林余生 安徽涉外經(jīng)濟職業(yè)學院
虛擬機技術(shù)能夠利用專業(yè)軟件模擬出一個完全獨立的計算機系統(tǒng),除了處理速度以外,幾乎可實現(xiàn)與真實計算機系統(tǒng)同等的操作性能。在進行網(wǎng)絡(luò)安全實驗操作教學時,學校往往無法提供給所有學生真實的操作環(huán)境,而虛擬機的利用恰恰能夠彌補這一缺點,通過模擬真實操作環(huán)境,給學生提供更好的操作實踐機會,從而提高網(wǎng)絡(luò)安全教學質(zhì)量。
從字面含義來說,虛擬機就是虛擬出來的計算機。但在進行操作時,虛擬機幾乎與正常的計算機操作系統(tǒng)完全一樣,可以實現(xiàn)每臺虛擬機間的單獨運行和操作、互不干擾。此外可隨意對虛擬機的系統(tǒng)預(yù)設(shè)進行修改,不會損害實體計算機的系統(tǒng)。目前被用于實驗室上課環(huán)境中的虛擬機大多擁有如下特點:(1)兼容性:除擁有單獨的操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序外,虛擬機還具備主板、網(wǎng)卡、顯卡等真實計算機上擁有的全部組件,能夠兼容所有真實計算機的驅(qū)動程序和應(yīng)用程序,可以正常運行全部真實軟件。若出現(xiàn)新舊軟件兼容問題,還可相應(yīng)調(diào)整所使用的虛擬機版本,從而大大提高軟件系統(tǒng)的利用率,降低教學設(shè)備成本。(2)隔離性:在虛擬機中進行教學,可將同一畫面在全部虛擬機間進行分享。利用虛擬機對沙盒進行模擬還能有效防止電腦病毒對主機的侵害,即當連接在一臺服務(wù)器上的多個虛擬機中,有一個或幾個遭受到病毒的侵害,都不會影響其他虛擬機的正常運行。(3)獨立硬件:虛擬機與其底層的物理硬件間是完全獨立的,可以為其配備與底層物理硬件完全不同的虛擬組件。連接于同一服務(wù)器上的虛擬機還可同時運行不同的操作系統(tǒng),此外通過虛擬機系統(tǒng)還能在操作系統(tǒng)中對計算機進行模擬。
2.1.1 有效整理文件名
若在實驗課程中主機連接的虛擬機數(shù)量較多,且主機內(nèi)存及屏幕相對較大,在講課時屏幕上呈現(xiàn)的畫面會非常混亂,不利于觀看。因此在上課前,要對各個虛擬機的名稱進行合理備注并按照一定規(guī)律進行分類,這樣在虛擬機啟動的過程中,能夠達到與現(xiàn)實操作中相同的簡便程度。有效進行文件名整理能夠幫助主講老師在課前對教學任務(wù)、教學內(nèi)容進行合理安排規(guī)劃,同時也給學生課后知識回顧和問題答疑提供便利,讓學生在測試前更好的進行知識回顧整理。
2.1.2 實訓(xùn)平臺的建立
利用虛擬機和云計算技術(shù),能夠建立學生實驗課上的網(wǎng)絡(luò)安全功防實訓(xùn)平臺,給學生提供更真實的操作演練機會,并設(shè)置不同的板塊讓學生進行針對性的練習。虛擬機建立起來的互動平臺,能夠?qū)崿F(xiàn)老師與學生間的有效交流。在實驗室教學中,將課程分為攻擊方法和攻擊對象兩個方向進行實操演練。針對方法開展網(wǎng)絡(luò)病毒、密碼破解、網(wǎng)絡(luò)詐騙等實驗,針對對象開展防火墻、交換器、應(yīng)用系統(tǒng)等實驗。進行實驗訓(xùn)練時,老師可通過平臺對每個學生的操作情況進行觀察了解,并掌握虛擬機的運行情況,對于處于實驗操作中卻產(chǎn)生流量的虛擬機進行及時抓取。
2.1.3 依照學生能力進行講解
對大部分學生來說,在剛接觸理論性和邏輯性較強的網(wǎng)絡(luò)安全管理知識時,由于知識本身的復(fù)雜性,會導(dǎo)致學生理解困難,進而影響學習積極性。因此實驗室中老師在利用虛擬機進行教學時,要充分考慮到學生的能力水平,切勿要求學生學習成績夠突飛猛進。重視基礎(chǔ)的重要性,從學生的自身實際情況出發(fā),利用虛擬機進行手把手的教學活動,讓學生充分了解各個操作步驟和操作規(guī)程,充分掌握課上學習的網(wǎng)絡(luò)安全知識,不斷提高自身技術(shù)水平,并靈活運用于實際操作中。
