0 引言

進(jìn)入二十一世紀(jì)后，科學(xué)技術(shù)的跨越式發(fā)展，使得社會(huì)逐漸進(jìn)入了一個(gè)全新的發(fā)展階段，尤其是計(jì)算機(jī)技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，推動(dòng)了信息化時(shí)代的到來。而從目前來看，在互聯(lián)網(wǎng)中，存在著許多安全隱患，如黑客、病毒等，如何對(duì)這些隱患進(jìn)行預(yù)防，保證網(wǎng)絡(luò)安全，已經(jīng)成為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中的重要課程，需要引起足夠的重視。

1 虛擬機(jī)軟件的相關(guān)概念

虛擬機(jī)是指在物理計(jì)算機(jī)上，運(yùn)行相應(yīng)的軟件，模擬出一種虛擬的計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)，具備穩(wěn)定完整的PC機(jī)運(yùn)行環(huán)境，擁有獨(dú)立的計(jì)算機(jī)配置，蘊(yùn)含了大量的計(jì)算機(jī)信息資源。而虛擬機(jī)軟件本質(zhì)上屬于一種系統(tǒng)應(yīng)用軟件，能夠在一臺(tái)主體電腦上，建立并執(zhí)行多個(gè)虛擬化環(huán)境，能夠完整地模擬真實(shí)的計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)，通過安裝相應(yīng)的軟件和程序，可以作為真實(shí)的計(jì)算機(jī)來使用。由虛擬機(jī)軟基模擬出的所有的虛擬機(jī)都具有相對(duì)獨(dú)立性，雖然共同分享同一臺(tái)物理計(jì)算機(jī)資源，但是其相互之間的獨(dú)立存在，互不干擾的，而且可以如同多臺(tái)計(jì)算機(jī)一樣，通過相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)鏈接，形成一個(gè)完整的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。從目前來看，常用的虛擬機(jī)軟件包括Virtual Box、VMware Workstation以及Virtual PC等。

2 網(wǎng)絡(luò)安全教學(xué)中存在的問題

隨著計(jì)算機(jī)信息技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)安全教學(xué)已經(jīng)成為計(jì)算機(jī)課程中的重要組成部分，而且與其他課程相比，網(wǎng)絡(luò)安全教學(xué)具有極強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)性，單純依靠理論教學(xué)是行不通的，無法真正實(shí)現(xiàn)良好教學(xué)效果。從目前的發(fā)展情況看，受各種因素的影響，在網(wǎng)絡(luò)安全教學(xué)中，存在著一些不足和問題，這些問題主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

2.1 教學(xué)模式陳舊

教師沒有能夠及時(shí)更新教學(xué)觀念，在教學(xué)中，仍然沿用傳統(tǒng)灌輸式教學(xué)的模式，一味對(duì)理論知識(shí)進(jìn)行講解，不僅無法激發(fā)學(xué)生對(duì)于課程的學(xué)習(xí)興趣，而且課堂氛圍沉悶，影響了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的有效展開。

2.2 設(shè)備條件限制

在網(wǎng)絡(luò)安全教學(xué)中，攻防實(shí)驗(yàn)要求每個(gè)學(xué)生都擁有兩臺(tái)計(jì)算機(jī)，同時(shí)計(jì)算機(jī)還必須能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)通信，這種要求會(huì)大大增加學(xué)校的資金負(fù)擔(dān)，因此很難實(shí)現(xiàn)，也就在一定程度上影響了教學(xué)的效率和效果。

2.3 計(jì)算機(jī)安全問題

在網(wǎng)絡(luò)安全教學(xué)的攻防實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生不僅需要模擬和應(yīng)對(duì)黑客的攻擊，還需要應(yīng)對(duì)病毒攻擊，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的安全難以有效保證，很容易在實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)系統(tǒng)損害，這也是許多學(xué)校不愿意開展攻防實(shí)驗(yàn)的原因，學(xué)生缺乏實(shí)際操作，無法對(duì)掌握的知識(shí)進(jìn)行有效應(yīng)用。

