浅谈虚拟机技术在高职计算机网络安全教学中的应用

王萌 程永红 周奕含

摘 要：高职计算机技术网络安全课程教学在虚拟机技术的教学工作上，需要进一步应用现有的试验设备，降低实验室建设的支出，同时确保学生能够在教学过程中形成较好的学习兴趣，以此提升理论内容的学习质量。

关键词：虚拟机;计算机网络安全;高职;教学

引言：随着计算机网络技术快速发展及其在多个行业中的深入应用，网络安全问题也随之突出。从当前计算机网络技术的覆盖范围上看，已基本实现全球化覆盖;从国内计算机网络需求发展角度上看，网络安全管理人才需求呈现快速增长的趋势。面对此趋势，高职院校需要在学生的教育工作上进行优化与创新，一方面加大技术性课程的引入，另一方面结合计算机网络发展情况，使学生所学内容积极向社会所需靠拢，并在教师的引导下完成相关学习任务。

一、虚拟机与高职计算机网络安全课程教学的相关概述

（一）高职院校计算机网络安全课程教学现状

在计算机网络技术持续发展的背景下，不同行业在信息技术的应用上逐渐深入，使得生产、经营与管理工作等方面发生了较大转变。计算机网络安全作为当前社会发展过程中面临的主要问题之一，其不仅影响计算机相关行业稳定发展，还影响社会居民的财产安全等。在市场的推动下，计算机网络安全维护的人才需求增大，对于高职院校而言，既是机遇，也是一项挑战。出于社会需求的增加，高职院校在课程的设置上，大部分都开设了计算机网络安全课程，主要用于研究计算机病毒与木马软件等对计算机造成的损坏。该项课程若通过机房普通计算机进行实验与操作演示，则相关机房的操作难度加大，若设置专门的网络安全实验室，对于高职院校而言，这无疑是一笔较大的投资项目，而且面临使用率低等问题。因此，在开展网络安全教育的过程中，部分高职院校通过多媒体铺筑的形式，对学生开展理论上的教学，然而该种形式缺少了学生的实践操作。高职院校在人才教育的目标上，主要目的在于培养专项技术的素质人才，用以满足社会生产、建设与管理的需要。因此，为实现较好的教学质量，高职院校需要在教学过程中，通过场景模拟与针对性的实践训练设置，使学生能够获得较好的理论内容学习与实践技能锻炼，以此满足当前社会发展的人才需求。虚拟机技术能够在当前阶段的教学工作中满足教育工作者与高职院校的需要。

（二）使用虚拟机构建教学环境

虚拟机在当前的互联网信息技术发展过程中，主要用于教学领域与相关行业的生产制造工作中。该技术在结构与形式上，能够较好适应教学的应用环境，使教师能够在课程演示与学生操作指导等工作上提供便利性。计算机技术作为当代学生需要掌握的一项基础技能之一，计算机安全技术维护等内容，对于高职院校的相关专业而言，属于重要的理论内容与技术操作项目，需要在结合理论的基础上，通过技术上的练习进行掌握。虚拟机能够在同一台计算机中构建多台，能够使教师的内容演示获得一定便利性，对于学校而言，也能够在有限的教育资源上为学生提供较好的教学环境。虚拟机的运行环境为物理计算机，通过软件模拟的计算机进行运作，软件类型包含：VMware（VMWare ACE）、Virtual Box和Virtual PC等，在应用上，都可通过微软操作系统虚拟多个计算机。Vmware Workstation在运行环境上，主要为Windows或Linux计算机，该虚拟机可以模拟x86的pc环境，与真实计算机的功能结构完全相似，包含CPU、内存以及显卡等方面。在实际应用上，虚拟机与物理主机功能接近，一般情况下需要进行分区、格式化与操作系统的安装等，操作模式与计算机相近。不同操作系统都具备相应的虚拟机。在课堂教学的工作中，通过VM虚拟机软件能够便捷构建计算机网络安全实验所需的环境，该软件在构造上较为简单，使用中需要注重以下几方面管理：注重虚拟机数量的选择，当一台实体机创建多台虚拟机时，需要考虑占用的硬件资源与系统运行速度，对于教学而言虚拟机的构建数量不大于3个就能满足演示与操作教学的需求;在虚拟机的操作系统选择上，教学过程中会遇到网络服务器的相关问题，此时，可在构建安装Windows 2003 Server操作系统的虚拟机，同时另外一台模拟一般状态下的计算机，具备微软XP操作系统即可;虚拟机在网络连接方面，为实现真实情况网络条件模拟，可采用桥接的形式，使构建的虚拟机可以与实体机位于同一网段，在教学上，可通过相同实体机以两台虚拟机进行教学演示，也可通过不同实体机的虚拟机进行网络攻防的教学演示;虚拟机在内容的大小上，需要适当增加物理内存，确保内存能够满足实际教学的需要。

