試析虛擬機技術在高職計算機網絡安全教學中的應用

汪凡

【摘 要】在互聯網全面普及、推進的作用下，網絡安全成了廣受人們關注的話題。高職院校需要將重心放在學生的實踐能力、實踐素養培養上，使學生能夠在了解自身能力的基礎上，提升自己的綜合能力。網絡安全教育要做的就是將安全知識、網絡要求傳遞給學生，因內容有些抽象，所以有必要結合模擬技術、模擬網絡危機，體現可操作追求。在虛擬機技術的支持之下，充分展示網絡安全資源，實現費用的有效控制，幫助學生建立更加深刻的印象。本文以高職計算機網絡安全教育為對象，分析虛擬機技術特征，體現該技術的作用。

【關鍵詞】高職教育;計算機網絡安全;虛擬機技術;教學

在虛擬機技術快速發展的今天，虛擬機技術的整體實力與水平獲得了人們的高度認可。虛擬機能將大量計算機資源、信息整合到一起，模擬這些計算機的狀態、條件，可在確保各個機器獨立運作的同時，發揮合作化作用。利用虛擬機教學安全技術、網絡技術，能夠自由、自動配置環境，自動化網絡結構。課堂中，教師利用該技術做實驗與展示，使用現有裝置，能夠規避實驗經費問題為教學帶來的負面影響。該技術能加深學生對知識的理解程度，能使學生迸發出濃厚的學習熱情。從現實條件來看，如今的高職網絡安全教育存在很多問題，這些問題限制了教學過程，阻撓了教學有效性。對此，教師需發揮虛擬機的特性與作用，做好注意事項的調整，提出最為高效、合理的教學思路。

一、網絡安全教學中存在的問題

（一）危害性大

在網絡技術進步的作用下，黑客技術、黑客能力同樣也在成長。基于理論角度解讀，不論什么系統都存在一定漏洞，漏洞是無法避免的話題。當然，這一問題在近些年有所改善，在系統還原保護的作用下，該問題得到了一定遏制，不過有些地區當前并沒有應用這一技術，需引起關注。

（二）實踐機會少，實踐能力薄弱

高職教育中，計算機網絡安全教學因存在計算機設備這一要素限制，教師使用主機和多媒體設備演示理論知識，學生在被動學習中掌握防護網操作方式。該方法過于單調、片面，無法保障學生的學習熱情。學生缺少足夠的實踐機會、實踐條件，難以建立學習興趣。這種做法有違高職教育對職業行動的追求，違背了學生社會能力、專業能力的成長、塑造初衷。學生在這樣的條件下，無法準確、有效地學好技能、知識，無法將理論知識元素轉化為實用性技能。

（三）知識碎片化問題突出

面對網絡時代背景，網絡安全教育已成為一種立足于計算機網絡基礎上的新型教育模式。網絡安全教育的特點是這個時代的追求，也就是碎片化形式。這是因為網絡安全有著非常繁雜、眾多的知識。正因如此，才需要考慮非常多的安全防范要素。教師在實踐中無法處理網絡安全需求，將知識完整、詳細的傳遞給每一名學生，很難處理分散化要求，這一要素加深了教師的操作難度。

二、虛擬機特點

同字面意思，虛擬機實際上就是虛擬的計算機，屬于虛擬的產物。虛擬出的計算機在操作方面和實體計算機有著相同的能力，并且這些虛擬機能夠獨立操作、單獨運行，不需要考慮互相干擾的要素，可隨意更改這些計算機的配置、條件與要素，無需擔心任何操作帶給實體計算機的負面影響。虛擬機有非常多的類型，通常來說，絕大多數虛擬機都有下述特征：

