虛擬機(jī)技術(shù)在技工院校計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全教學(xué)的應(yīng)用

1、    虛擬機(jī)技術(shù)在技工院校計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全教學(xué)的應(yīng)用    李立云摘 要：隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和普及，網(wǎng)絡(luò)安全日益引起人們的重視，技工院校開(kāi)設(shè)了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全課程，其目的是培養(yǎng)具有信息安全意識(shí)，具有網(wǎng)絡(luò)安全防范技能的應(yīng)用型人才。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全教學(xué)中需要模擬網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，如果使用真的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境將增大教學(xué)難度，對(duì)高職院校的教學(xué)設(shè)備要求很高，通過(guò)引入虛擬機(jī)技術(shù)，能夠有效降低教學(xué)設(shè)備投入，提高教學(xué)效率，降低網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險(xiǎn)，使虛擬機(jī)技術(shù)得到充分的發(fā)揮和利用，從而促進(jìn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全教學(xué)的順利開(kāi)展。關(guān)鍵詞：技工院校 虛擬機(jī)技術(shù) 網(wǎng)絡(luò)安全教學(xué)：tp334.8 ：a ：1674-09

2、8x（2018）02（a）-0207-02隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，信息安全日益受到人們的關(guān)注，提高人們的信息安全意識(shí)，增強(qiáng)自我防護(hù)能力也成為了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全的重要教學(xué)內(nèi)容。在教學(xué)實(shí)踐中，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全教學(xué)受限于教學(xué)周期較短等現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，且存在大量理論性、抽象性的知識(shí)，需要學(xué)生進(jìn)行動(dòng)手實(shí)踐才能真正理解理論知識(shí)，并掌握實(shí)踐操作技能，才能真正實(shí)現(xiàn)理論學(xué)習(xí)與實(shí)踐操作相結(jié)合，為專(zhuān)業(yè)化的應(yīng)用型人才培養(yǎng)奠定基礎(chǔ)。然而，受限于技工院校辦學(xué)條件，學(xué)校無(wú)法為每一位學(xué)生提供真實(shí)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境進(jìn)行操作練習(xí)，即使部分院校具有了教學(xué)環(huán)境，也無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生的實(shí)踐操作進(jìn)行統(tǒng)一管理，因此，有必要在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全教學(xué)中引入虛擬機(jī)技術(shù)，通過(guò)模

3、擬真實(shí)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，為學(xué)生提供良好的實(shí)踐操作場(chǎng)景，避免了教師只能依靠空洞講授的尷尬局面，從而保障了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全課程的順利開(kāi)展，為應(yīng)用型人才培養(yǎng)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。1 技工院校計(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)安全課程是在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不斷發(fā)展與病毒、木馬和惡意程序肆虐網(wǎng)絡(luò)的背景下而設(shè)置的，其目的是為了保護(hù)學(xué)生的信息安全，提高自身防護(hù)能力，使其掌握基本的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)知識(shí)和技能，從而在計(jì)算機(jī)使用過(guò)錯(cuò)中避免遭受木馬、病毒及其他不良程序的入侵攻擊，切實(shí)保護(hù)自身信息安全。由此，我們不難發(fā)現(xiàn)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全課程對(duì)學(xué)生的實(shí)踐操作能力有著較高的要求，面對(duì)不同的病毒、木馬等，所采取的應(yīng)對(duì)手段和措施也各不相同，

4、僅依靠教師空洞、乏味的理論知識(shí)講授，一方面學(xué)生難以理解其中的內(nèi)涵，存在理解上的障礙和誤區(qū)；其次，由于這種方法枯燥乏味，往往導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不斷降低，教師質(zhì)量不斷下降，影響了教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成。此外，在教學(xué)實(shí)踐中，受應(yīng)試教學(xué)觀念的影響，部分教師更為側(cè)重于理論知識(shí)的講授，導(dǎo)致學(xué)生缺乏實(shí)踐操作演練，使計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全成為“紙上談兵”的空洞理論知識(shí)講解，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全產(chǎn)生錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí)，不利于學(xué)生專(zhuān)業(yè)技能的培養(yǎng)。2 虛擬機(jī)技術(shù)概述虛擬機(jī)技術(shù)也可以稱之為邏輯機(jī)，不是真實(shí)的物理主機(jī)，而是利用虛擬技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)真實(shí)物理主機(jī)的模擬和還原，從而構(gòu)建一個(gè)能夠?qū)嵺`操作的虛擬環(huán)境。以vmware為例，通過(guò)分配給虛擬機(jī)一定

