虛擬機(jī)技術(shù)在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全教學(xué)中的應(yīng)用分析

◆謝 芳

(湖南省石油化工技工學(xué)校 湖南 410300)

虛擬機(jī)技術(shù)在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全教學(xué)中的應(yīng)用分析

◆謝 芳

(湖南省石油化工技工學(xué)校 湖南 410300)

經(jīng)過多年的發(fā)展，我國(guó)的科學(xué)技術(shù)水平相比以往發(fā)生了翻天覆地變化，而虛擬機(jī)技術(shù)也在這一背景下也實(shí)現(xiàn)了新的發(fā)展。考慮到計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)本身具有一定的虛擬性質(zhì)，且受此原因常常會(huì)產(chǎn)生各種各樣的安全問題，對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行和使用造成了一定威脅。因此將虛擬機(jī)技術(shù)運(yùn)用在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全教學(xué)中，活靈活現(xiàn)地展示出計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，可以有效縮短計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全教學(xué)與學(xué)生之間的距離，并幫助其更好地體會(huì)到學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全防范知識(shí)技能的重要性。立足于這一點(diǎn)，本文將以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全教學(xué)作為主要研究對(duì)象，著眼于當(dāng)前的教學(xué)現(xiàn)狀，在對(duì)虛擬機(jī)技術(shù)的內(nèi)涵與作用進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹的基礎(chǔ)上，針對(duì)虛擬機(jī)技術(shù)在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全教學(xué)中的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行分析。

虛擬機(jī)技術(shù)；計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全教學(xué)；實(shí)際應(yīng)用

0 引言

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全教學(xué)本身受制于短暫的教學(xué)周期，且其常常會(huì)涉及到大量略帶抽象性和邏輯性的知識(shí)概念，使得學(xué)生在學(xué)習(xí)和實(shí)踐運(yùn)用的過程中經(jīng)常會(huì)存在理解障礙等問題，影響了教學(xué)效率與教學(xué)質(zhì)量的優(yōu)化和提升。為此，教師開始嘗試在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全教學(xué)中靈活運(yùn)用虛擬機(jī)技術(shù)，通過高度還原和逼真模仿真實(shí)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，從而可以進(jìn)一步強(qiáng)化學(xué)生的實(shí)踐體驗(yàn)，從而幫助其達(dá)到內(nèi)化所學(xué)知識(shí)內(nèi)容的重要目的。

1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全教學(xué)現(xiàn)狀分析

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全教學(xué)的根本目的在于在幫助學(xué)生正確認(rèn)識(shí)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的基礎(chǔ)之上，加深對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全知識(shí)的理解與認(rèn)知，并且能夠掌握基本的維護(hù)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全的技能，從而在日后的計(jì)算機(jī)使用當(dāng)中能夠有效避免其受到木馬病毒、惡意程序等攻擊。由此我們不難發(fā)現(xiàn)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全教學(xué)對(duì)實(shí)踐性有著極高的要求，但事實(shí)上，由于受到教學(xué)條件的限制，學(xué)校中實(shí)驗(yàn)室數(shù)量比較少，而學(xué)生在上機(jī)操作時(shí)教師也很難進(jìn)行統(tǒng)一管理，使得目前的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全教學(xué)實(shí)踐性表現(xiàn)略有不足。同時(shí)受到考試等因素的影響，在實(shí)際教學(xué)當(dāng)中教師也更加側(cè)重于基礎(chǔ)理論知識(shí)的講解與教學(xué)，使得計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全教學(xué)存在明顯的“紙上談兵”的現(xiàn)象[1]。

2 虛擬機(jī)技術(shù)的簡(jiǎn)單介紹

2.1 基本內(nèi)涵

虛擬機(jī)也被稱之為邏輯機(jī)等，指的就是一種虛擬的主機(jī)。而虛擬機(jī)技術(shù)指的就是利用模擬的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)主機(jī)的高度還原，構(gòu)建出一種可以進(jìn)行實(shí)踐操作的虛擬系統(tǒng)技術(shù)。為了能夠更加具有逼真效果，虛擬機(jī)需要同時(shí)具備真實(shí)的計(jì)算機(jī)軟件環(huán)境，同時(shí)也需要各類虛擬硬件設(shè)備作為支撐。以VMware為例，其作為虛擬機(jī)軟件中的一種，可以通過占用同一臺(tái)計(jì)算機(jī)的部分內(nèi)置存儲(chǔ)即可實(shí)現(xiàn)多臺(tái)虛擬機(jī)的同步模擬。也就是說，多臺(tái)虛擬機(jī)均可以同時(shí)在一臺(tái)計(jì)算機(jī)中完成運(yùn)行，并且在實(shí)際運(yùn)行虛擬機(jī)的過程中，操作系統(tǒng)之間互不干擾具有良好的獨(dú)立性，一旦有聯(lián)網(wǎng)需求，隨時(shí)可以將多臺(tái)虛擬機(jī)并入其中[2]。

