程度上来说，可以达到真实环境的全方位再现。但由于技术限制，到目前为止，虚拟现实技术的感知仅限于视觉、听觉、力觉、触觉、运动这几种。

2.浸没感：又称临场感，是指用户在计算机模拟生成的虚拟环境里所产生的与真实环境相差无二的感觉。一个成功的虚拟现实技术应该具备让参与者完全浸没在这种全新且真实的环境中的可能性。

3.互动性：是指参与者或是体验者可以在计算机模拟生成的虚拟环境里进行和在真实环境中一样的体验的这种人和外界的互动性，从某种程度上来说，这是一种近乎真实的双向互动。

4.构想性：是指依附于计算机技术的强大力量，参与者在虚拟环境下，不仅可以感受再现的真实存在的环境，还可以用计算机操作出客观环境下不存在或是不可能发生的事情或现象。这种构想性的特点，从很大程度上，拓宽了人们的视野、想象空间和认知范围。

二、网络环境下的虚拟现实技术在各领域的应用分析

虚拟现实技术从出现到现在的日益成熟，离不开网络信息技术的发展。从很大程度上来说，也正是有了成熟的计算机网络信息技术和日渐浓厚的网络技术应用氛围，才使得虚拟现实技术有了技术上的保证和依托，实现了对真实环境进行模拟的可操作性。

随着网络信息技术的进一步发展，虚拟现实技术将逐步突破原来技术上的限制，真正实现对各个领域的真实性模拟。下面，本文就以虚拟现实技术在几个较为常见的领域的具体应用为例，来探究网络环境下的虚拟现实技术的发展和应用。

（一）教育领域

网络环境下的虚拟现实技术在教育领域的应用，主要体现在运用计算机技术促成教学方式的巨大变革上，具体表现如下。第一，利用网络技术，将老师所要讲授的内容以三维的形式生动地演示出来，内容更为立体和直观，这种方式学生更容易接受。第二，利用网络技术和虚拟现实技术构造出三维教学环境，让学生尽可能地接触到接近课程内容的环境，使学生在融入其中的过程中，拥有对世间万物更加丰富和真实的情感体验。无论是微观上的细胞分裂、分子活动，还是宏观上的天体和星象运动，网络环境下的虚拟现实技术，可以逼真地反映客观世界的虚实、大小、快慢等物理变化，以及听觉、味觉、触觉上的化学变化，所有这些生动、形象的课程演示，都将会在很大程度上调动学生学习的主动性和积极性，启发学生思维，开发他们的智慧。

（二）医学领域

虚拟现实技术在医学领域的应用主要有两种，一种是利用网络信息技术将人体虚拟化，一种是将手术系统虚拟化。将人体进行虚拟化，主要是利用网络信息技术对人体进行扫描，在扫描的过程中，将具体的数字信息进行组合，从而虚拟出一个“真实的人体”。将人体虚拟化主要用于当真实环境下的种种原因无法满足医疗工作者进行医学研究的需求时，手术者借助HMD感觉手套就可以对虚拟模型进行手术操作，这样就能够实现医学研究者进行研究和探索的目的。借助数字化人体，还可以模拟药物在人体中的新陈代谢活动，这样研制出的药品就可以缩短药物试验周期，降低成本，避免药物对真人有可能造成的伤害的情况下，加快其投入市场的进度。虚拟手术是建立在更高层次和更高技术水准下的医学实验研究，这样的手术必须利用网络技术将虚拟手术室里将会用到的所有的医学器械，进行电脑化控制，以达到远程或近程环境下对真正的病人进行治疗的目的。虚拟手术下的远程手术，是当今医学领域较为先进的一种手术操作方式，它主要是通过远程的操作设备与远距离的医院建立起远程医疗系统，在这种完备的系统下，医生只需对虚拟患者进行手术，并通过网络技术将其动作传递给远端的机器人，由机器人对远端的患者进行手术。在数据输入正确，且系统正常运行的情况下，机器人手术的准确性能从很大程度上得到保证。

（三）娱乐方面

虚拟现实技术在娱乐方面的应用主要是人们都较为熟知的3D技术方面，现在对其应用主要集中在电影和游戏两方面。3D电影可以让观影者在体会到立体画面的同时，实现声音、画面的完美结合，切实满足观影者身临其境的欲望。虚拟现实技术下的游戏，改变了模式下只局限于打键盘和电话速表的模式，它在给游戏者提供近乎真实的游戏或战争场景的同时，可以让游戏者通过一系列真实的头盔显示器和数据手套之类的交互设备，操纵和参与到相对逼真的场景画面中。在保证安全的前提下，给游戏爱好者以全新的感官刺激和真枪实弹的全新体验。

（四）军事航天领域

军事和航天工业的一个重要课题就是进行周期性的军事和航天飞行演练，这是国防和航天人员不可或缺的一个重要课题。利用网络技术可以实现对军事领域多方面的虚拟化模拟，例如虚拟真实地图、虚拟场地、虚拟医学救治等多方面。通过对各个环节的全真性模拟，可以让军事人员有身临其境的真实感，同时，也可以训练他们面对真实环境时临危不惧的心理素质。针对航天飞行演练的虚拟现实演练，能够使航天人员在不进入真实的上空大气层的情况下，真实感受外太空的失重状态及一切未可知的情况，并且可以训练航天人员在外太空需要完成的作业及任务。

（五）科研领域

对某一科研成果或是产品的研究从来都不是一气呵成的，它必须经过多次的实验和检测才能完成，然而，多次的实验过程必然要以付出昂贵的金钱为代价。虚拟现实技术在网络技术的支撑下，可以模拟成果或产品真实的应用环境下的变化和反应，这样，科研人员就可以根据相应变化了解到目前成果或产品的性能，并据此采取相应的措施进行改进。虚拟现实下的成果或产品测试可以缩短产品的研发周期，提高产品的更新换代，从长远看，这将会对科研成果的研究节约大量的费用，并且还能增强检测结果的准确性和可信性。例如在汽车性能的研发过程中，冲撞实验是一项必须的测验项目。借助虚拟现实技术，就可以在不伤及任何人的情况下得到检测结果，既节约了时间和费用，又相对安全。

（六）商业领域

虚拟现实技术在商业领域的应用多体现在对产品的推销上，利用网络技术将产品进行扫描，并输入到计算机系统里，这样顾客就可以通过操纵计算机或是进入虚拟的扫描的环境下，去真实体验产品的性能。就拿房地产产业来说，当建筑工程投标时，房地产商会把设计的方案用虚拟现实技术表现出来。这样就可以让前来投标的人真实地感受到室内的一切，如门的宽度、采光多少、室内排水状况等问题。这样的推销和宣传手段，比单纯的声音解说和图片展示，更能让人信服，也更能展现产品的真是魅力。

三、虚拟现实技术的前景和发展趋势

从上文对虚拟现实技术应用的众多领域的分析可以看出，该技术具有很好的发展前景，在不久的将来，该技术一定会融入到我们日常的生活中。下面，本文就简要介绍一下该技术的发展趋势和前景。