3 虛擬機(jī)軟件在網(wǎng)絡(luò)安全教學(xué)中的應(yīng)用

虛擬機(jī)軟件在網(wǎng)絡(luò)安全教學(xué)中的應(yīng)用，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

3.1 解決資源短缺問題

在網(wǎng)絡(luò)安全教學(xué)中，應(yīng)用虛擬機(jī)軟件，一方面，可以克服設(shè)備不足的問題。在實(shí)訓(xùn)課程中，網(wǎng)絡(luò)安全教學(xué)一般需要服務(wù)器和客戶機(jī)兩臺(tái)計(jì)算機(jī)，學(xué)校的計(jì)算機(jī)設(shè)備會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的不足，即使可以采用小組協(xié)作的方式完成實(shí)訓(xùn)內(nèi)容，也必然會(huì)影響學(xué)生對(duì)于相關(guān)知識(shí)和技能的全面掌握，而如果每一個(gè)學(xué)生輪流完成同一個(gè)項(xiàng)目中的不同內(nèi)容，則會(huì)影響教學(xué)進(jìn)度。應(yīng)用虛擬機(jī)軟件，可以在一臺(tái)計(jì)算機(jī)中模擬多個(gè)虛擬計(jì)算機(jī)，利用橋接技術(shù)進(jìn)行相互連接，學(xué)生可以在一臺(tái)物理計(jì)算機(jī)上獨(dú)立完成實(shí)訓(xùn)任務(wù)；另一方面，能夠解決分時(shí)上課資源不足的問題。通常來講，網(wǎng)絡(luò)安全課程的一個(gè)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目涉及內(nèi)容眾多，往往需要多個(gè)學(xué)時(shí)才能夠完成。而在這個(gè)過程中，如果計(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng)出現(xiàn)了設(shè)置上的調(diào)整，則必然會(huì)對(duì)實(shí)訓(xùn)效果造成影響。如果有多個(gè)班級(jí)同時(shí)進(jìn)行實(shí)訓(xùn)課程，就需要多個(gè)專業(yè)實(shí)訓(xùn)室，這顯然會(huì)給學(xué)校造成巨大的負(fù)擔(dān)。而應(yīng)用虛擬機(jī)軟件，可以有效解決多個(gè)班級(jí)分時(shí)上機(jī)的問題，為每一個(gè)學(xué)生提供專用的實(shí)訓(xùn)環(huán)境。

3.2 創(chuàng)設(shè)良好的教學(xué)環(huán)境

在網(wǎng)絡(luò)安全教學(xué)中，應(yīng)用虛擬機(jī)軟件，能夠?yàn)閷W(xué)生提供一個(gè)良好的學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)環(huán)境。教師可以在物理計(jì)算機(jī)中，安裝專業(yè)的虛擬機(jī)軟件以及相應(yīng)的補(bǔ)丁，以校園內(nèi)部網(wǎng)絡(luò) IP為依據(jù)，對(duì)計(jì)算機(jī)的 IP地址進(jìn)行重新設(shè)置，然后在虛擬機(jī)環(huán)境下安裝相應(yīng)的操作系統(tǒng)、應(yīng)用軟件等。全部安裝完成后，可以通過菜單選擇的方式，對(duì)虛擬機(jī)進(jìn)行設(shè)置，逐步完成虛擬機(jī)的安裝，利用一臺(tái)物理計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)多臺(tái)虛擬機(jī)并存的效果。需要注意的是，在虛擬機(jī)設(shè)置過程中，應(yīng)該確保其能夠與物理計(jì)算機(jī)進(jìn)行有效的網(wǎng)絡(luò)連接，通常情況下，虛擬機(jī)與實(shí)體機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接的方式有兩種，一是在對(duì)虛擬機(jī) IP地址進(jìn)行設(shè)置時(shí)，確保其與主機(jī)網(wǎng)絡(luò)保持在同一個(gè)網(wǎng)段內(nèi)，二是采用雙向網(wǎng)絡(luò)訪問的方式，實(shí)現(xiàn)主機(jī)與虛擬機(jī)的相互訪問，但是其他計(jì)算機(jī)無法對(duì)虛擬機(jī)進(jìn)行訪問。