2.2 重要作用

針對(duì)在當(dāng)前計(jì)算機(jī)安全網(wǎng)絡(luò)教學(xué)當(dāng)中學(xué)生上機(jī)實(shí)踐次數(shù)比較少、教師難以統(tǒng)一管理的問題，虛擬機(jī)技術(shù)無(wú)論是虛擬機(jī)的運(yùn)行還是構(gòu)建均無(wú)需分別在各個(gè)計(jì)算機(jī)中完成，這也使得學(xué)校能夠有效節(jié)省一大筆用于建設(shè)建設(shè)實(shí)驗(yàn)室的資金。而教師在教學(xué)網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中并入多個(gè)虛擬機(jī)，構(gòu)建起一個(gè)完整的聯(lián)機(jī)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一管理學(xué)生的上機(jī)操作行為。另外，虛擬機(jī)系統(tǒng)實(shí)際上只是計(jì)算機(jī)硬盤中的某一部分文件，因此如果收到病毒感染或是惡意程序的攻擊，通過刪除源文件即可有效解決，加之其在連接至計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)之后能夠與實(shí)際計(jì)算機(jī)之間進(jìn)行信息的交流訪問，因此對(duì)于優(yōu)化計(jì)算機(jī)安全網(wǎng)絡(luò)教學(xué)具有十分重要的幫助作用。

3 虛擬機(jī)技術(shù)在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全教學(xué)中的應(yīng)用及注意事項(xiàng)

3.1 合理設(shè)置虛擬機(jī)數(shù)量

教師在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全教學(xué)中運(yùn)用虛擬機(jī)技術(shù)，首先需要結(jié)合實(shí)際情況合理設(shè)置虛擬機(jī)的數(shù)量，避免出現(xiàn)對(duì)硬件資源造成過度占用的情況。通常情況下，普通的實(shí)訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容通過兩個(gè)虛擬機(jī)即可完成，如果設(shè)置過多的虛擬機(jī)數(shù)量，將會(huì)使系統(tǒng)運(yùn)行速度被迫減慢。另外，需要根據(jù)實(shí)際主機(jī)安裝的系統(tǒng)，將其同樣安裝在虛擬機(jī)當(dāng)中，并安裝好相應(yīng)的虛擬軟件；最后教師需要利用網(wǎng)絡(luò)橋接等方式將虛擬機(jī)聯(lián)入教學(xué)網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中，使得其能夠更好地對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境進(jìn)行模仿和再現(xiàn)，為學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作創(chuàng)造有利環(huán)境。而考慮到構(gòu)建、運(yùn)行虛擬機(jī)需占用的內(nèi)存往往比較大，因此教師最后能夠選擇高配置的機(jī)房，避免操作系統(tǒng)出現(xiàn)卡頓等現(xiàn)象[3]。

3.2 需結(jié)合具體教學(xué)內(nèi)容

立足于具體的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全教學(xué)內(nèi)容，教師需要靈活傳插運(yùn)用虛擬機(jī)技術(shù)。譬如說在講解黑客工具及其使用時(shí)，教師可以通過使用PPT等教學(xué)課件向?qū)W生講解Y有關(guān)黑客使用工具的基礎(chǔ)理論知識(shí)，包括工具的種類、使用危害以及基本使用方法等等，在此之后教師可利用虛擬機(jī)技術(shù)進(jìn)行分步驟展示，從而幫助學(xué)生更加清晰直觀地了解具體黑客工具的操作過程，并由此能夠?qū)诳凸ぞ弋a(chǎn)生一個(gè)更加全面、系統(tǒng)的認(rèn)知，而根據(jù)學(xué)生的實(shí)際掌握情況，教師可以通過適當(dāng)使用重復(fù)或是回放等功能，對(duì)某一步驟進(jìn)行重點(diǎn)講解，使得教學(xué)能夠更加具有針對(duì)性和實(shí)踐性。在此基礎(chǔ)之上，教師可以積極引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合自身的實(shí)際生活經(jīng)驗(yàn)，談?wù)剳?yīng)該如何應(yīng)對(duì)黑客的攻擊，使得學(xué)生能夠不斷調(diào)動(dòng)其學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全知識(shí)技能的興趣與熱情[4]。