2.1.4 實際課程與虛擬機教學相結(jié)合
實驗室課程中虛擬機的使用貫穿始終,若能夠?qū)⑻摂M機操作與實際的教學幻燈、材料等相結(jié)合,理論結(jié)合實際,能夠極大提高課堂教學的效果,幫助學生更好掌握技術(shù)知識。在進行理論知識與虛擬操作的混合教學時,要對課程主體內(nèi)容進行深入的分析,同時還要利用虛擬機進行對應(yīng)的操作演示教學,用理論知識解釋操作流程,用操作演練輔助解釋理論知識,在提高學生對基本概念理解的同時,鍛煉技術(shù)操作水平,實現(xiàn)學生學習的綜合化提高。
2.1.5 以學生作為課堂主體
利用虛擬機教學時,老師的操作演示固然是教學的重點內(nèi)容,但也不能忽視學生課堂主體的地位,要給學生留有充分發(fā)揮自主性的機會。在看老師演示、聽老師講解之后,要給學生留足夠的獨立練習時間,通過實踐提高對網(wǎng)絡(luò)安全性的認識,并通過自主練習發(fā)現(xiàn)自身不足,及時請教老師解決。
2.1.6 技能競賽活動的開展
為全面提升學生網(wǎng)絡(luò)操作的技術(shù)水平,可利用技術(shù)競賽帶來的緊張感和真實感,在課上將學生分組,進行一對一的網(wǎng)絡(luò)攻、防技術(shù)較量。通過學生間的良性競爭,加深對網(wǎng)絡(luò)安全的認識,并激發(fā)學生主動學習、提升自身技術(shù)能力的熱情,引起對網(wǎng)絡(luò)安全防護的思考,培養(yǎng)技術(shù)潛能。在利用虛擬機進行技術(shù)競賽時,系統(tǒng)可將學生的操作情況進行準確記錄,加強系統(tǒng)本身安全防護的能力,從而保證學生競賽環(huán)境的安全性。在賽后學生通過回顧自己的操作過程并結(jié)合競賽結(jié)果進行分析,能夠幫助學生總結(jié)不足、積累經(jīng)驗,使得虛擬機教學帶來的好處得以全面發(fā)揮。
(1)軟件的選擇:目前市場上的虛擬機種類繁多,在進行實驗室教學時,要選取能夠?qū)崿F(xiàn)在一臺現(xiàn)實計算機中多個虛擬機同時啟動的軟件,且要有能力存儲大量的教學、操作資源,能夠在操作過程中反復(fù)進行重啟操作,從而更好滿足實驗室教學的要求。(2)合理規(guī)劃數(shù)量:上課前對課上所需的虛擬機數(shù)量進行準確規(guī)劃,保證每個虛擬機在硬盤中都分有足夠的資料保存空間。虛擬機的實質(zhì)其實是主機上的一個軟件,同時安裝多個軟件會在一定程度上破壞教學設(shè)備,造成不必要的教學成本增加,也給設(shè)備后期維護帶來諸多不便,因此合理進行虛擬機數(shù)量規(guī)劃相當必要。(3)檢查現(xiàn)實計算機:實驗教學中使用的現(xiàn)實計算機的內(nèi)存直接決定了能夠同時啟動的虛擬機數(shù)量,因此在選擇虛擬機軟件時,要先檢查現(xiàn)實計算機的內(nèi)存,并在適當范圍內(nèi)對內(nèi)存進行擴充,保證課上學生操作時,每個虛擬機有足夠的存儲空間。另外還要檢查現(xiàn)實計算機的網(wǎng)卡使用情況,若已經(jīng)安裝網(wǎng)卡但未聯(lián)網(wǎng),就需要在現(xiàn)實計算機上安裝Microsoft虛擬網(wǎng)卡,若已安裝網(wǎng)卡,在進行教學時,便可使用主機的網(wǎng)卡。
虛擬機在實驗室上課環(huán)境中的應(yīng)用,能夠大大彌補傳統(tǒng)計算機實驗教學中的不足,給學生提供更多操作練習的機會,從而真正掌握實驗室教學的核心知識,提升自身技術(shù)操作水平。通時虛擬機能幫助老師更有效地進行教學活動,相關(guān)老師應(yīng)重視教學方法和教學內(nèi)容的創(chuàng)新,充分利用虛擬機優(yōu)勢,全面提高實驗室教學的質(zhì)量。