虚拟机技术在计算机网络安全教学中的应用分析

◆谢 芳

(湖南省石油化工技工学校 湖南 410300)

虚拟机技术在计算机网络安全教学中的应用分析

◆谢 芳

(湖南省石油化工技工学校 湖南 410300)

经过多年的发展，我国的科学技术水平相比以往发生了翻天覆地变化，而虚拟机技术也在这一背景下也实现了新的发展。考虑到计算机网络本身具有一定的虚拟性质，且受此原因常常会产生各种各样的安全问题，对计算机网络的正常运行和使用造成了一定威胁。因此将虚拟机技术运用在计算机网络安全教学中，活灵活现地展示出计算机网络环境，可以有效缩短计算机网络安全教学与学生之间的距离，并帮助其更好地体会到学习计算机网络安全防范知识技能的重要性。立足于这一点，本文将以计算机网络安全教学作为主要研究对象，着眼于当前的教学现状，在对虚拟机技术的内涵与作用进行简单介绍的基础上，针对虚拟机技术在计算机网络安全教学中的实际应用进行分析。

虚拟机技术；计算机网络安全教学；实际应用

0 引言

计算机网络安全教学本身受制于短暂的教学周期，且其常常会涉及到大量略带抽象性和逻辑性的知识概念，使得学生在学习和实践运用的过程中经常会存在理解障碍等问题，影响了教学效率与教学质量的优化和提升。为此，教师开始尝试在计算机网络安全教学中灵活运用虚拟机技术，通过高度还原和逼真模仿真实的网络环境，从而可以进一步强化学生的实践体验，从而帮助其达到内化所学知识内容的重要目的。

1 计算机网络安全教学现状分析

计算机网络安全教学的根本目的在于在帮助学生正确认识网络环境的基础之上，加深对计算机网络安全知识的理解与认知，并且能够掌握基本的维护计算机网络安全的技能，从而在日后的计算机使用当中能够有效避免其受到木马病毒、恶意程序等攻击。由此我们不难发现，计算机网络安全教学对实践性有着极高的要求，但事实上，由于受到教学条件的限制，学校中实验室数量比较少，而学生在上机操作时教师也很难进行统一管理，使得目前的计算机网络安全教学实践性表现略有不足。同时受到考试等因素的影响，在实际教学当中教师也更加侧重于基础理论知识的讲解与教学，使得计算机网络安全教学存在明显的“纸上谈兵”的现象[1]。

2 虚拟机技术的简单介绍

2.1 基本内涵

虚拟机也被称之为逻辑机等，指的就是一种虚拟的主机。而虚拟机技术指的就是利用模拟的方式实现对主机的高度还原，构建出一种可以进行实践操作的虚拟系统技术。为了能够更加具有逼真效果，虚拟机需要同时具备真实的计算机软件环境，同时也需要各类虚拟硬件设备作为支撑。以VMware为例，其作为虚拟机软件中的一种，可以通过占用同一台计算机的部分内置存储即可实现多台虚拟机的同步模拟。也就是说，多台虚拟机均可以同时在一台计算机中完成运行，并且在实际运行虚拟机的过程中，操作系统之间互不干扰具有良好的独立性，一旦有联网需求，随时可以将多台虚拟机并入其中[2]。

2.2 重要作用

针对在当前计算机安全网络教学当中学生上机实践次数比较少、教师难以统一管理的问题，虚拟机技术无论是虚拟机的运行还是构建均无需分别在各个计算机中完成，这也使得学校能够有效节省一大笔用于建设建设实验室的资金。而教师在教学网络当中并入多个虚拟机，构建起一个完整的联机系统可以实现统一管理学生的上机操作行为。另外，虚拟机系统实际上只是计算机硬盘中的某一部分文件，因此如果收到病毒感染或是恶意程序的攻击，通过删除源文件即可有效解决，加之其在连接至计算机网络之后能够与实际计算机之间进行信息的交流访问，因此对于优化计算机安全网络教学具有十分重要的帮助作用。