（一）兼容

虛擬機除了擁有自己的應用程序與操作系統外，還包括物理計算機的各種組件，也就是網卡、顯卡、主板。如同標準軟件系統一樣，虛擬機在設備驅動程序和操作應用上實現了全面兼容。實踐中可應用虛擬機做物理計算機所有軟件的運行和操作。此外，可選用不同版本虛擬機軟件，該操作解決與克服了新程序無法操作舊軟件的問題，提升了系統使用能力，減少了設備投入費用。

（二）隔離

虛擬機實際上可共用計算機畫面。即在同一臺計算機顯示器中顯示各個計算機系統。此外，虛擬機所模擬的沙盒環境能夠減少計算機病毒對主機的負面作用與侵害。假設物理服務器當中擁有大量虛擬機，這些虛擬機如果出現崩潰不會對其他虛擬機造成負面影響。

（三）獨立硬件

虛擬機擁有完全獨立于物理硬件的系統、軟件。在操作中，用戶能夠為虛擬機和底層硬件配置對應的配置，發揮硬件組件應有的作用。同一個物理服務器中的虛擬機甚至可以操作不同類型的系統。比如同一臺設備可以同時操作Linux與Windows。除此之外，虛擬機軟件還能在操作系統中打造多臺計算機。

基于以上特點，虛擬機能夠很好地規避操作帶給整個校園網系統的影響和問題。并且，虛擬機還可以為學生提供更多的實踐條件、實踐機會。學生邊操作邊學習知識，可在同一個顯示器中對比不同操作帶來的問題，能夠加深學生對網絡安全技術的理解。

三、高職教學中的虛擬機技術應用

高職計算機網絡安全教育需意識到，高職教育本就是應用技術教育，故需要提高實踐課時比例，處理好知識實用性、碎片化問題。

（一）整理命名文件

如果需要啟動很多虛擬機，實體機有非常大的內存，且屏幕足夠大，那么屏幕展示畫面時就需要考慮是否混亂。對此的解決辦法是，提前分類規劃這些虛擬機名稱，這樣在啟動虛擬機時，就能做到收放自如、輕松操作。教學前，教師需要先明確教學任務與目標，合理安排、規劃教學內容，使學生能更加便利地參與到難題詢問、內容回顧中，可以幫助學生更加輕松的整理、復習測試內容。

（二）打造實訓平臺

利用虛擬計算機打造網絡安全攻防實訓平臺，需要用到云計算技術，將所需要學習的內容劃分為不同模塊，由學生自行在實踐中做技術交流。當然，該平臺也能以互動平臺的身份、角色出現。在實訓中，課程是核心導向，按攻擊對象、按攻擊方法維度分類課程知識。以攻擊方法劃分可以得到網絡欺騙、密碼破解、木馬病毒、信息收集等要素;以攻擊對象劃分能夠得到防火墻、交換器、應用平臺、操作系統等眾多實驗指導模塊。在實訓平臺中，教師能完成對所有參與試驗的學生和虛擬機的監控，了解虛擬機運轉情況，流量情況抓取，獲知教學問題。

（三）根據學生條件講解基礎知識

對學生學習來說，初次接觸到理論知識、計算機安全教學內容時，所需要考慮的知識是非常復雜、深奧的。使用虛擬機學習知識時，教師必須將這一因素考慮在內，絕不能過度期待學生最后的考試成績。教師應立足學生實際，手把手教學操作要素，詳細講解注意事項與操作方式，使學生能夠清晰了解網絡安全追求，不斷提升自己的實踐能力。例如，嘲絡安全攻擊技術是網絡安全技術的重要內容。在講解這部分知識時，教師要先行調查與了解學生對該課內容的理解，包括惡意代碼、網絡隱身、網絡后門、網絡入侵、網絡監聽等要素。隨后細致化地講述知識，用虛擬機為學生演示相關知識，包括如何應對木馬病毒的侵入，幫助學生辨認各種惡意代碼，使學生掌握黑客攻擊手段、攻擊方法、木馬與病毒工作原理。