（一）三维图形的生成和显示更加实时

虽然三维图形的生成技术已经较为成熟，但纵观多年的发展，还没有实现实时生成技术。在技术还不纯熟的现在，在完成实时生成技术的过程中，虚拟出的现实环境其质量会降低，很大程度上影响了其真实效果的呈现。

（二）环境建模技术更加动态化

众所周知，虚拟现实技术的核心要素就是虚拟环境的建立，实现动态获取实际环境的数据是至关重要的一个步骤。在虚拟现实技术成熟之后，该技术将实现根据实时需要，及时快速的获取数据的目标。

（三）人机交互设备更加智能化

为了让体验者体会到真实环境的感觉，虚拟现实技术总是要借助于数据手套或是其他的一些设备来辅助体验者产生一些真实感受。但由于技术的限制，体验者并不能全方位感受到虚拟现实的效果。所以，实现人机交换设备的智能化将很好地解决这一问题，这也将成为虚拟现实技术发展的方向之一。

（四）虚拟现实实行智能化语音模式

建模是实行虚拟现实技术的重要一步，只有建好了对现实环境的模型，统计出模型的具体数据，才能具体进行虚拟现实技术的活动。但是，现在的建模由于是人工操作，需要花费大量的人力、物力和财力。为了充分解决这个问题，可以在网络技术成熟的条件下，实行智能化语音模式，这样就可以在现有条件下，将虚拟现实技术与智能技术、语音识别技术结合起来，进行适时的智能化操作。

四、结束语

在当今社会，基于网络环境下的虚拟现实技术已经不再遥远，而是正在向人们的日常生活迈进。在享受它带给我们的便捷和新奇时，我们也应该清醒地认识到，这项技术并不是完美的，它还存在着许多尚未解决的理论和技术问题。随着网络技术的进一步发展和成熟，虚拟现实技术将逐步克服其弊端，为人们的日常生活带来更大的改变，届时，基于网络环境下的虚拟现实技术也将获得更加美好的前景和更大的发展空间。

参考文献

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[2]韩晓玲.虚拟现实技术发展趋向浅析[J].电脑知识与技术，2009.

[3]郑字，工文君，马志强.虚拟现实技术在军事领域的应用现状与前景展望[J].科技资讯，2010（2）.

虚拟网络的实现例5

[6] 王萍萍，赵俊莉，孙强.JavaScript基础与实践教程[M].北京：电子工业出版社，2007.

[7] （美）基瑞著，爱飞翔译. HTML5 Canvas核心技术：图形、动画与游戏开发[M].北京：机械工业出版社，2013.

虚拟网络的实现例6

随着互联网技术的快速发展，网络安全问题更加严峻，企业的安全访问和资源共享关系着整个企业的实际利益，虚拟专用网是基于因特网形成的一条安全访问通道，并根据数据包加密盒签名等相关措施确保公共数据网络的安全性，从而便于企业远程用户直接访问内部网络。虚拟专用网络采用专用网或公用网建立可靠的点对点连接，在很大程度上节省企业用户费用，并确保网络环境的安全性和高效性。

一、虚拟专用网络技术的特点

虚拟专用网络技术（Virtual Private Network，VPN）就是采用不同方式来提高网络信息安全性能的技术，具有较高的简化性能，可以优化传统模式内的资金使用情况，缩减专用线路的设置，在一定层面上解决了难度较高的专业线路铺设问题。创建虚拟专用网络技术可以减轻企业和信息载体等相关层面的费用支出，且该设备比较简单、对设备要求较低，同时具有较好的扩展性能，成为企业创建核心竞争力的软实力。虚拟专用网络技术自身携带的优势在目前信息化时挥着不可替代的作用，具有比较广阔的发展空间。以上特点在企业财务管理、信息管理及高校电子图书馆管理过程中发挥着重要作用。

二、计算机网络信息中虚拟专用技术的实现

1、在系统内创建路由器和远程访问服务。路由器和远程访问时服务器类操作系统中比较重要的一种服务，主要通过路由和远程访问功能实施配置，确保服务器配置形成比较合适展开远程访问的服务器，该设置可以确保企业网络的外部员工及流动人员快速连接企业的内部网络，确保远程用户可以如企业内部网络上的用户一样实现资源共享和交换数据。这同基于网络设备的远程技术有些差距，基于网络设备的网络创建选用虚拟专用网技术是选择不同厂商的路由器、硬件VPN等，而采用服务器类的系统设置的路由器和远程访问创建虚拟专用网络便于管理。采用远程访问和路由器连接起来的用户能运用企业内网的各种服务模式。例如：在路由器和远程访问服务器上，客户端可以采用Windows资源管理器来创建驱动连接和连接在打印机之上。因远程访问可以完全支持驱动器号，所以连接在企业内部的外部用户很多应用程序不需要加以修改就可以采用。

2、在系统中应用远程访问服务。

远程访问服务器在操作系统中实现的基础是要对远程访问服务器的属性进行合理配置，从常规属性设置来说，在企业操作系统内的路由器和远程服务，可以让该服务器当做一个路由器或远程访问服务器。如果作为路由器，该路由器可以为企业网络和因特网创建一座桥梁，由此可以采用选中远程访问服务器复选框变换该服务器的角色，让其组成一台虚拟专用网服务器。关于高虚拟专用网服务器的安全设计，虚拟专用网络作为公用网络在在虚拟网络客户端与服务器之间创建逻辑连接。为保障网络隐私完全，要对经过该链接的数据信息实施加密。路由器和远程访问中的安全信息可以划分为身份验证和记账程序。身份验证法可采用程序默认的Windows身份验证和RADIUS验证，服务器在采用相关的验证办法对远程系统展开身份验证。设置远程用户的IP地址，远程VPN用户采用IP地址连接在服务器进而对企业网络进行访问，采用IP设置可以为远程用户指定IP地址。通常采用下列两种方法进行指派IP地址，一种是采用企业内部网络DHCP服务器进行IP地址的指派，另一种是对某个范围内的静态地址进行指定，启用IP路由器可以确保远程用户访问至此远程访是否成功的关键。在企业远程访问时，网络设备必须创建点与点连接所运用的端口软件或硬件，端口则是支撑单点对点连接的信道，在路由器和远程访问控制台内对不同端口进行监视和管理，同时可以对不同端口配置可以加以更改。远程访问服务器端口设置完成之后，随之对用户的拨入进行配置，企业远程服务器也具有域控制器的功效，它采用活动目录用户和计算机对企业远程用户进行管理，它所管理的对象属性内会存入拨入选择卡，拨入属性可以对远程客户用户发出禁止或允许命令，确定其是否可以连接在内部服务器之上。回拨选项能对远程用户拨入完成多数不同功能，如果用户拨号至企业路由器和远程访问服务器之后，只需账户准确就可以与企业网络创建连接，反之选择不回拨；如果远程用户拨至路由器和远程服务器之后，所输入的账户正确，服务器会让用户输入回拨号码，之后挂断电话同时让服务器对用户实施拨号，为远程用户节约一定的电话费用。必须注意，因各个企业的规模有所不同，因此企业内部各个节点数量及网络带宽也不等，远程访问服务器可以依照企业的实际情况选取单接口、双接口或服务器作为VPN服务器，确保选择的模式可以最大程度满足企业的实际需求，保障企业数据信息的安全性、可靠性。