二、虚拟机技术在教学中的应用

教师在计算机网络安全教学中，在病毒危害、系统漏洞、黑客工具、网络服务器以及防护墙等环节教学中，首先需要结合理论内容向学生进行操作上的演示，使学生能够在理论内容学习的基础上，通过教师的实际演示，理解关键的计算机安全防护操作。在学生进行虚拟机操作的过程中，教师可设置黑客攻击情况下如何进行防护措施的问题，使学生在黑客攻击系统的过程中能够应用正确的手段对计算机系统实施防护，由此在一定程度上增强计算机的安全防护水平。比如在DDoS攻击、网络嗅控工具对操作系统的攻击中，教师可通过远程操作的形式，使学生在观察演示的基础上，配合教师进行思考、分析与操作练习，使学生能够与教师通过交流互动的形式进行计算机系统的安全防护练习。比如，教师在进行计算机安全防护技术的操作演示中，首先通过远程控制软件（软件在局域网的教学演示应用中较为方便），在实体机中启动两台虚拟机，一台作为黑客计算机对另一台计算机进行入侵，黑客计算机的操作系统为微软XP系统，受到黑客入侵的计算机操作系统为Windows 2003 Server，在黑客计算机运行sss漏铜扫描工具;对被入侵的IP地址实施扫描，结果显示受到黑客入侵的计算机系统产生RPC漏洞;在黑客计算机上运行NC工具，以获取被入侵计算机的shell模式窗口权限;在黑客计算机上启动远程控制软件，配置服务端安装相关程序;在黑客计算机上的服务端进行程序安装，实施加壳操作，避免病毒软件阻截;通过文件服务程序使配置完全的服务端进行程序安装，其次降低上传到被攻击计算机上，安装与启动;最后，在黑客虚拟机上运行远程控制软件，进行相关功能演示。

总结：虚拟技术在教学领域的应用能够提供较好的计算机网络安全防范技术的演示环境;从教师的角度上看，该技术的应用能够在原有的基础上拓展教师的教学手段，从而更好进行相关理论内容的阐释与传导;从学生的角度上看，通过虚拟机技术的应用，能够接受教师较好的教学演示同时，可以通过较好的实际演练软件环境，获得计算机安全防护技术上的提升。因此，在现阶段的计算机网络安全技术教学过程中，教师需要重视并加强虚拟机技术的应用，由此使教学工作可以得到优化与提升。

参考文献：

[1]王亮.虚拟专用网络技术在计算机网络信息安全中的运用[J].电子技术与软件工程，2017：207-207.

[2]潘毅.虚拟化集群技术在计算机网络教学中的应用研究[J].信息与电脑（理论版），2017：211-212.

[3]黄毅明.浅谈虚拟专用网络技术在计算机網络信息安全中的应用[J].电脑知识与技术，2017

（1.河北公安警察职业学院  河北省   石家庄   050091;2.河北工业职业技术学院  河北省  石家庄  050091;3.  中国人民公安大学   北京 100038）