3 虚拟机技术在计算机网络安全教学中的应用及注意事项

3.1 合理设置虚拟机数量

教师在计算机网络安全教学中运用虚拟机技术，首先需要结合实际情况合理设置虚拟机的数量，避免出现对硬件资源造成过度占用的情况。通常情况下，普通的实训教学内容通过两个虚拟机即可完成，如果设置过多的虚拟机数量，将会使系统运行速度被迫减慢。另外，需要根据实际主机安装的系统，将其同样安装在虚拟机当中，并安装好相应的虚拟软件；最后教师需要利用网络桥接等方式将虚拟机联入教学网络当中，使得其能够更好地对计算机网络环境进行模仿和再现，为学生的实验操作创造有利环境。而考虑到构建、运行虚拟机需占用的内存往往比较大，因此教师最后能够选择高配置的机房，避免操作系统出现卡顿等现象[3]。

3.2 需结合具体教学内容

立足于具体的计算机网络安全教学内容，教师需要灵活传插运用虚拟机技术。譬如说在讲解黑客工具及其使用时，教师可以通过使用PPT等教学课件向学生讲解Y有关黑客使用工具的基础理论知识，包括工具的种类、使用危害以及基本使用方法等等，在此之后教师可利用虚拟机技术进行分步骤展示，从而帮助学生更加清晰直观地了解具体黑客工具的操作过程，并由此能够对黑客工具产生一个更加全面、系统的认知，而根据学生的实际掌握情况，教师可以通过适当使用重复或是回放等功能，对某一步骤进行重点讲解，使得教学能够更加具有针对性和实践性。在此基础之上，教师可以积极引导学生结合自身的实际生活经验，谈谈应该如何应对黑客的攻击，使得学生能够不断调动其学习计算机网络安全知识技能的兴趣与热情[4]。

3.3 与网络实验进行融合

在计算机网络安全教学当中涉及了大量的网络实验，而以往受到种种因素的限制教师在网络实验教学方面表现不足，不仅学生参与实验的机会和次数比较少，而且处于对网络设备的维修和管理等角度，往往需要学生以小组的形式进行多人连网实验，这在一定程度上也影响了学生独立完成实验。尤其是部分学习能力和实践能力比较弱的学生，在与学习能力、实践能力均比较强的学生为一组时，容易下意识对其产生依赖，无法实现独立学习。而教师通过使用虚拟机技术，在为学生模拟创造出几乎真实的计算机网络环境之下，学生可以单独完成实验。譬如说在黑客工具使用的网络实验当中，学生可以根据应用程序提供的虚拟机显示器，结合自身的兴趣等任意选择一种黑客工具对系统进行“攻击”操作，从而真切地感受到黑客对计算机系统以及网络安全环境的破坏影响，而之后教师只需要引导学生找到计算机当中虚拟机对应的相关源文件并将其进行删除即可使得计算机恢复原状，从而有效避免了因学生在实际主机当中进行黑客工具使用的网络实验，而导致主机系统或其他网络设备出现故障等问题。但教师在此过程中需要注意的是，在正式进入网络实验教学之前，需要提前设置好虚拟机的数量并进行启动，从而避免造成教学时间的无谓浪费。

4 结束语

总而言之，虚拟机技术能够将真实的网络环境进行再现，使得学生可以通过在实体计算机上进行虚拟操作以及实例演示，进而实现将学习到的计算机网络安全知识与技能进行灵活运用，对提升学生的学习成效、优化教学成果等均具有积极的促进作用。尤其是在虚拟机技术的使用之下，用于设备维护等方面的费用得以有效控制，因此在未来，教师还需要在具体问题具体分析的理念之下，积极拓展虚拟机技术在计算机网络安全教学中的运用方式方法等，并尝试在其他和网络环境有关的课程中引入虚拟机技术，使其能够充分发挥出有效作用。

[1]孙爱梅，韩友兰，赵博．计算机安全技术实验教学中虚拟机技术的实践应用[J]．计算机教育，2016．

[2]邓富强，马选民． VMware虚拟机技术在计算机信息安全教学中的应用[J]． 网络与信息，2016．

[3]董思妤，陈立云，刘爱珍．虚拟机技术在《计算机网络》课程教学中的应用研究[J]．现代计算机(专业版)，2016．

[4]温会宝，王朋娇．虚拟机技术在计算机网络实验教学中的应用——多机联网实验[J]．中国教育技术装备，2016．