三、结束语

综上所述，采用路由器和远程访问服务实现虚拟专用网络技术不仅可以便于远程用户与企业内部网络创建安全的连接环境，也在节省成本的基础上确保企业网络实现高效资源共享及信息传递的效果。文中以企业虚拟专用网络技术为研究对象，提出路由器和远程访问实现企业网络安全的优势。

虚拟网络的实现例7

 

一、虚拟现实技术的概述

虚拟现实（VirtualReality，简称VR技术），又称灵境技术，是以浸没感、交互性和感知性为基本特征的计算机高级人机界面[1]。虚拟现实系统的核心设备仍然是计算机，即通过计算机图形构成的三维数字模型，以仿真的方式给用户创造一个实时反映实体对象变化与相互作用的三维虚拟世界，并通过头盔显示器(HMD)、数据手套等辅助传感设备，给用户提供一个观测与该虚拟世界交互的三维界面，使用者可以直接观察、操作、触摸、检测周围环境及事物的内在变化，并能够通过语言、手势等自然的方式与之进行实时交互，使人和计算机很好地“融为一体”，给人一种“身临其境”的逼真性，而且能够突破空间、时间以及其他客观限制，感受到真实世界中无法亲身经历的体验。

作为尖端科技，虚拟现实综合利用了计算机图形学、仿真技术、多媒体技术、人工智能技术、计算机网络技术、并行处理技术和传感技术的最新发展成果，是一种由计算机生成的高技术模拟系统。虚拟现实技术的应用前景十分广阔，已广泛应用于工业、模拟军事演习、工程、教育、医学、字化酒店、商品展示、娱乐等领域，也同样适用于网络会展。

二、虚拟现实技术在会展业中的应用现状

随着迅速发展的虚拟现实技术与计算机多媒体展示技术的结合，在展览方面也不断涌现出一些结合虚拟现实技术的网络会展。如今国外的虚拟会展业已经十分成熟，如著名的德国汉诺威展，在网络上运用虚拟现实技术建立三维立体的展示系统；国外一些城市宣传也开始采用虚拟现实技术，如网上新加坡、虚拟庞贝古城、虚拟巴黎圣母院等，运用三维虚拟现实技术展示一些有价值的文物、展品和三维场景，使用户能够通过Internet远程连接去体验。

国内的虚拟会展目前还基本属于界面包装，主要通过二维平面静态地网页展示，如中国茶叶博览会，采用虚拟现实技术对茶具和茶文化进行网上浏览，还有虚拟现实环球网站（www．vwww．com）利用虚拟现实技术进行网上展销；再如武汉国际机电博览会，采用网上虚拟武博会和武博会同期开幕，未到展会现场的客户通过点击该网站，就可像亲赴现场一样，可在场馆内每一个展位前流连，任意观看各种产品，了解它们的性能和用途，甚至突破实际参观过程中的限制，深入了解展品的内部结构，浏览武博会的即时信息。

虚拟展览系统按其表现形式可分为三类：①运用图文声像以及环视图展示物品和场景。这类系统因表现形式的局限，不能更生动、更全面的展示。②单纯的三维场景展示，用户可以随意漫游，但只提供展览会的表面形式，不提供展览内容与展览场景的关联。③既提供三维场景，也提供实际展览内容，并与三维场景结合在一起[3]。

三、基于虚拟现实技术的网络会展发展的展望

在综合考虑现有技术条件及未来虚拟现实技术发展前景的情况下，网络会展的发展将会呈现出两种模式，即现阶段的实物会展+网络会展+电子商务模式和未来的实物会展+网络会展模式，具体理念如下：

（一）实物会展+网络会展+电子商务模式

网络会展作为会展业一种新的发展形势，有着广阔的发展前景。但目前网络会展还只是实物会展的补充和配角，网络会展只有作为实体展览的辅助，才能逐渐地被人们认识而发展起来。免费论文，虚拟现实技术。就目前情况而言，线上展会和线下展会二者可相互补充，二者有机融合会相得益彰的。当然双方会有部分重叠，但不可轻言取代，否则就是昏了头了，若干年后或许会的，但至少目前不会。因此，我们不能夸大网络技术的作用，基于传统会展的传统优势，传统会展仍然起着主导作用。免费论文，虚拟现实技术。同时，随着会展业的蓬勃发展，促进了电子商务技术向会展业的渗透，在某种程度上弥补了网络会展技术的不足，促进着网络会展的发展。

总之，在目前甚至今后相当长的一段时间内，我国会展将遵循实物会展+网络会展+电子商务模式，即充分利用电子商务技术大力发展网络会展，实物会展和网络会展并举，实物会展结束后，网络会展作为实物会展的延伸和补充，继续实行“永不落幕的会展”，并不断更新、丰富和完善，使实物会展和网络会展相互促进，共同发展壮大。

（二）实物会展+网络会展模式

由于网络展会的模式模糊和传统展会的主导地位，中国会展业进入网络时代还有很长的一段路要走。但从长远来看，网上会展前景不可限量，随着虚拟现实技术的进一步发展，必将成为现代展览业的重要组成部分，必将代替部分实物会展，从而实现实物会展和网络会展并存的局面，这是一种必然的趋势。免费论文，虚拟现实技术。免费论文，虚拟现实技术。因为网上会展有不受时空限制、节省展览交易成本等优势，很多商品和服务都适合在网上进行展览和销售。如网络图书展就有绝对优势，因为图书没有过多的质地的要求、尺寸的要求，在网上看到的这本书和书店买到的书几乎没有差别。另外，从目前网络交易的商品清单看，网络交易的对象正从数码产品迅速扩展到服装、电器、日用品、玩具、个人护理品等众多产品，而这些产品正是我国制造的优势所在，也是目前办展频率最高的产品。免费论文，虚拟现实技术。这些产品将来都可以作为网络会展展示的对象，市场前景好。免费论文，虚拟现实技术。

此外，会展业的发展与土地资源供给瓶颈的矛盾已见端倪。政府不可能无止境的耗费大量土地进行场馆建设，同时场馆建设投入大、周期长、风险大，而在互联网上建立虚拟展馆，举办网络展览却可以节省大量时间和金钱，大大提高展会的效益。可见，我们既要看到目前实物会展的优势，也要前瞻性的看到网络会展的优势，尤其是网络会展的后发优势和趋势，为大力发展网络会展，共创低碳会展经济做好一切准备。

参考文献

[1]刘伟.基于虚拟现实技术的企业展项的设计[J].现代电子技术，2009（24）：49.

