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，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，對高職院校的教學(xué)設(shè)備要求很高，通過引入虛擬機(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，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，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)問題，且存在大量理論性、抽象性的知識，需要學(xué)生進(jìn)行動手實(shí)踐才能真正理解理論知識，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，也無法實(shí)現(xiàn)對學(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)知識和技能，從而在計(jì)算機(jī)使用過錯中避免遭受木馬、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)安全課程對學(xué)生的實(shí)踐操作能力有著較高的要求，面對不同的病毒、木馬等，所采取的應(yīng)對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”的空洞理論知識講解，導(dǎo)致學(xué)生對計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全產(chǎn)生錯誤的認(rèn)識，不利于學(xué)生專業(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)對真實(shí)物理主機(jī)的模擬和還原，從而構(gòu)建一個能夠?qū)嵺`操作的虛擬環(huán)境。以vmware為例，通過分配給虛擬機(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)建相對獨(dú)立的、可供學(xué)生實(shí)踐操作的教學(xué)環(huán)境。相對于其他教學(xué)方式，虛擬機(jī)具有成本低廉、操作簡單、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)的安裝和操作不會降低物理主機(jī)的性能，也不會產(chǎn)生不良的影響，虛擬機(jī)系統(tǒng)啟動和關(guān)機(jī)不需要像物理主機(jī)那樣復(fù)雜，只需要簡單的操作即可完成。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)時間長等問題，而虛擬機(jī)安裝操作系統(tǒng)十分便捷，可以安裝不同類型的操作系統(tǒng)，可以模擬其他種類的操作系統(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)安全課程時實(shí)踐次數(shù)較少，而且存在教師難以管理的問題，當(dāng)學(xué)生操作失誤或者出現(xiàn)異常時，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)生通過虛擬機(jī)軟件進(jìn)行加載，即可實(shí)時在虛擬系統(tǒng)中進(jìn)行操作練習(xí)。通過這種技術(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，可以通過加載多個虛擬機(jī)，構(gòu)建一個較為完整的計(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，可以隨時進(jìn)行安裝和卸載，系統(tǒng)鏡像也只是占用一定的硬盤空間，當(dāng)虛擬系統(tǒng)出現(xiàn)問題時，教師和學(xué)生可以隨時進(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，教師會首先配置虛擬機(jī)，搭建課堂實(shí)踐教學(xué)平臺，在此過程中，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。一般來說，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)生直接打開即可使用，節(jié)省課堂教學(xué)時間，提高實(shí)踐教學(xué)效率。當(dāng)需要網(wǎng)絡(luò)知識解決和練習(xí)時，教師可通過設(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，占用的系統(tǒng)資源較多，因此，技工院校應(yīng)及時更新計(jì)算機(jī)，避免硬件過于陳舊而影響教學(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，教師可以通過ppt等教學(xué)課件向?qū)W生展示基礎(chǔ)知識，包括黑客工具的種類、常見的黑客工具、使用方法和危害等等，而后，通過虛擬機(jī)技術(shù)對所講授的知識進(jìn)行演示操作，使學(xué)生對黑客和黑客工具產(chǎn)生直觀、全面的認(rèn)識，幫助學(xué)生建立

10、較為完整的知識體系，在演示過程中，教師還可以通過錄屏軟件等將操作過程和課堂講解過程完整地記錄下來，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，在教學(xué)與學(xué)生交流過程中，使用錄屏軟件對操作過程進(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)備資金投入過大，學(xué)生只能通過小組練習(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。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，極易對實(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)過程中，教師可以引導(dǎo)學(xué)生在虛擬機(jī)中對虛擬系統(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)生通過相應(yīng)的控制措施對木馬、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)語在技工院校計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全教學(xué)中，通過引入和應(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，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。學(xué)生利用虛擬機(jī)可以隨時利用虛擬系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)踐，驗(yàn)證網(wǎng)絡(luò)安全知識，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，對技工院校開展網(wǎng)絡(luò)安全教學(xué)具有十分