3.3 完善實(shí)訓(xùn)教學(xué)

在網(wǎng)絡(luò)安全實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，有許多操作都是破壞性的，如果在物理計(jì)算機(jī)上進(jìn)行，很可能會(huì)造成計(jì)算機(jī)的損壞。在這種情況下，應(yīng)用虛擬機(jī)軟件，在虛擬機(jī)上進(jìn)行相應(yīng)的操作，能夠有效保護(hù)計(jì)算機(jī)安全。

（1）硬盤分區(qū)與格式化：在傳統(tǒng)教學(xué)中，對(duì)于硬盤分區(qū)與格式化的操作，一般都是教師進(jìn)行簡(jiǎn)單演示，學(xué)生很少有機(jī)會(huì)實(shí)際操作，否則可能造成計(jì)算機(jī)硬盤的損壞。如果將操作放在虛擬機(jī)中，只需要在其中添加虛擬硬盤，設(shè)置引導(dǎo)盤，然后在引導(dǎo)盤中加載啟動(dòng)盤，切換到虛擬機(jī)，就可以進(jìn)行硬盤的分區(qū)和格式化操作，不需要擔(dān)心對(duì)物理計(jì)算機(jī)造成損壞。

（2）系統(tǒng)安裝：操作系統(tǒng)的安裝是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的重點(diǎn)，同時(shí)也是難點(diǎn)，傳統(tǒng)以光驅(qū)為承載體進(jìn)行的實(shí)訓(xùn)操作，對(duì)于計(jì)算機(jī)會(huì)造成一定的損害。利用虛擬機(jī)軟件，可以在計(jì)算機(jī)中模擬出虛擬計(jì)算機(jī)，然后利用操作系統(tǒng)鏡像文件，導(dǎo)入虛擬機(jī)光驅(qū)，就相當(dāng)于在其中放入了一張系統(tǒng)安裝光盤，可以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行操作系統(tǒng)的安裝實(shí)訓(xùn)。

（3）病毒查殺：計(jì)算機(jī)病毒是影響網(wǎng)絡(luò)安全的重要因素，在網(wǎng)絡(luò)安全教學(xué)中，涉及很多計(jì)算機(jī)病毒查殺的實(shí)訓(xùn)，如果放在物理計(jì)算機(jī)中進(jìn)行操作，則可能會(huì)造成系統(tǒng)的破壞，同時(shí)也無法達(dá)到相應(yīng)的實(shí)訓(xùn)目的。應(yīng)用虛擬機(jī)軟件，可以切斷物理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與外界的直接聯(lián)系，通過運(yùn)行在系統(tǒng)上，處于系統(tǒng)管理下的虛擬機(jī)與外界通信，從而保障系統(tǒng)安全。在實(shí)際操作前，應(yīng)該對(duì)虛擬機(jī)做好快照，提供相應(yīng)的參照，方便在系統(tǒng)出現(xiàn)崩潰時(shí)迅速還原。當(dāng)虛擬機(jī)接收到文件后，如果存在病毒，則可以對(duì)病毒造成的影響進(jìn)行觀察，同時(shí)采用殺毒軟件，對(duì)病毒查殺的過程進(jìn)行演示和實(shí)訓(xùn)，即使病毒導(dǎo)致虛擬機(jī)崩潰，只需要對(duì)其進(jìn)行恢復(fù)，就可以重新實(shí)訓(xùn)，不會(huì)影響實(shí)體機(jī)的安全。

4 結(jié)語(yǔ)

總而言之，在網(wǎng)絡(luò)安全教學(xué)中，應(yīng)用虛擬機(jī)軟件，可以說是當(dāng)前科技發(fā)展的必然要求，也是提高網(wǎng)絡(luò)安全教學(xué)質(zhì)量的有效手段，其重要性是不言而喻的，需要相關(guān)教師的重視，推動(dòng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)效果的有效提升。