淺談虛擬機技術在高職計算機網絡安全教學中的應用

王萌　程永紅　周奕含

摘 要：高職計算機技術網絡安全課程教學在虛擬機技術的教學工作上，需要進一步應用現有的試驗設備，降低實驗室建設的支出，同時確保學生能夠在教學過程中形成較好的學習興趣，以此提升理論內容的學習質量。

關鍵詞：虛擬機;計算機網絡安全;高職;教學

引言：隨著計算機網絡技術快速發展及其在多個行業中的深入應用，網絡安全問題也隨之突出。從當前計算機網絡技術的覆蓋范圍上看，已基本實現全球化覆蓋;從國內計算機網絡需求發展角度上看，網絡安全管理人才需求呈現快速增長的趨勢。面對此趨勢，高職院校需要在學生的教育工作上進行優化與創新，一方面加大技術性課程的引入，另一方面結合計算機網絡發展情況，使學生所學內容積極向社會所需靠攏，并在教師的引導下完成相關學習任務。

一、虛擬機與高職計算機網絡安全課程教學的相關概述

（一）高職院校計算機網絡安全課程教學現狀

在計算機網絡技術持續發展的背景下，不同行業在信息技術的應用上逐漸深入，使得生產、經營與管理工作等方面發生了較大轉變。計算機網絡安全作為當前社會發展過程中面臨的主要問題之一，其不僅影響計算機相關行業穩定發展，還影響社會居民的財產安全等。在市場的推動下，計算機網絡安全維護的人才需求增大，對于高職院校而言，既是機遇，也是一項挑戰。出于社會需求的增加，高職院校在課程的設置上，大部分都開設了計算機網絡安全課程，主要用于研究計算機病毒與木馬軟件等對計算機造成的損壞。該項課程若通過機房普通計算機進行實驗與操作演示，則相關機房的操作難度加大，若設置專門的網絡安全實驗室，對于高職院校而言，這無疑是一筆較大的投資項目，而且面臨使用率低等問題。因此，在開展網絡安全教育的過程中，部分高職院校通過多媒體鋪筑的形式，對學生開展理論上的教學，然而該種形式缺少了學生的實踐操作。高職院校在人才教育的目標上，主要目的在于培養專項技術的素質人才，用以滿足社會生產、建設與管理的需要。因此，為實現較好的教學質量，高職院校需要在教學過程中，通過場景模擬與針對性的實踐訓練設置，使學生能夠獲得較好的理論內容學習與實踐技能鍛煉，以此滿足當前社會發展的人才需求。虛擬機技術能夠在當前階段的教學工作中滿足教育工作者與高職院校的需要。

（二）使用虛擬機構建教學環境

虛擬機在當前的互聯網信息技術發展過程中，主要用于教學領域與相關行業的生產制造工作中。該技術在結構與形式上，能夠較好適應教學的應用環境，使教師能夠在課程演示與學生操作指導等工作上提供便利性。計算機技術作為當代學生需要掌握的一項基礎技能之一，計算機安全技術維護等內容，對于高職院校的相關專業而言，屬于重要的理論內容與技術操作項目，需要在結合理論的基礎上，通過技術上的練習進行掌握。虛擬機能夠在同一臺計算機中構建多臺，能夠使教師的內容演示獲得一定便利性，對于學校而言，也能夠在有限的教育資源上為學生提供較好的教學環境。虛擬機的運行環境為物理計算機，通過軟件模擬的計算機進行運作，軟件類型包含：VMware（VMWare ACE）、Virtual Box和Virtual PC等，在應用上，都可通過微軟操作系統虛擬多個計算機。Vmware Workstation在運行環境上，主要為Windows或Linux計算機，該虛擬機可以模擬x86的pc環境，與真實計算機的功能結構完全相似，包含CPU、內存以及顯卡等方面。在實際應用上，虛擬機與物理主機功能接近，一般情況下需要進行分區、格式化與操作系統的安裝等，操作模式與計算機相近。不同操作系統都具備相應的虛擬機。在課堂教學的工作中，通過VM虛擬機軟件能夠便捷構建計算機網絡安全實驗所需的環境，該軟件在構造上較為簡單，使用中需要注重以下幾方面管理：注重虛擬機數量的選擇，當一臺實體機創建多臺虛擬機時，需要考慮占用的硬件資源與系統運行速度，對于教學而言虛擬機的構建數量不大于3個就能滿足演示與操作教學的需求;在虛擬機的操作系統選擇上，教學過程中會遇到網絡服務器的相關問題，此時，可在構建安裝Windows 2003 Server操作系統的虛擬機，同時另外一臺模擬一般狀態下的計算機，具備微軟XP操作系統即可;虛擬機在網絡連接方面，為實現真實情況網絡條件模擬，可采用橋接的形式，使構建的虛擬機可以與實體機位于同一網段，在教學上，可通過相同實體機以兩臺虛擬機進行教學演示，也可通過不同實體機的虛擬機進行網絡攻防的教學演示;虛擬機在內容的大小上，需要適當增加物理內存，確保內存能夠滿足實際教學的需要。

二、虛擬機技術在教學中的應用

教師在計算機網絡安全教學中，在病毒危害、系統漏洞、黑客工具、網絡服務器以及防護墻等環節教學中，首先需要結合理論內容向學生進行操作上的演示，使學生能夠在理論內容學習的基礎上，通過教師的實際演示，理解關鍵的計算機安全防護操作。在學生進行虛擬機操作的過程中，教師可設置黑客攻擊情況下如何進行防護措施的問題，使學生在黑客攻擊系統的過程中能夠應用正確的手段對計算機系統實施防護，由此在一定程度上增強計算機的安全防護水平。比如在DDoS攻擊、網絡嗅控工具對操作系統的攻擊中，教師可通過遠程操作的形式，使學生在觀察演示的基礎上，配合教師進行思考、分析與操作練習，使學生能夠與教師通過交流互動的形式進行計算機系統的安全防護練習。比如，教師在進行計算機安全防護技術的操作演示中，首先通過遠程控制軟件（軟件在局域網的教學演示應用中較為方便），在實體機中啟動兩臺虛擬機，一臺作為黑客計算機對另一臺計算機進行入侵，黑客計算機的操作系統為微軟XP系統，受到黑客入侵的計算機操作系統為Windows 2003 Server，在黑客計算機運行sss漏銅掃描工具;對被入侵的IP地址實施掃描，結果顯示受到黑客入侵的計算機系統產生RPC漏洞;在黑客計算機上運行NC工具，以獲取被入侵計算機的shell模式窗口權限;在黑客計算機上啟動遠程控制軟件，配置服務端安裝相關程序;在黑客計算機上的服務端進行程序安裝，實施加殼操作，避免病毒軟件阻截;通過文件服務程序使配置完全的服務端進行程序安裝，其次降低上傳到被攻擊計算機上，安裝與啟動;最后，在黑客虛擬機上運行遠程控制軟件，進行相關功能演示。

總結：虛擬技術在教學領域的應用能夠提供較好的計算機網絡安全防范技術的演示環境;從教師的角度上看，該技術的應用能夠在原有的基礎上拓展教師的教學手段，從而更好進行相關理論內容的闡釋與傳導;從學生的角度上看，通過虛擬機技術的應用，能夠接受教師較好的教學演示同時，可以通過較好的實際演練軟件環境，獲得計算機安全防護技術上的提升。因此，在現階段的計算機網絡安全技術教學過程中，教師需要重視并加強虛擬機技術的應用，由此使教學工作可以得到優化與提升。

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