5、的資源，就可以與真實(shí)物理主機(jī)安裝任何操作系統(tǒng)、安裝應(yīng)用程序等操作，也可以設(shè)置與真實(shí)物理主機(jī)之間進(jìn)行通信，構(gòu)建相對(duì)獨(dú)立的、可供學(xué)生實(shí)踐操作的教學(xué)環(huán)境。相對(duì)于其他教學(xué)方式，虛擬機(jī)具有成本低廉、操作簡(jiǎn)單、虛擬機(jī)互不干擾、可復(fù)制等特點(diǎn)，即使是不同品牌的物理主機(jī)，也可以通過(guò)軟件構(gòu)建同樣的虛擬機(jī)環(huán)境。虛擬機(jī)的安裝和操作不會(huì)降低物理主機(jī)的性能，也不會(huì)產(chǎn)生不良的影響，虛擬機(jī)系統(tǒng)啟動(dòng)和關(guān)機(jī)不需要像物理主機(jī)那樣復(fù)雜，只需要簡(jiǎn)單的操作即可完成。此外，物理主機(jī)安裝不同的操作系統(tǒng)具有操作復(fù)雜、裝機(jī)時(shí)間長(zhǎng)等問(wèn)題，而虛擬機(jī)安裝操作系統(tǒng)十分便捷，可以安裝不同類(lèi)型的操作系統(tǒng)，可以模擬其他種類(lèi)的操作系統(tǒng)，為教學(xué)研究與實(shí)踐操作提供

6、了更大的可能性。當(dāng)前，由于技工院校辦學(xué)條件和客觀因素的限制，學(xué)生在學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全課程時(shí)實(shí)踐次數(shù)較少，而且存在教師難以管理的問(wèn)題，當(dāng)學(xué)生操作失誤或者出現(xiàn)異常時(shí)，可能需要進(jìn)行系統(tǒng)重新安裝，并部署相應(yīng)的應(yīng)用環(huán)境等，后期維護(hù)的時(shí)間成本較大，嚴(yán)重影響了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全課程的順利開(kāi)展。虛擬機(jī)技術(shù)的利用為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全課堂實(shí)踐提供了基礎(chǔ)環(huán)境。教學(xué)環(huán)境的搭建可由教師完成，然后分發(fā)給學(xué)生，由學(xué)生通過(guò)虛擬機(jī)軟件進(jìn)行加載，即可實(shí)時(shí)在虛擬系統(tǒng)中進(jìn)行操作練習(xí)。通過(guò)這種技術(shù)的應(yīng)用，不僅為學(xué)校節(jié)省了大量的實(shí)驗(yàn)室建設(shè)成本，降低了計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)維護(hù)成本，而且大大減少了教師的準(zhǔn)備工作，教師只需要安裝和部署一套實(shí)踐操作環(huán)節(jié)，然后通

7、過(guò)系統(tǒng)拷貝等操作，即可實(shí)現(xiàn)學(xué)生具備一致的實(shí)踐操作的環(huán)境，便于教師統(tǒng)一管理。當(dāng)需要構(gòu)建較為復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境時(shí)，可以通過(guò)加載多個(gè)虛擬機(jī)，構(gòu)建一個(gè)較為完整的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，從而為學(xué)生模擬和操作網(wǎng)絡(luò)配置提供了可能，為課程的順利開(kāi)展提供了良好的教學(xué)條件。此外，虛擬機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，如同應(yīng)用程序一樣，可以隨時(shí)進(jìn)行安裝和卸載，系統(tǒng)鏡像也只是占用一定的硬盤(pán)空間，當(dāng)虛擬系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，教師和學(xué)生可以隨時(shí)進(jìn)行系統(tǒng)刪除操作，避免了在物理主機(jī)受到木馬、病毒或惡意程序的感染或攻擊，降低了系統(tǒng)維護(hù)成本，對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全教學(xué)具有十分重要的作用。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)在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

8、安全教學(xué)中，教師會(huì)首先配置虛擬機(jī)，搭建課堂實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)，在此過(guò)程中，教師應(yīng)結(jié)合課堂教學(xué)需求合理配置虛擬機(jī)，根據(jù)物理主機(jī)的性能，合理分配虛擬機(jī)資源，不應(yīng)過(guò)度追求虛擬機(jī)的數(shù)量和配置，導(dǎo)致物理主機(jī)資源被大量占用。一般來(lái)說(shuō)，技工院校計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全課程中，教師只需要設(shè)置兩個(gè)虛擬機(jī)即可完成課堂實(shí)踐操作，如果虛擬機(jī)數(shù)量過(guò)多，將導(dǎo)致虛擬機(jī)和物理主機(jī)的運(yùn)行速度變慢，影響學(xué)生的操作體驗(yàn)和課堂教學(xué)進(jìn)度。此外，除了安裝操作系統(tǒng)外，教師還應(yīng)將必要的系統(tǒng)軟件提前安裝在系統(tǒng)鏡像中，以便于學(xué)生直接打開(kāi)即可使用，節(jié)省課堂教學(xué)時(shí)間，提高實(shí)踐教學(xué)效率。當(dāng)需要網(wǎng)絡(luò)知識(shí)解決和練習(xí)時(shí)，教師可通過(guò)設(shè)置虛擬機(jī)與物理主機(jī)網(wǎng)絡(luò)橋接的方式，實(shí)現(xiàn)虛