[2]许亚丹，王野.网络会展的传播与经济比较[J].当代传播，2006（5）：66.

虚拟网络的实现例8

不断更替的时代使旅游业具有跨行业、跨地区、时间连续和空间散布、想像推销、动态不稳定等多种特点，信息联络在其中起着关键的作用。因此，与旅游服务业相关的计算机技术得到令人瞩目的关心，因为旅游服务既离不开信息技术支持，又能够充分体现网络应用价值。随着二者关系的不段完善，加之虚拟现实技术的辅助，网络旅游的概念也随之不断地被更新。

一、网络旅游的现状

由于一个事物的概念往往就能反映出这个事物在最近的一段时间内的现状，因此，在研究网络旅游目前所处的状况时，文章主要通过对其定义的探讨来揭示目前的状况。

(一)国内的现状

目前国内所谓的网络旅游，是指旅游者通过互联网与网站取得沟通，在网上安排自己的旅游路线，提出所需的交通方式和住宿条件等等，然后由网站按照你的需要安排好具体的行程。在整个过程中，旅游者也不再有传统的导游陪同，而是通过互联网与网站联系，随时随地获得网站为不同的旅游者提供的“个性化”服务。

然而这并不能称为真正意思上的网络旅游 ，是为游客提供“机票+酒店”的预订服务，而这种网络旅游服务仅仅是旅游网站资讯服务的升级。

(二)国外的现状

澳大利亚昆士兰大学的布鲁斯 ·普瑞道克斯教授将网络旅游定义为代替身体旅游体验的电脑模拟旅游体验。网络旅游是浏览上传到网上的一张张真实的或网络的上美景的照片，这些照片旁边通常由文字或超链接提供给游览者一些背景信息。网络旅游允许参与者通过新技术不受时间、距离、费用以及意志力等限制进行旅游。还有一种形式的网络旅游应该说是对探险旅游的模拟。

它是指旅游者结伴进入一个在线游戏 ，由一个有经验的导游带领着四处观光或者指引你顺利通过游戏。这里所指的导游不同于一般意义上的导游，以意大利小镇的第一个网络导游为例，它指的是一台带有卫星定位系统的笔记本电脑，能够根据游客的兴趣以及可利用时间指引其通过小村落、地窖和寺院进行旅游。

二、虚拟现实技术的概述

(一)虚拟现实技术的概念以及其系统构成

虚拟现实技术又称灵境技术，即用计算机产生一种人为虚拟的环境，这种虚拟的环境是通过计算机图形构成的三度空间，或是把其他现实环境编制到计算机中去产生逼真的虚拟环境，从而使得人们在视觉上产生一种沉浸于虚拟环境的感觉。

虚拟现实技术的系统一般由软件播放平台、专业计算机和成像设备三部分组成。为了构造一个全面的虚拟现实系统 ，在硬件方面需要有跟踪系统、触觉系统、音频系统、图像生成和现实系统和高性能计算处理系统等下设备的支持；在软件方面，除一般所需的软件支撑环境外，还应该具有以下功能：能够接受各种高性能传感器的信息；能生成立体图形；能够调用各种数据库，通过这些功能的组合，构成软件的完整性 。

(二)虚拟现实技术在旅游中的应用

仿真技术虚拟环境是计算机生成的具有沉浸感的环境，它对参与者生成诸如视觉、听觉、触觉、味觉等各种感官信息，使参与者有身临其境的感觉。例如，希腊科学家在数字虚拟技术的帮助下，建立起了一个古希腊建筑虚拟影像系统，只要戴上一个名为“古建筑导游仪”的装置，人们就可以去感受曾经璀璨一时的古希腊文明。同样的，人们可以借助数字虚拟技术，建立起景点的虚拟影像系统，让人们可以足不出户的去领略大 自然的秀丽风光。通过这项技术，人们可以摆脱旅游过程中的种种负面影响，诸如疲劳以及其他的安全等问题，可以尽情去体会异域风情。

(三)虚拟现实技术新的发展

近几年来，随着科技的不断进步，虚拟现实技术有了新的发展：(1)增强现实，也称混合现实，它是将真实环境和虚拟现实的景象结合起来的一种技术，既便于生成复杂环境，又便于对实际物体的操作；(2)分布式虚拟现实环境，即在因特网环境下，充分利用各地资源的优势，协同开发虚拟现实的应用如美国的大型军用交互仿真系统 NPSNet及因特网多人游戏等；(3)使用基于图像的绘制技术或与图形绘制相结合，以提高图形生成的速度。这些新的技术的发展，使得利用仿真技术作出的虚拟环境更加逼真，更大地激发了网络旅游的发展潜力，二者相结合的发展和应用前景十分广阔。这些新技术的发展为虚拟现实技术与网络旅游的结合提供了更好的平台与保障。

三、基于虚拟现实技术的网络旅游发展的展望

由于旅游与游戏有许多相通之处，比如具有休闲愉悦的共同本质 ；具有追求精神生活的同一心理状态；乃至在文化性、体验综合性 以及暂时性等方面都具有属性的相近性，因此，可以借助电脑游戏的发展阶段来展望网络旅游。到目前为止，电脑游戏的发展进程是随着计算机技术和通讯技术的发展分成两个阶段：单机版时代和网络游戏时代。借用电脑游戏的发展阶段，可将网络旅游划分为基于虚拟现实技术的“单机版 RPG时代”的网络旅游和基于远程网络技术与虚拟现实新技术的“网络游戏时代”的网络旅游两个不同阶段。

(一)单机版 NPG游戏时代的网络旅游

单机版 RPG游戏，意思就是单独的角色扮演游戏。对方可能是电脑操控 ，也能是自己操控的，但不会有多人参与的游戏。也作为具有一定的情节 、描述人物成长过程、表现事件始末的一种游戏，决定了角色扮演类游戏必须提供一个广阔的虚拟空间来供游戏者旅行、冒险和生活。这种模式在电脑初期对技术要求不高，因此在计算机初期得到很快的发展。

基于此的网络旅游，与 目前 国外的网络旅游概念更加接近，这种结合方式的优点体现在以下几个方面：

1．旅游景区：场景都是建立在庞大的现实世界的真实数据的基础上，是对现实世界的真实反映，所 以它的魅力在于真实性和知识性。将旅游景区移入计算机是一种现实与虚拟的互动，它依托计算机技术和虚拟现实技术，将现实的旅游景区设计为计算机上的情景，从而将现实的旅游景区搬上电脑屏幕，实现现实景区与计算机结合的创新。

2．个人体验：这种结合的方式为旅游者开辟了全新的体验。全球的旅游爱好者只要通过 鼠标的滑动点击，就可以进入到一个青山翠谷 中，去漫游领略那里的风光。游客可以选择各自所需的互动方式和进程，或轻松悠闲，或惊险刺激，通过一系列虚拟境界中的漫游，获得意想不到的经历和感受。

