虛擬機技術在計算機網絡安全教學中的應用分析

◆謝 芳

(湖南省石油化工技工學校 湖南 410300)

虛擬機技術在計算機網絡安全教學中的應用分析

◆謝 芳

(湖南省石油化工技工學校 湖南 410300)

經過多年的發展，我國的科學技術水平相比以往發生了翻天覆地變化，而虛擬機技術也在這一背景下也實現了新的發展?？紤]到計算機網絡本身具有一定的虛擬性質，且受此原因常常會產生各種各樣的安全問題，對計算機網絡的正常運行和使用造成了一定威脅。因此將虛擬機技術運用在計算機網絡安全教學中，活靈活現地展示出計算機網絡環境，可以有效縮短計算機網絡安全教學與學生之間的距離，并幫助其更好地體會到學習計算機網絡安全防范知識技能的重要性。立足于這一點，本文將以計算機網絡安全教學作為主要研究對象，著眼于當前的教學現狀，在對虛擬機技術的內涵與作用進行簡單介紹的基礎上，針對虛擬機技術在計算機網絡安全教學中的實際應用進行分析。

虛擬機技術；計算機網絡安全教學；實際應用

0 引言

計算機網絡安全教學本身受制于短暫的教學周期，且其常常會涉及到大量略帶抽象性和邏輯性的知識概念，使得學生在學習和實踐運用的過程中經常會存在理解障礙等問題，影響了教學效率與教學質量的優化和提升。為此，教師開始嘗試在計算機網絡安全教學中靈活運用虛擬機技術，通過高度還原和逼真模仿真實的網絡環境，從而可以進一步強化學生的實踐體驗，從而幫助其達到內化所學知識內容的重要目的。

1 計算機網絡安全教學現狀分析

計算機網絡安全教學的根本目的在于在幫助學生正確認識網絡環境的基礎之上，加深對計算機網絡安全知識的理解與認知，并且能夠掌握基本的維護計算機網絡安全的技能，從而在日后的計算機使用當中能夠有效避免其受到木馬病毒、惡意程序等攻擊。由此我們不難發現，計算機網絡安全教學對實踐性有著極高的要求，但事實上，由于受到教學條件的限制，學校中實驗室數量比較少，而學生在上機操作時教師也很難進行統一管理，使得目前的計算機網絡安全教學實踐性表現略有不足。同時受到考試等因素的影響，在實際教學當中教師也更加側重于基礎理論知識的講解與教學，使得計算機網絡安全教學存在明顯的“紙上談兵”的現象[1]。

2 虛擬機技術的簡單介紹

2.1 基本內涵

虛擬機也被稱之為邏輯機等，指的就是一種虛擬的主機。而虛擬機技術指的就是利用模擬的方式實現對主機的高度還原，構建出一種可以進行實踐操作的虛擬系統技術。為了能夠更加具有逼真效果，虛擬機需要同時具備真實的計算機軟件環境，同時也需要各類虛擬硬件設備作為支撐。以VMware為例，其作為虛擬機軟件中的一種，可以通過占用同一臺計算機的部分內置存儲即可實現多臺虛擬機的同步模擬。也就是說，多臺虛擬機均可以同時在一臺計算機中完成運行，并且在實際運行虛擬機的過程中，操作系統之間互不干擾具有良好的獨立性，一旦有聯網需求，隨時可以將多臺虛擬機并入其中[2]。

2.2 重要作用

針對在當前計算機安全網絡教學當中學生上機實踐次數比較少、教師難以統一管理的問題，虛擬機技術無論是虛擬機的運行還是構建均無需分別在各個計算機中完成，這也使得學校能夠有效節省一大筆用于建設建設實驗室的資金。而教師在教學網絡當中并入多個虛擬機，構建起一個完整的聯機系統可以實現統一管理學生的上機操作行為。另外，虛擬機系統實際上只是計算機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，加之其在連接至計算機網絡之后能夠與實際計算機之間進行信息的交流訪問，因此對于優化計算機安全網絡教學具有十分重要的幫助作用。