9、擬機(jī)與物理主機(jī)通信，從而構(gòu)建完整的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，以便于學(xué)生進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)技術(shù)學(xué)習(xí)和實(shí)踐操作。最后，考慮到虛擬機(jī)運(yùn)行時(shí)，占用的系統(tǒng)資源較多，因此，技工院校應(yīng)及時(shí)更新計(jì)算機(jī)，避免硬件過(guò)于陳舊而影響教學(xué)。3.2 結(jié)合具體教學(xué)內(nèi)容配置虛擬機(jī)虛擬機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，應(yīng)結(jié)合計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全課程內(nèi)容，立足于實(shí)際需求，將虛擬機(jī)技術(shù)作為傳統(tǒng)教學(xué)中的有效補(bǔ)充，而不應(yīng)過(guò)度追求和利用虛擬機(jī)技術(shù)。例如：在講解黑客工具的使用和防范時(shí)，教師可以通過(guò)ppt等教學(xué)課件向?qū)W生展示基礎(chǔ)知識(shí)，包括黑客工具的種類(lèi)、常見(jiàn)的黑客工具、使用方法和危害等等，而后，通過(guò)虛擬機(jī)技術(shù)對(duì)所講授的知識(shí)進(jìn)行演示操作，使學(xué)生對(duì)黑客和黑客工具產(chǎn)生直觀、全面的認(rèn)識(shí)，幫助學(xué)生建立

10、較為完整的知識(shí)體系，在演示過(guò)程中，教師還可以通過(guò)錄屏軟件等將操作過(guò)程和課堂講解過(guò)程完整地記錄下來(lái)，以便于學(xué)生在課后進(jìn)行自主學(xué)習(xí)和實(shí)踐操作。同時(shí)，在教學(xué)與學(xué)生交流過(guò)程中，使用錄屏軟件對(duì)操作過(guò)程進(jìn)行回放，再輔以教師指導(dǎo)，能夠有效增強(qiáng)學(xué)生對(duì)重點(diǎn)教學(xué)內(nèi)容的理解，從而提高課堂教學(xué)實(shí)踐的有效性和針對(duì)性。3.3 實(shí)現(xiàn)與網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)的融合應(yīng)用在技工院校計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全教學(xué)中，涉及了較多網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，而受客觀條件的限制，教師在講授這部分內(nèi)容時(shí)往往力不從心，不僅不具備學(xué)生實(shí)踐操作的客觀條件，而且演示操作的效果不佳，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)知識(shí)效果不佳。即使技工院校配備了相關(guān)的硬件設(shè)備，如華為、華三或者思科的交換機(jī)、防火墻、路

11、由器等設(shè)備，但由于硬件設(shè)備資金投入過(guò)大，學(xué)生只能通過(guò)小組練習(xí)的方式輪流接入交換機(jī)，大大降低了學(xué)生實(shí)踐操作的次數(shù)和時(shí)間，而且，基于設(shè)備管理和維護(hù)的管理要求，可供教學(xué)利用的設(shè)備更為有限，進(jìn)一步縮減了學(xué)生實(shí)踐操作的機(jī)會(huì)。在小組練習(xí)中，往往由實(shí)踐能力較強(qiáng)的學(xué)生進(jìn)行操作，而部分學(xué)習(xí)能力和實(shí)踐能力較弱的學(xué)生由于得不到實(shí)踐操作機(jī)會(huì)，極易對(duì)實(shí)踐能力較強(qiáng)的學(xué)生產(chǎn)生心理依賴，容易產(chǎn)生自卑心理，影響學(xué)習(xí)自信心的建立。而通過(guò)引入虛擬機(jī)技術(shù)，教師可以為學(xué)生模擬較為真實(shí)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)所有學(xué)生獨(dú)立實(shí)踐，從而提高網(wǎng)絡(luò)安全教學(xué)效果。例如，在教學(xué)過(guò)程中，教師可以引導(dǎo)學(xué)生在虛擬機(jī)中對(duì)虛擬系統(tǒng)進(jìn)行感染和攻擊，使學(xué)生感受到木馬、病毒感染后，虛擬系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的變化，從而使學(xué)生真實(shí)感受到木馬、病毒的危害，而后，教師指導(dǎo)學(xué)生通過(guò)相應(yīng)的控制措施對(duì)木馬、病毒進(jìn)行清除，從而恢復(fù)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的正常使用。4 結(jié)語(yǔ)在技工院校計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全教學(xué)中，通過(guò)引入和應(yīng)用虛擬機(jī)技術(shù)，能夠在課堂上以很小的成本模擬真實(shí)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，同時(shí)，將木馬、病毒進(jìn)行了有效隔離，避免物理主機(jī)系統(tǒng)感染木馬、病毒的風(fēng)險(xiǎn)。學(xué)生利用虛擬機(jī)可以隨時(shí)利用虛擬系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)踐，驗(yàn)證網(wǎng)絡(luò)安全知識(shí)，鍛煉網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)技能，大大提高了網(wǎng)絡(luò)安全教學(xué)效率，起到了優(yōu)化教學(xué)的效果，對(duì)技工院校開(kāi)展網(wǎng)絡(luò)安全教學(xué)具有十分