这种感觉就如同在电影里 ，是游客又是演员，同时还是导演。因为游客可以自由操纵过程和情节，同时演绎这三种角色并因此获得丰富的全方位的体验。在虚拟世界里出现的景观人物和事件是预先设计好的程序，喜欢清净的人们可 以在这里游山玩水，怡然自得。其获得的对景观体验和现实世界完全一样，但是不会受时间、地点等因素的制约，身体也不会产生太多的疲劳感，更不会发生现在旅游过程中出现的种种令人不愉快的现象。

(二)网络游戏时代的网络旅游

网络游戏是指通过信息网络传播 和实现的互动娱乐形式，是一种网络与文化相结合的产业。网络游戏是在单机版电脑游戏的基础上，随着网络技术与计算机技术的不断进步而发展起来的，是网络技术发展到一定阶段，而游戏玩家之间要求互动的产物。

随着网络技术的进步与更新，针对虚拟现实技术所要求的大量信息数据的传输得到满足，互联网上的网络旅游也就有可能成为现实。这种结合方式具有下面几个优点：

1．体验方面：这种模式的网络旅游与以往不同，追求的是身临其境的效果，其中的环境既是对真实环境的模拟 ，又高于真实的环境能使游客在最完美的景色中，享受最完善的旅游服务，而且在游览的过程中更加促进了人与人之间的交流，从而使整个旅游达到最佳效果。而且它除了可以对现实景区的模拟，还可以发展更过阔的虚拟旅游资源，比如太空以及其他不为人知的环境。尤其是通过互联网的连接，可以使世界上不同地区的引人人胜景观尽人旅游者的眼底。

2．人与人的互动：而与“单机版 RPG游戏时代”的不同之处在于，它在强调人与景互动的同时，更加强调了人与人之间的交流，尤其是人与人之间在大自然的背景下放开 自身束缚，彼此之间真心的交流，这种情形就象是网络游戏 中玩家的相互之间的交流一样。根据我国“十一五”旅游发展规划的要求，要实现社会的和谐 ，那么这种结合方式将更有利于人与人之间的交流，更能促进不同性格的人与人之间关系的协调，更能改善现在社会中的诸多问题，更完善 的实现和谐社会。最重要的是，这种结合使得原景点的居民能够参与到景点中，与景点的融合体现出特有的文化韵味，改善了“单机版 RPG游戏时代”当地人作为智能 NPC出现的情形，通过旅游者与当地居民的交流 ，旅游者可以方便的了解当地特有的文化习俗的同时，当地的居民也会熟悉旅游者所具有的文化。

3．营销方面：基于游戏和旅游在本质和属性的一些相关性，网络旅游的营销模式可以借鉴现在已经比较成熟的网络游戏的经营模式。“网络游戏时代”为旅游景区的营销提供了 一个全新的平台，一方面旅游者可以通过网络上的人、景互动对旅游目的地有深入的了解，以弥补旅游景区的不可移动性和景区当地特有文化的不可移动性的缺点；另一方面也可以将旅游景区作为网络游戏开发的情景素材，将显示中的景观移植到网络游戏中去，有利于游戏开发商为网络游戏者创建基于现实的更为丰满的游戏场景，从而使网络游戏者的体验更加具有真实性。

近几年来，基于虚拟现实技术的网络旅游同网络游戏相结合的市场前景正进入商家的视野。由浙江凯恩旅游集团与杭州天畅网络科技有限公司合作开发的飞石岭虚拟景区就是网络游戏与旅游结合的有效尝试，天畅科技利用公司掌握的三维多媒体网络游戏技术，为飞石岭景区专门开发了一个全三维立体的飞石岭虚拟世界，把整个飞石岭景区逼真地置入天畅科技自主开发的网络游戏巨作《大唐风云》之中。飞石岭虚拟景区不是单纯地在电脑屏幕上观赏飞石岭的山水景致，而是结合游山玩水而进行的新颖的互动式游戏。游客(或游戏玩家)可以选择各 自所需的方式和进程，或轻松或悠闲，或惊险刺激，通过一系列虚拟境界中的漫游，获得各种意想不到的遭遇和感受，游客(或游戏玩家)可同时获得游客、演员、导演多重角色体验。

四、小结

但到 目前为止，基于虚拟现实技术的网络旅游仅限于较低浅的层次，实现真正意义上的虚拟现实技术融合、深层次的互动和规模化、专业化的网络情景旅游运作尚处于尝试阶段。就目前而言，仍存在许多尚未解决的理论问题和尚未克服的技术障碍。目前虚拟现实技术所取得的成就，绝大部分还仅仅限于扩展了计算机的接口能力，仅仅是刚刚开始涉及到人的感知系统和肌肉系统与计算机的结合作用问题 。但是我们应该相信虚拟现实技术在网络旅游的巨大潜力以及其应用前景的广阔，在不久的将来，古巴比伦的空中花园、亚历山大城的法洛斯灯塔、阿提密斯神殿等古代遗迹以及神秘的外太空、不为人知的深海海底世界，一切的一切都可以面向游客，不仅可以远观，而且还可以近玩。

参考文献

虚拟网络的实现例9

1 VLAN技术的局限性

在服务器虚拟化技术实现后，数据中心内部虚拟服务器（VM）的数量较之原物理实体机在数量上有了明显提升，与之对应的VM虚拟网卡的MAC地址数量也随之增加，当VM数量很多时，会导致交换机的MAC地址表溢出，从而引发数据帧的丢弃及大量的广播帧产生，严重影响网络的性能。

其次，大规模的数据中心建立并提出互联互通的需求背景下，原先用于划分数据中心虚拟网络的VLAN技术不再能够满足需求，传统的VLAN技术其VLAN ID的位数为12比特，最多只能支持4094个虚拟网络标识可用。即便可以通过相应技术进行扩展，但对于云计算服务的不断普及，业务量的不断增长，显然不能满足这种扩展需求。

再者，在VLAN网络环境中，虚拟机只能在2层网络内迁移，并且为了能够支持虚拟机的迁移，需要对2层网络进行Vlan预配置，因而造成VLAN配置的混乱，影响VLAN广播域的隔离，降低了网络的效率。

最后，对于云数据中心的大二层需求在原有二层网络下的特性与协议已经不再适用，尝试二层协议三层化是基本方向之一，VXLAN就是这样一个将二层数据包封装入三层包内技术。

2 VXLAN技术简介

VXLAN是一种隧道封装技术，能将二层报文用三层协议进行封装，对二层网络在三层范围进行扩展，从而实现跨地域的二层互连。技术原理是通过引入一个UDP格式的外层隧道，使得原有数据报文内容作为用户数据形式来传输，可以让原始2层帧数据轻而易举的在二三层网络中传送。每个覆盖域被称为VXLAN segment，ID是由位于VXLAN数据包头中的VXLAN Network Identifier（VNI）标识的。VNI字段包含24 bits，故segments最大数量为2的24次方，约合16M个。只有在相同VXLAN segment内的虚拟机之间才可以相互通信。如图1。