3 虛擬機技術在計算機網絡安全教學中的應用及注意事項

3.1 合理設置虛擬機數量

教師在計算機網絡安全教學中運用虛擬機技術，首先需要結合實際情況合理設置虛擬機的數量，避免出現對硬件資源造成過度占用的情況。通常情況下，普通的實訓教學內容通過兩個虛擬機即可完成，如果設置過多的虛擬機數量，將會使系統運行速度被迫減慢。另外，需要根據實際主機安裝的系統，將其同樣安裝在虛擬機當中，并安裝好相應的虛擬軟件；最后教師需要利用網絡橋接等方式將虛擬機聯入教學網絡當中，使得其能夠更好地對計算機網絡環境進行模仿和再現，為學生的實驗操作創造有利環境。而考慮到構建、運行虛擬機需占用的內存往往比較大，因此教師最后能夠選擇高配置的機房，避免操作系統出現卡頓等現象[3]。

3.2 需結合具體教學內容

立足于具體的計算機網絡安全教學內容，教師需要靈活傳插運用虛擬機技術。譬如說在講解黑客工具及其使用時，教師可以通過使用PPT等教學課件向學生講解Y有關黑客使用工具的基礎理論知識，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技術進行分步驟展示，從而幫助學生更加清晰直觀地了解具體黑客工具的操作過程，并由此能夠對黑客工具產生一個更加全面、系統的認知，而根據學生的實際掌握情況，教師可以通過適當使用重復或是回放等功能，對某一步驟進行重點講解，使得教學能夠更加具有針對性和實踐性。在此基礎之上，教師可以積極引導學生結合自身的實際生活經驗，談談應該如何應對黑客的攻擊，使得學生能夠不斷調動其學習計算機網絡安全知識技能的興趣與熱情[4]。

3.3 與網絡實驗進行融合

在計算機網絡安全教學當中涉及了大量的網絡實驗，而以往受到種種因素的限制教師在網絡實驗教學方面表現不足，不僅學生參與實驗的機會和次數比較少，而且處于對網絡設備的維修和管理等角度，往往需要學生以小組的形式進行多人連網實驗，這在一定程度上也影響了學生獨立完成實驗。尤其是部分學習能力和實踐能力比較弱的學生，在與學習能力、實踐能力均比較強的學生為一組時，容易下意識對其產生依賴，無法實現獨立學習。而教師通過使用虛擬機技術，在為學生模擬創造出幾乎真實的計算機網絡環境之下，學生可以單獨完成實驗。譬如說在黑客工具使用的網絡實驗當中，學生可以根據應用程序提供的虛擬機顯示器，結合自身的興趣等任意選擇一種黑客工具對系統進行“攻擊”操作，從而真切地感受到黑客對計算機系統以及網絡安全環境的破壞影響，而之后教師只需要引導學生找到計算機當中虛擬機對應的相關源文件并將其進行刪除即可使得計算機恢復原狀，從而有效避免了因學生在實際主機當中進行黑客工具使用的網絡實驗，而導致主機系統或其他網絡設備出現故障等問題。但教師在此過程中需要注意的是，在正式進入網絡實驗教學之前，需要提前設置好虛擬機的數量并進行啟動，從而避免造成教學時間的無謂浪費。

4 結束語

總而言之，虛擬機技術能夠將真實的網絡環境進行再現，使得學生可以通過在實體計算機上進行虛擬操作以及實例演示，進而實現將學習到的計算機網絡安全知識與技能進行靈活運用，對提升學生的學習成效、優化教學成果等均具有積極的促進作用。尤其是在虛擬機技術的使用之下，用于設備維護等方面的費用得以有效控制，因此在未來，教師還需要在具體問題具體分析的理念之下，積極拓展虛擬機技術在計算機網絡安全教學中的運用方式方法等，并嘗試在其他和網絡環境有關的課程中引入虛擬機技術，使其能夠充分發揮出有效作用。

[1]孫愛梅，韓友蘭，趙博．計算機安全技術實驗教學中虛擬機技術的實踐應用[J]．計算機教育，2016．

[2]鄧富強，馬選民． VMware虛擬機技術在計算機信息安全教學中的應用[J]． 網絡與信息，2016．

[3]董思妤，陳立云，劉愛珍．虛擬機技術在《計算機網絡》課程教學中的應用研究[J]．現代計算機(專業版)，2016．

[4]溫會寶，王朋嬌．虛擬機技術在計算機網絡實驗教學中的應用——多機聯網實驗[J]．中國教育技術裝備，2016．