（四）理論實踐互動

虛擬機在課堂教學中的應用需要搭配傳統教學方式，這樣才能獲得更好的教學成果。二者的充分結合與統一使用能夠深度、透徹分析教學內容。教學中，教師需要搭配網絡操作、網絡延時，增強教學說服力，使學生更好地理解所學知識。該過程能充分鍛煉學生的綜合技能、想象力與操作水平，可幫助學生理解知識。

（五）設置競賽

為滿足學生的網絡操作要求，教師可采取技能競賽模式，用攻防較量、攻防比賽的方法強化訓練，使學生產生強烈的學習積極性。教師可先將學生分為兩組，一組學生負責開發和設計木馬病毒，另一組學生在平時不斷復習和鞏固所學的網絡安全知識。并在每個月、每個學期開設數次競賽活動。學生在虛擬機中操作自己的木馬和程序，負責應對的學生同樣用虛擬機處理與消除病毒。教師要做好學生的網絡入侵、網絡隱身、木馬放置、網絡攻擊、網絡監聽、網絡掃描情況記錄，并將之作為學生平時的學習成績參考因素。

四、網絡安全教學需注意的問題

（一）軟件選擇

當前可用的虛擬機軟件有非常多的種類，在選擇中，高職院校需要先確定一臺實體計算機，隨后啟動多臺虛擬計算機軟件。需說明的是，虛擬機需要做到能夠承擔起存儲足量實體計算機系統資源的能力，并且，在操作中需要經常重新啟動，為的是確保教學足夠流暢。虛擬機軟件的挑選應選用有高穩定性、功能整體較強的軟件，為計算機網絡教學、安全教學奠定基礎，提供幫助。

（二）數量規劃

在實踐中，應先規劃好所需要用到的虛擬機數量，保障硬盤分區中每一臺虛擬機都有足量的硬盤空間用于存儲影像文件。除此之外，所有虛擬機實際上都是宿主主機的系統軟件，如果安裝過多的系統軟件，就有可能出現學生實驗中設備損壞問題，該現象會引起的設備損失，增加課程投入，還會加劇設備維護工作量，不利于課程的有序進行。

（三）實體機檢查

必須說明的是，決定操作中能夠同時啟動多少臺虛擬機的因素是實體機的容量能力。故選擇虛擬機軟件前，需要確定實體機的內容容量，在特定范圍中，擴充內存，保障虛擬機內存足以支撐實體及系統內存的容納要求。檢查實體機時，必須確保實體機有安裝網卡，當然有些主機有安裝網卡卻并沒有聯網。不同情況需要用到不同的處理方式，網卡沒聯網就需要在主機中安裝與配置虛擬網卡。實驗環境與教學環境中，實體機已安裝網卡且聯網，就可以用主機的網卡。

五、結束語

作為高職院校的核心課程，計算機網絡安全課程實現了綜合性、實踐性、運用性為一體。在國內教育事業不斷進步的今天，我們有必要不斷創新教學形式，調整教育方式、教育理念，推動社會的進步與發展。在虛擬機技術的指揮下，緩解場地不足、實驗設備不足問題，全方位提升實驗設備的合理性、安全性。利用該過程降低實驗室管理難度，帶給學生更加趣味化、豐富化的實訓內容，在控制經費的同時，提高實訓樂趣。高職計算機網絡教學需要發揮與體現虛擬機技術的作用，提高教師備課、講課的效率，實現對傳統教學模式的革新，在保障教學質量的同時，減少設備損壞及投資損失，體現高職教育的實用性價值。

【參考文獻】

[1]郭波濤.試析虛擬機技術在高職計算機網絡安全教學中的應用[J].電腦知識與技術，2018，14（26）：136-137+156

[2]曾曉杰.計算機網絡安全教學中虛擬機技術的應用分析[J].數字通信世界，2018（02）：145+284

[3]陳卓.在高職計算機網絡安全教學中虛擬機技術的應用研究[J].中外企業家，2016（11）：184