2.1 VTEP

VTEP（VXLAN Tunnel End Point）隧道端点，用来完成VXLAN报文的封装和解封装，实现物理网络和虚拟网络的隔离，一般位于拥有虚拟机的宿主机中，因此VNI和VXLAN隧道只有VTEP可见，对于虚拟机是透明的，不同的VXLAN segment中只允许具有相同MAC地址的虚拟机。并且VTEP也可以位于物理交换机或物理主机中，甚至可以使用软件来定义。VTEP之间完全是通过3层协议交互与Router相连，如图2。

2.2 Vxlan网关

如果需要VXLAN网络和非VXLAN网络连接，必须使用VXLAN网关才能把VXLAN网络和外部网络进行桥接，完成VXLAN ID和VLAN ID之间的映射和路由，和VLAN一样，VXLAN网络之间的通信也需要3层设备的支持，即VXLAN路由的支持。同样VXLAN网关可由硬件和软件来实现。从封装的结构上来看，VXLAN提供了将2层网络overlay在3层网络上的能力，如图3。

3 VXLAN技术优势

第一，灵活性强，VXLAN通过隧道技术来构建可以跨越多个3层网络的虚拟2层网络，使VM可以在物理位置分散的数据中心之间进行迁移，摆脱了原来VM的迁移只能在同网段的二层网络上进行的地理位置限制。

第二，VXLAN数据包是在标准的第3层IP网络上运行，不需要对现有网络进行改造；除VXLAN网络边缘设备，网络中的其他设备不需要识别虚拟机的MAC地址，减轻了交换设备的MAC地址学习压力，提升了设备性能。

第三，VXLAN通过采用MAC in UDP的封装延伸了2层网络，实现物理网络与虚拟网络解耦，去除了物理网络IP地址和广播域的限制，VM的迁移可以实现跨越3层网络，极大降低了网络管理的难度。

第四，VXLAN技术通过24bit的VNI可以支持多达16M的VXLAN段的网络隔离，对用户进行隔离和标识不再受到限制，可以满足云数据中心未来业务的逻辑网段分隔的需求。

4 VXLAN部署场景

4.1 同VXLAN间的部署

VXLAN多用于数据中心的虚拟机化环境中，可以穿越机架甚至是数据中心。如图2两个宿主机Server1和Server2，对于物理位置没有要求，可以在任意区域，只需与3层网络相连即可，其本质是VETP可以跨越3层网络。

图2中有2个VXLAN覆盖网络：

VNI=11表示为[{Server1[VM1-1]}， {Server1[VM1-2]}， {Server2[VM2-3]}]

VNI=22表示为[{Server1[VM1-3]}， {Server2[VM2-1]}， {Server2[VM2-2]}]

4.2 VXLAN与非VLXAN间的部署

VXLAN网络和非VXLAN网络互连就得需要VXLAN网关，VXLAN网关上同时存在两种类型的端口：VXLAN端口和普通端口。当收到从VXLAN网络到普通网络的数据时，VXLAN网关去掉外层包头，根据内层的原始帧头转发到普通端口上；当有数据从普通网络进入到VXLAN网络时，VXLAN网关负责打上外层包头，并根据原始VLAN ID对应到一个VNI，同时去掉内层包头的VLAN ID信息。如果VXLAN网关发现一个VXLAN包的内层帧头上还带有原始的二层VLAN ID，会直接将这个包丢弃。之所以这样是因为VXLAN并不依赖VLAN ID进行转发，无法判断VLAN ID的正确性。

对于VTEP、VXLAN网关的形态，可以是虚拟交换机，也可以是物理交换机。通过物理交换机实现服务器与软件虚拟VTEP的通信，以及使用专用交换机实现VXLAN网关相搭配的模式，从而承载超大规模的流量转发，避免系统网络的瓶颈产生，相对而言也是当前最优的部署方法。

5 结束语

虽然说VXLAN已经在某些领域得到了应用，可以很清楚的将虚拟网络与物理设施区分开，但并不是说它可以彻底代替VLAN技术，如果某个数据中心内有超过200个以上的虚拟机，那么VXLAN是个不错的选择。如果数据中心规模不大，且只有少量逻辑网，那么久经考验的VLAN技术仍旧可以满足。

参考文献

虚拟网络的实现例10

网络应用的不断普及，引发了一系列网络道德问题。虽然网络道德教育已备受学术界的普遍关注，并形成较为丰富的研究成果，但网络道德教育实践的效果却不尽理想。

综观近年来网络道德教育研究成果，不难发现以下几个特点。其一，从研究的理论基础看，虽然近年来关于网络道德的伦理学研究和网络成瘾的心理学研究取得一定进展，但这些相关学科的研究成果却很少被网络道德教育研究所采纳，这不利于网络道德教育研究向纵深发展。其二，从研究重点来看，大多数研究者把研究重点集中在了实践或操作层面，如改变某类学生某种网络道德失范行为等，因而就事论事的研究较多，没有形成一套系统的网络道德教育理论或成型的网络道德教育模式，特别是对网络道德教育中的基础问题研究不够充分，限制了研究的进一步深入。其三，从研究者来看，研究者大多数是一线的教育工作者，他们虽然对学生网络道德教育的必要性和紧迫性体会颇深，但由于受到自身水平的限制，研究水平不高。其四，从研究的实际效果看，虽然众多的网络道德教育研究把解决实际问题作为研究的重点，但由于上述原因，多数研究没有取得预期效果。

据此，笔者认为，网络道德教育研究的当务之急是找到合理的切入点，这一切入点应当既可以解决研究中理论与实践相结合的问题，又能充分借鉴相关学科的研究成果，形成研究合力。所以，研究网络道德教育，首先应当在分析与借鉴相关研究的基础上合理界定网络道德和网络道德教育—它们作为网络道德教育研究的一个基础性问题，影响到整个研究的具体走向。而后，根据整个网络道德教育实效不理想的状况，澄清网络道德教育是“虚拟”社会中的道德教育还是“现实”社会中的道德教育，从理论与实践相结合的角度为网络道德教育研究找到合理的切入点—学校网络道德教育要从“虚拟”走向“现实”。最后，对学校网络道德教育从“虚拟”走向“现实”的路径进行分析。

一、对网络道德和网络道德教育的界定

目前的网络道德教育存在基本概念厘定不清的问题:研究时或是对网络道德和网络道德教育不加界定，直接进入研究主题，或是从不同的教育层面和教育类型出发，提出不同的网络道德和网络道德教育概念。在这种情况下，研究者缺少共同的研究语言和统一的研究范畴，很难形成网络道德教育的系统研究。笔者以为，要明确界定网络道德和网络道德教育，就要阐明道德与网络道德的关系以及道德教育与网络道德教育的关系。

