虚拟机技术在计算机安全技术实验教学中的应用

王瑛++陈莉

摘要：如今的世界，科技迅速发展，网络逐渐渗透到人们生活的各个方面，从衣食到住行，计算机的安全也越来越受到人们的关注。在教学中，有关于计算机安全技术的课程实验，对实验的环境要求颇高，不仅需要高成本的网络环境架构，而且极易损害计算机，同时，后期维护成本高，不易维护！虚拟机则很好的解决了这方面的问题，在电脑上安装上虚拟机，可以虚拟出需要的系统，如Windows操作系统、LINUX操作系统、Unix操作系统等，也可以虚拟出不同的版本，如windows xp、win7、win8、win10等……本文介绍虚拟机的特点，并详细讲述虚拟机在计算机安全技术的教学中的应用和意义。

关键词：虚拟机；计算机；安全技术；实验教学

引言

众所周知，科技是第一生产力。于科技而言，计算机占据重要地位。作为一门实践性极强的学科，计算机实验教学质量的高低直接影响着高应用型人才的培养。因此，完善计算机的上机实验教学，极为重要！在实验室建设、实践性教学中虚拟机技术显得非常重要！虚拟机技术的存在解决以下几大问题：一是计算机实验资金短缺；二是实验设备短缺；三是计算机安全实验对电脑极易造成破坏。虚拟机技术具有以下几大优点：一是可以在机房进行交互式验证、设计及研发型的实验[1]；二是为学生课内外的自主学习提供便捷；三是节省了资金投入。因此，将虚拟机技术应用于计算机安全技术实验教学中及其有意义的。

一、虚拟机技术的介绍

1.1虚拟机的定义

虚拟机的英文名叫virtual machine，它不是硬件，而是一种及其特殊软件，利用软件虚拟出电脑，因此虚拟机又称为电脑中的电脑。用户可以用这个软件创造出一种环境来操作其他软件。运行虚拟机的电脑分为宿主机和虚拟机。宿主机是物理计算机主机，即运行虚拟机的主机，虚拟机也称客户机，即在主系统中虚拟出来的环境，与物理计算机几乎一样。用户可以虚拟出自己需要的系统，如Windows操作系统、LINUX操作系统、Unix操作系统等，也可以虚拟出不同的版本，如windows xp、win7、win8、win10等……用户在虚拟机中进行任何操作均不会对电脑造成任何影响。

1.2虚拟机的特点

从1.1虚拟机的定义的介绍中可知，虚拟机的运行环境极易满足，只需电脑上安装上VMware即可。所以，虚拟机具有跨平台性、执行效率高等多种优点。虚拟机的主要特点如下：一是与主机进行通信。一台电脑可以装上多个虚拟机，一个虚拟机可以装多个操作系统[2]。每个虚拟机均可以与主机建立连接，即两者之间可以相互传递文件，实现资源共享；二是可以以客户端服务器形式运行，即运行C/S方式的应用；三是安全可靠。虚拟机与主机分离，所以在虚拟机上进行的操作不会对主机造成任何伤害，而且实验中对虚拟机造成的破坏能够自己快速恢复；四是硬件无关性。在PC机上虚拟的硬件是一样的，在不同的主机间具有通用性，所以具有可移植性。因此，将虚拟机运用到计算机安全的教学实验中受到师生一致的好评，虚拟机技术在计算机方面的学习中也占据重要地位！

1.3虚拟机在教学中的应用

据以上虚拟机的特点分析可知：虚拟机在教学中的应用有配置不同类型的操作系统、进行数据加密、进行病毒的分析与预防等。在教学中，仅仅用一台电脑就可以进行计算机安全技术的实验，大大节省教学资源，更具有安全性。同时，与主机的环境几乎一样的特点更加方便学生的操作，更加易学易懂！

二、网络连接方式

在安装虚拟机的过程中，要想实现计算机的主机与虚拟机的通信，首先选择客户机操作系统：有Windows、Linux、Novell NetWare、Solaris、VMware ESX等，选择版本：有32位、有64位、有企业版、有标准版、有家庭版、有win7、8、10、Xp等；然后可以进行处理器的配置，可以有多个处理器；之后是进行网络连接。

网络连接有四种：一是使用桥接网络。桥接网络为客户机操作系统提供直接访问的外部以太网网络的权限。客户机在外部的网络上必须有自己的IP地址。二是使用网络地址转换。为客户机操作系统提供使用主机IP地址访问主机拨号连接或外部以太网网络连接的权限。三是使用仅主机的模式网络。将客户机操作系统连接到主机的专用虚拟网络。四是不使用网络连接。

三、虚拟机技术在计算机安全技术实验教学中的应用

3.1虚拟机技术在计算机安全技术实验教学中的应用

虚拟机技术不仅在计算机安全技术的基础实验教学中作用重大，而且在操作系统的实验中也占据重要地位。虚拟机技术可以避免应用程序或工具软件安装过程中的风险，还可以进行磁盘分区、安装不同的操作系统、进行格式化。同时，虚拟机技术一方面可以用于计算机网络类实验，如配置家庭网、资源共享、远程控制等，另一方面，虚拟机技术还可以用于搭建机群，如搭建机群，搭建PC机群等[3]。

从维护管理机房的角度看，虚拟机技术降低管理人员的工作强度，理由如下：一是机房不再需要安装各种操作平台就可以满足需求；二是部分上机实验的软件安装导致系统崩溃的问题得到很好的解决。

3.2案例

某高校在计算机安全技术的上机的机房中每台电脑中均装有虚拟机。场景：一是每个计算资源在虚拟化堆栈中都是逻辑隔离，相互独立。二是不需要为单独配置每个计算资源，而使他们工作在一起。三是计算资源变成一种立即生效的、按需提供的服务。收益：一是能够在系统架构中动态的添加、更新各种服务器计算资源。二是提供构建动态IT的技术基础。三是提高计算机资源的共享性。四是能够很短时间就能重新定位和恢复应用服务器，提供很好的上机环境。五是在不中断关键的上机实验前提下，具有更短的服务器维护时间。

四、结语

由以上分析可知：虚拟机技术在计算机安全技术实验教学中占据重要的地位！虚拟机技术在计算机安全技术实验教学中的意义：一是虚拟机技术给计算机的上机实践带来了安全保障；二是虚拟机技术解决了实验设备不足的问题，提高计算机资源的共享性；三是虚拟机技术满足多环境配置的需求；四是降低了实验室的管理难度，提高教学的效率。因此，虚拟机技术的使用与推广对学习计算机的学生来说是一大福音！

参考文献：

[1]石幼生.计算机网络实验室建设与实验教学的探讨[J].中国现代教育设备，2012，6（8）：97-98.

[2]罗梓元.基于虚拟机技术的虚拟实验环境的构建[J].职业教育研究，2015，5（3）：86-87.

[3]刘羽.虚拟机技术在教学实验中的应用[J].桂林工学院学报，2013，（4）8：416-418.