实验作为当代工科教育教学的一个重要环节,对培养学生解决实际问题的能力至关重要。近几年来,随着学生数量的增加,学校的实验器材已无法满足学生的实验需求。为解决这一问题,基于虚拟化技术的“虚拟实验”应运而生。虚拟实验的出现使得学生能够不受时间、空间以及传统的教学模式的限制,随时可以登录进入与真实设备现场相同的实验环境,而且也不用担心反复试验对实验器材造成的影响。这不仅仅提高了学生的动手能力,还能够达到资源共享的效果,并为学校节约了很多高额的设备投入资金、场地建设资金以及设备的日常维护和管理费用。针对本校计算机通信网络课程的实验需求,本课题组前期开发了“远程虚拟实验平台”并已投入使用。本课题在此基础上进一步研究和探索了一种基于“云概念”的虚拟实验方法,研究了在云环境下进行虚拟组网的技术,提出了“基于vSphere的虚拟路由管理和分配”方案。旨在解决原虚拟组网系统中存在的“组网拓扑结构及实验步骤固定”的问题,使组网路由器的个数和实验步骤可以按需设置,以进一步达到真实组网的效果。本文主要分为三个部分。第一部分：详细阐述了虚拟化相关技术的概念、技术方法、结构框架以及国内外研究现状,同时,深入研究了基于虚拟化技术的云操作系统———vSphere的基本概念、体系结构以及关键技术,为完成基于vSphere的虚拟路由管理和分配系统的设计打下了基础；第二部分：在对vSphere云操作系统以及虚拟路由的研究和分析的基础上,提出并设计了基于vSphere的虚拟路由管理和分配系统的总体框架,描述了它的执行逻辑,并设计出了基于vSphere的虚拟路由管理和分配系统的系统架构,本文还详细分析了这一系统架构；第三部分：在对虚拟实验平台以及云操作系统相关技术研究的基础上,搭建了基于vSphere云操作系统的系统环境,部署实施了虚拟路由管理和分配系统的资源检索、管理等模块。本文的设计和研究给虚拟实验平台提供了一套新的思路和方法,在现有的“虚拟实验平台”的基础上,通过添加基于vSphere云操作系统的资源管理和分配,实现了组网路由器的按需分配,使得实验效果更加真实,用户只需要选择合适的路由资源并对路由本身的性能进行配置,便可实现灵活的自由组网,从而打破固定的实验模式。