道德与网络道德是一般与特殊的关系。网络道德隶属道德的范畴，是道德的一种特殊形态，具有道德的本质属性与一般特征。道德是调整人与人之间、人与社会之间行为规范的总和。其中，“道”的语义学含义是‘道路”的意思，引申为“规范”“规矩”;“德”，古人称“行道，有得于心，谓之德”，引申为一个人内心的品质、自我觉悟。“道”是“德”的前提，没有“人所共有”的规范、规则，就不可能有对规范、规则的内心感悟;而“德”是“道”的归宿，规范、规则只有通过“有得于心”才能被接受，并发挥规范人生行为的作用，那些不能被接受的“道”是没有意义的。基于以上分析，笔者认为，网络道德是调整在以网络为媒介的社会环境中，以及由网络而引发的一系列现实社会环境中，人与人之间、人与社会之间关系的行为规范的总和。其中，“网络道”与“网络德”也具有一般意义上“道”与“德”的关系。道德不能与人类社会相脱离，网络道德作为道德的一个有机组成部分也不能与人类社会相脱离。网络道德不仅应当是调整网络社会中人们行为的规范，而且应当是调整由网络所引发的现实社会环境中人们行为的规范。

教育与道德自古以来就密不可分。事实上，教育就是一种道德实践。道德教育是指形成人们一定道德意识和道德行为规范的教育。道德教育是一种规范化教育，其主要任务是提高学生的道德认识，陶冶学生的道德情感，锻炼学生的道德意志，训练学生的道德行为。道德教育的最终目的是通过规范学生的道德行为，使学生最终能够适应其所生活的社会。网络道德教育隶属道德教育的范畴。如果说道德教育针对的是一般的社会领域，那么网络道德教育针对的就是网络及其与之相关的社会领域。网络道德教育是指在以网络为媒介的社会环境中，以及由网络而引发的一系列现实社会环境中，养成人们网络道德意识和网络道德行为规范的教育。网络道德教育同样需要通过促进学生网络道德认知、网络道德情感、网络道德意识和网络道德行为的发展使之最终能够适应网络及其与之相关的社会领域。具体地说，网络道德教育就是以传授“网络道”为主要内容，以把“网络道”内化为网络个体的“网络德”为主要目标的。

二、学校网络道德教育从“虚拟”走向“现实”的原因分析

本文中，学校网络道德教育从“虚拟”走向“现实”有两层含义:其一，网络道德教育与网络道德的产生虽然与“虚拟”的网络社会或网络环境紧密相关，但究其实质，网络道德失范是网络个体现实道德问题在网络中的体现，因而网络道德教育需要从现实入手，从“虚拟”走向“现实”;其二，学校是网络道德教育实施的主要场所，网络道德教育应成为学校道德教育的一个有机组成部分，学校网络道德教育必须从幕后走向前台，从“虚拟”走向“现实”。

(一)“虚拟”只能是“现实”中的“虚拟”

有人认为，网络道德是由网络引发的，网络社会或网络环境是网络道德产生的载体。同时，网络社会或网络环境是虚拟空间、概念空间、符号空间而不是物质空间，因此，网络道德是“虚拟”的道德，它与“现实”的道德相对立。那么，何为“现实”呢?一般来讲，可以从两个维度来评价事物是否现实:一是事物是否客观存在;二是事物是否合乎客观情况。不同的字典对“虚拟”有不同的解释。拉郎德的《哲学词典》关于“虚拟”的定义是:“……虚拟即是在一个对象中预先确定的东西，它自身内部具备了一切可以使之得以实现的基本条件，虽然从外部看不到这些条件……”;《牛津高阶英语学习词典》对“虚拟的”一词的解释是:“实质上的，但尚未在名义上或正式获得承认;在计算机技术中虚拟存储器、虚拟服务器和企业管理中的虚拟组织等词汇中，“虚拟的”意味着虽然是无形或非正式的，但在功能上相当于……。从这几种关于“虚拟”的解释中可以得出:“虚拟”的事物是客观存在的，尽管人们没有意识到它的存在或名义上承认它的存在;’’虚拟”有其存在的合理性，其功能已得到人们的认可;’’虚拟”因其“内部具备了一切可以使之得以实现的基本条件”，因而在一定条件下可以转化为“现实”。仔细研究“虚拟”与“现实”的词意，不难发现“虚拟”是“现实”的一部分，是统一于“现实”的，也即“虚拟”只能是“现实”中的“虚拟”。

(二)网络道粗是“现实”中发展起来的道德形式

首先，网络社会和网络道德诞生于人类对科技的不断追求。网络社会和网络道德从其诞生之日起就具有其创造者的特征—来自于“现实”。可以说，现实生活状况是网络个体网络行为的基础。因此，网络道德问题不是单纯的“虚拟”道德问题，而是实实在在的道德问题，它与人们的“现实”生活环境紧密相关。据此，网络道德教育要从“现实”入手。

(三)网络道德失范是现实道德教育问题的网络体现

网络技术的快速发展直接带动了网络社会的快速变化，这一变化速度远远超过网络伦理的发展速度，由此引发了网络社会中的道德规范空位状态。衡量网络道德失范的尺度是现实社会的规范，网络道德失范是指网络个体的网络行为偏离或违背了现实社会规范，这也体现了网络道德的现实性色彩。网络本身没有罪过，网络道德失范的罪魁祸首不是网络。网络道德失范的实质是网络个体现实道德问题在网络中的体现。网络是一个没有国界、缺少规范的公共场所，在这样的公共场所人们易产生偏离社会规范的行为。在精神空虚和压抑的情况下，某些人将网络视作逃遁现实世界的惟一“精神家园”，在网络空间中毫无顾忌地宣泄自己的情感。因此，既然网络道德失范源于现实问题，那么解决网络道德失范也应该从源头—“现实”入手。

(四)学校是网络道德教育的主要场所

学校是网络道德教育的主要场所。首先，学校道德教育不仅具有培养符合社会道德规范的社会成员的作用，而且具有规约社会道德的功能。家庭和社会处于一种相对分散的状态，很难改变目前网络道德混乱的现状，帮助学生找到正确的发展方向，而学校教育可以通过有计划、有组织的道德教育活动，不断规约学生网络道德的发展。其次，大部分青少年是在13～16岁时首次接触网络，这也是青少年学生上网的重要时期。在该阶段，学生的主要时间是在学校度过的，因此虽然不能忽视家庭和社会的作用，但无疑学校应对学生网络道德做出更多的指导。

三、学校网络道德教育从“虚拟”走向“现实”的路径

网络道德教育从“虚拟”走向“现实”必须基于两条路径:一是探索和遵循网络道德教育规律;二是对学校道德教育进行“网络化”调整。

(一)探索和遵循网络道德教育规律

网络道德教育规律在网络道德教育研究中处于基础地位。网络道德教育规律隶属道德教育规律的范畴，与教育规律在本质上是一致的。教育有两条基本规律:其一是教育的外部规律—从教育作为社会的一个子系统与整个社会系统及其他子系统的相互关系看，教育与社会发展相互制约;其二是教育的内部规律—从教育作为一个系统，其内部各因素或子系统的相互关系看，教育与人的身心发展相互制约。由此，网络道德教育规律可以总结为:网络道德教育不仅要受到学校和学生生存环境的制约，更直接受到网络社会的制约，同时受到学生网络道德发展水平的影响。