3.3 與網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行融合

在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全教學(xué)當(dāng)中涉及了大量的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)，而以往受到種種因素的限制教師在網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面表現(xiàn)不足，不僅學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)和次數(shù)比較少，而且處于對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的維修和管理等角度，往往需要學(xué)生以小組的形式進(jìn)行多人連網(wǎng)實(shí)驗(yàn)，這在一定程度上也影響了學(xué)生獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)。尤其是部分學(xué)習(xí)能力和實(shí)踐能力比較弱的學(xué)生，在與學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐能力均比較強(qiáng)的學(xué)生為一組時(shí)，容易下意識(shí)對(duì)其產(chǎn)生依賴，無(wú)法實(shí)現(xiàn)獨(dú)立學(xué)習(xí)。而教師通過使用虛擬機(jī)技術(shù)，在為學(xué)生模擬創(chuàng)造出幾乎真實(shí)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境之下，學(xué)生可以單獨(dú)完成實(shí)驗(yàn)。譬如說在黑客工具使用的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)當(dāng)中，學(xué)生可以根據(jù)應(yīng)用程序提供的虛擬機(jī)顯示器，結(jié)合自身的興趣等任意選擇一種黑客工具對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行“攻擊”操作，從而真切地感受到黑客對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)以及網(wǎng)絡(luò)安全環(huán)境的破壞影響，而之后教師只需要引導(dǎo)學(xué)生找到計(jì)算機(jī)當(dāng)中虛擬機(jī)對(duì)應(yīng)的相關(guān)源文件并將其進(jìn)行刪除即可使得計(jì)算機(jī)恢復(fù)原狀，從而有效避免了因?qū)W生在實(shí)際主機(jī)當(dāng)中進(jìn)行黑客工具使用的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)，而導(dǎo)致主機(jī)系統(tǒng)或其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備出現(xiàn)故障等問題。但教師在此過程中需要注意的是，在正式進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)之前，需要提前設(shè)置好虛擬機(jī)的數(shù)量并進(jìn)行啟動(dòng)，從而避免造成教學(xué)時(shí)間的無(wú)謂浪費(fèi)。

4 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，虛擬機(jī)技術(shù)能夠?qū)⒄鎸?shí)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境進(jìn)行再現(xiàn)，使得學(xué)生可以通過在實(shí)體計(jì)算機(jī)上進(jìn)行虛擬操作以及實(shí)例演示，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)將學(xué)習(xí)到的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全知識(shí)與技能進(jìn)行靈活運(yùn)用，對(duì)提升學(xué)生的學(xué)習(xí)成效、優(yōu)化教學(xué)成果等均具有積極的促進(jìn)作用。尤其是在虛擬機(jī)技術(shù)的使用之下，用于設(shè)備維護(hù)等方面的費(fèi)用得以有效控制，因此在未來(lái)，教師還需要在具體問題具體分析的理念之下，積極拓展虛擬機(jī)技術(shù)在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全教學(xué)中的運(yùn)用方式方法等，并嘗試在其他和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境有關(guān)的課程中引入虛擬機(jī)技術(shù)，使其能夠充分發(fā)揮出有效作用。

[1]孫愛梅，韓友蘭，趙博．計(jì)算機(jī)安全技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中虛擬機(jī)技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用[J]．計(jì)算機(jī)教育，2016．

[2]鄧富強(qiáng)，馬選民． VMware虛擬機(jī)技術(shù)在計(jì)算機(jī)信息安全教學(xué)中的應(yīng)用[J]． 網(wǎng)絡(luò)與信息，2016．

[3]董思妤，陳立云，劉愛珍．虛擬機(jī)技術(shù)在《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》課程教學(xué)中的應(yīng)用研究[J]．現(xiàn)代計(jì)算機(jī)(專業(yè)版)，2016．

[4]溫會(huì)寶，王朋嬌．虛擬機(jī)技術(shù)在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用——多機(jī)聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)[J]．中國(guó)教育技術(shù)裝備，2016．