虚拟机在数据恢复课程实践教学中的应用研究

吕秀鉴（石家庄职业技术学院信息工程系050081）

虚拟机在数据恢复课程实践教学中的应用研究

吕秀鉴（石家庄职业技术学院信息工程系050081）

我们在数据恢复技术课程实践教学过程中，常常会遇到机房实训环境存在着操作权限受限、操作平台不通用、故障现象难以重现、学员误操作后系统恢复费时费力等诸多问题。结合近几年来的实际教学经验，我们针对这些问题提出了利用虚拟机搭建数据恢复操作环境，高效、灵活、便捷地开展数据恢复课程实训教学的方法。

数据恢复虚拟机软故障仿真实训平台

与其他信息技术相比，我国在数据恢复相关技术上的发展水平与国际差距较小。上世纪90年代末的CIH病毒爆发，产生了大量的急需灾难恢复的硬盘设备，这基本上可以说是本土企业开始进行数据恢复实践和周边软件产品、硬件设备研发的第一波契机。经过两轮整合之后，一批技术经验雄厚的企业成长起来，并逐步走在国际相关技术发展的前沿，如达思凯瑞、效率源、金山等品牌。

我国数据恢复人才的培养，目前主要有两个途径。一个是融合在信息安全类学历教育的课程体系中，作为人才培养方案里的一个核心技能来进行培训；另外一种是直接来自于高端企业的专题培训，多数与品牌推广、技术加盟等企业活动向承接。这两种方式互为补充，各有特色。企业培训侧重传播新技术，培训费用昂贵，受众少；学校教学侧重传授必备必须技能，培训费用相对低廉，受众广。从这里可以看出，学校教育对提高我国信息技术从业人员的整体数据恢复素养，有着不可替代的作用。

具体的数据恢复课程培训内容包括数据恢复课程和硬盘维修课程两部分，包括了逻辑层、固件层、物理层数据恢复知识。逻辑层数据恢复，也叫软故障数据恢复，就是指硬盘的物理介质没有损坏，操作员通过手工判断计算或借助恢复软件来查找、恢复数据的一种情况，数据恢复的过程不需要对硬盘的硬件进行维修和处理。软故障主要分为用户误操作或恶意破坏，这占到所有数据丢失诱因的40%左右，也是普通信息技术从业人员在工作中经常要遇到的问题类型，这也是目前多数院校开设课程所侧重的部分。

伴随着数据恢复技术大众化、普及化的潮流，更多的院校逐步添加相关的专业课程，但数据恢复课程对实训条件的需求比较高，传统的数据恢复实训环境存在着操作权限受限、操作平台不通用、故障现象难以重现、学员误操作后系统恢复费时费力等诸多问题。在这种背景下，利用虚拟机搭建数据恢复平台，正好可以解决多数院校专用实训设备条件不足、后期维护繁琐的问题，对推动国家的信息化进程，捍卫国家信息数据安全，高效率地培育出具备数据恢复相应知识和技能的信息技术人才，具有较大的经济意义和社会意义。

在具体的应用实践中，我们经历了平台选择、具体环境搭建、典型软故障设置、恢复效果验证等几个阶段，下面详细说明。

一、数据恢复实训平台的选择

我们以VMware Workstation虚拟机作为数据恢复实训环境。此系统可在Windows XP/ Windows 7操作系统平台上广泛使用，系统运行稳定，占用宿主机的系统资源有限，可以便捷地安装在普通院校实训机房的学生机上。VMware Workstation虚拟机本身支持安装多种操作系统，可以满足在微软系统平台实训项目成熟之后，向Linux等其他主流操作系统平台扩展数据恢复实训项目的需求。

此外，还有一些其他的模拟平台可供选择，例如VirtualBox、InsPro Disk等，其中InsPro Disk只可用来创建和加载磁盘镜像，对于某些系统故障现象无法模拟。

二、具体恢复环境的搭建

在具体恢复环境的搭建过程中，我们分别在VMware Workstation虚拟机上安装了两个主流操作系统Windows XP和Windows 7，基本上可以覆盖所有的普通PC机用户群体。每台机器配置40G硬盘空间、512M系统内存，虚拟机硬盘划分为两个20G的磁盘分区，操作系统默认安装即可。

三、典型软故障设置

软故障主要有误删除、误分区、误格式化、误Ghost、病毒攻击、重装系统、文件损坏等故障。这些软故障在发生时会有不同的故障现象。我们首先要了解每个软故障的具体成因，而后可以针对具体的故障分别在虚拟机系统里做一些设置和改动，来达到想要呈现的故障现象。例如，我们可以将主引导扇区的前446个字节内容随意修改若干字节，以仿真MBR损坏的故障现象，在这个情形下，虚拟机启动后，会出现黑屏、白色光标闪动、无法引导操作系统的故障现象。

我们没有必要为每种故障现象单独安装一个虚拟机系统，可以利用VMware Workstation的快照功能，把每个软故障都作为一个单独的快照保留下来，以节约磁盘空间，提高系统运行效率。

四、恢复效果验证

最后，在每个软故障的快照中进行相应的数据恢复验证操作，并观察操作后故障的恢复效果，对有问题的快照再次进行调试。

经过上述环节，一个利用虚拟机搭建的部署灵活、方便的数据恢复平台就可以提供给实训教学环节使用了。它的特色在于，可以在有限的设备条件下，模拟出不同操作系统平台上的数据恢复软故障现象，并支持学员在此虚拟机快照上进行恢复操作实践，验证恢复效果。即便学员在此过程中出现误操作，也不会对实体学生机器、虚拟机操作系统平台造成任何影响，这大大地提高了数据恢复实践教学的效果，降低了实训后机房维护工作的强度。

何欢.数据备份与恢复.机械工业出版社，2012.

（责编 张宇）