1.网络社会对网络道德教育的制约分析。社会的发展决定学校道德教育的主题，学校道德教育又通过将一定社会所推崇的品德规范与要求转化为受教育者的个体品德来促进社会的稳定与发展。从社会发展的角度看，有什么样的社会，就会有什么样的道德教育，每一个时代的道德教育都具有该时代特定的主题。网络社会的特质直接影响网络道德教育的主题，并渗透到网络道德教育的方方面面。

从网络社会发生的角度看，这个根植于现实的新兴社会形态就是要打破时间与空间的界限，使网络个体在短时间内接触整个世界。在这样一个空间中，网络个体接触新事物、新观念的频率要远远高于现实社会。因此，培养学生快速鉴别并选取恰当价值观念和行为规范的能力非常重要。同时，网络空间从诞生之日起就是一个开放、平等的世界，权威不复存在，在网络上个体很难寻找到解答问题的诉求对象，因而培养学生自主解决问题的能力显得尤为重要。从网络社会发展的角度看，网络技术一日千里，网络社会随之不断变化，在这样的情境下进行“数字化生存”需要网络个体具有不断的自我道德调试能力，即当新的道德问题与原有道德知识发生冲突时，个体能够利用原有的道德知识解决问题并不断丰富自己的道德知识。此外，由于网络的管制措施远远落后于网络技术的发展，网络社会是一个缺少管制的社会，网络社会中的秩序更多地依靠网络个体按“良心”行事，因而加强网络个体的自律教育非常重要。

2.网络道德发展阶段分析。人的道德发展具有明显的阶段性。网络道德发展同样具有阶段性，但是其阶段性特征有别于一般意义上人的道德发展。其根本原因是:网络道德与一般意义上人的道德发展起点是完全不同的。一般意义上的道德发展是伴随着个体由不成熟到成熟的一个过程，这一过程由“0”开始。而就网络道德个体而言，他们大部分是已具有相当道德水准的成熟个体或较成熟个体。根据科尔伯格的理论，人的道德发展是向上的，不会由于处于一个新环境而发展道德逆转。因此，网络道德发展阶段就是个体进入以网络为媒介的社会环境中，在面对一种新的社会环境时不断调整自身道德规范的过程。可以说，网络道德发展阶段是一般意义上道德发展阶段在网络空间中的展示与变异。网络道德发展的主要阶段是:协入阶段、迷惘阶段、震荡阶段、稳定阶段和融合阶段。

当现实空间中的个体进入网络空间时，其本身已经具有的道德随之进入网络空间，并规范网络个体初期的网络行为。该阶段可称为协入阶段，即个体协同已具有的“德”进入网络空间，此甘‘德”等于“网络德”

虽然现实环境中的“德”可以支撑网络个体初期的网络行为，但由于网络社会具有去中心的特点，再加之网络社会秩序不明确、法律不健全，未形成网民认可的网络习俗，因而网络个体在面对这些情况时很快就会感到手足无措，进入网络道德发展的第二个阶段，即迷惘阶段。

网络空间是一个快速发展、不断升级的非稳定空间，网络个体在这样的空间中境遇是丰富多彩、各不相同的。网络个体会根据各自的网络境遇和已有的道德背景不断尝试新行为，同时调整各自的道德准则。这时网络个体进入了道德激烈斗争的时期，即是否通过尝试网络行为进行道德调整或进行什么程度的调整。这是网络道德发展的第三个阶段，即震荡阶段。

经过一段时间的自我肯定与自我否定，网络个体逐渐形成一套相对稳定的网络空间行为规范—“网络德”。“网络德”虽然也会随着网络个体的网络境遇与整体道德背景的调整而发生变化，但其总体特性已基本稳定。这是网络道德发展的第四个阶段，即稳定阶段。

网络道德和网络社会不能脱离道德和整个人类社会而独立存在，其连接通道就是网络个体。网络空间中的人虽然具有“符号人”与“现实人”的双重身份，但是不可否认，两者都是同一个体。人是具有自组织能力的，能够将自身的各种习得进行融合和重组并表现出来。通过这一机制，个体的“网络德”可以融入原有的道德，影响个体原有道德作用的发挥。这时，网络道德发展进入第五个阶段—融合阶段，即个体已形成的“网络德”与现实“德”相互融合，并一起规范个体行为，而“网络德”在现实空间的侧重点是调整由网络而引发的一系列现实社会环境中人与人之间、人与社会之间的关系。

(二)对学校道德教育进行“网络化”调整

学校要成功进行网络道德教育，就要把网络道德教育纳入学校道德教育范畴，对学校道德教育进行“网络化”调整。网络对学校道德教育的影响突出表现在学校道德教育的内容和方法上。因此，学校道德教育的“网络化”调整意味着要在学校道德教育中适当加入“网络”的内容，同时充分利用网络优势，扩充学校道德教育的方法。

1.在学校道德教育内容中加强对学生的核心价值观教育。数字化生存有着与现实生存截然不同的特点。现实生存有着明确的时空界限，而“数字化的生活将越来越不需要仰赖特定的时间和地点”;现实生存处于一种相对稳定的状态，而“数字世界从本质上说可以不断升级”。在这种情形下，数字化生存与现实生存的差距在加速度地不断扩大。维系人们现实生活秩序的“道”越来越不能帮助维系数字化生存的正常秩序，而数字化生存的快速变化特点又使人们不能在数字化实践中及时、有效、准确地构建“网络道”，进而造成数字化生存中“网络道”的空位。同时，“网络德”由于在网络道德发展的震荡阶段走向了各自不同的方向，从而出现“网络德”的混乱，“网络道”的空位也加剧了这一混乱现象。

在这种情况下，需要加强学生的核心价值观教育。笔者认为，核心价值观是“网络道”的基础。近年来国内外许多研究表明，人类确实存在某些共同认可的核心价值观，如正直、善良、诚实、守信、尊重、责任感、正义感等，这些都是很多不同文化的人们共同认可的。可见，核心价值观是正确处理人与人之间、人与社会之间关系准则的基础。虽然“网络道”的缺位为网络道德教育带来了一定困难，但也应注意到:无论数字化生存如何变化，网络社会中处理的仍然是人与人之间、人与社会之间的关系，仍受人类核心价值观的支配。“网络道”应该建立在核心价值观的基础之上。教育者可以通过核心价值观教育进行间接的“网络道”传授。需要注意的是，学校传授的核心价值观，往往以道德规则的他律形式出现。这些道德规则只有真正转化为学生的自律原则，才能起到规范学生网络行为的作用。