试析虚拟机技术在高职计算机网络安全教学中的应用

汪凡

【摘 要】在互联网全面普及、推进的作用下，网络安全成了广受人们关注的话题。高职院校需要将重心放在学生的实践能力、实践素养培养上，使学生能够在了解自身能力的基础上，提升自己的综合能力。网络安全教育要做的就是将安全知识、网络要求传递给学生，因内容有些抽象，所以有必要结合模拟技术、模拟网络危机，体现可操作追求。在虚拟机技术的支持之下，充分展示网络安全资源，实现费用的有效控制，帮助学生建立更加深刻的印象。本文以高职计算机网络安全教育为对象，分析虚拟机技术特征，体现该技术的作用。

【关键词】高职教育;计算机网络安全;虚拟机技术;教学

在虚拟机技术快速发展的今天，虚拟机技术的整体实力与水平获得了人们的高度认可。虚拟机能将大量计算机资源、信息整合到一起，模拟这些计算机的状态、条件，可在确保各个机器独立运作的同时，发挥合作化作用。利用虚拟机教学安全技术、网络技术，能够自由、自动配置环境，自动化网络结构。课堂中，教师利用该技术做实验与展示，使用现有装置，能够规避实验经费问题为教学带来的负面影响。该技术能加深学生对知识的理解程度，能使学生迸发出浓厚的学习热情。从现实条件来看，如今的高职网络安全教育存在很多问题，这些问题限制了教学过程，阻挠了教学有效性。对此，教师需发挥虚拟机的特性与作用，做好注意事项的调整，提出最为高效、合理的教学思路。

一、网络安全教学中存在的问题

（一）危害性大

在网络技术进步的作用下，黑客技术、黑客能力同样也在成长。基于理论角度解读，不论什么系统都存在一定漏洞，漏洞是无法避免的话题。当然，这一问题在近些年有所改善，在系统还原保护的作用下，该问题得到了一定遏制，不过有些地区当前并没有应用这一技术，需引起关注。

（二）实践机会少，实践能力薄弱

高职教育中，计算机网络安全教学因存在计算机设备这一要素限制，教师使用主机和多媒体设备演示理论知识，学生在被动学习中掌握防护网操作方式。该方法过于单调、片面，无法保障学生的学习热情。学生缺少足够的实践机会、实践条件，难以建立学习兴趣。这种做法有違高职教育对职业行动的追求，违背了学生社会能力、专业能力的成长、塑造初衷。学生在这样的条件下，无法准确、有效地学好技能、知识，无法将理论知识元素转化为实用性技能。

（三）知识碎片化问题突出

面对网络时代背景，网络安全教育已成为一种立足于计算机网络基础上的新型教育模式。网络安全教育的特点是这个时代的追求，也就是碎片化形式。这是因为网络安全有着非常繁杂、众多的知识。正因如此，才需要考虑非常多的安全防范要素。教师在实践中无法处理网络安全需求，将知识完整、详细的传递给每一名学生，很难处理分散化要求，这一要素加深了教师的操作难度。

二、虚拟机特点

同字面意思，虚拟机实际上就是虚拟的计算机，属于虚拟的产物。虚拟出的计算机在操作方面和实体计算机有着相同的能力，并且这些虚拟机能够独立操作、单独运行，不需要考虑互相干扰的要素，可随意更改这些计算机的配置、条件与要素，无需担心任何操作带给实体计算机的负面影响。虚拟机有非常多的类型，通常来说，绝大多数虚拟机都有下述特征：

（一）兼容

虚拟机除了拥有自己的应用程序与操作系统外，还包括物理计算机的各种组件，也就是网卡、显卡、主板。如同标准软件系统一样，虚拟机在设备驱动程序和操作应用上实现了全面兼容。实践中可应用虚拟机做物理计算机所有软件的运行和操作。此外，可选用不同版本虚拟机软件，该操作解决与克服了新程序无法操作旧软件的问题，提升了系统使用能力，减少了设备投入费用。

（二）隔离

虚拟机实际上可共用计算机画面。即在同一台计算机显示器中显示各个计算机系统。此外，虚拟机所模拟的沙盒环境能够减少计算机病毒对主机的负面作用与侵害。假设物理服务器当中拥有大量虚拟机，这些虚拟机如果出现崩溃不会对其他虚拟机造成负面影响。

（三）独立硬件

虚拟机拥有完全独立于物理硬件的系统、软件。在操作中，用户能够为虚拟机和底层硬件配置对应的配置，发挥硬件组件应有的作用。同一个物理服务器中的虚拟机甚至可以操作不同类型的系统。比如同一台设备可以同时操作Linux与Windows。除此之外，虚拟机软件还能在操作系统中打造多台计算机。

基于以上特点，虚拟机能够很好地规避操作带给整个校园网系统的影响和问题。并且，虚拟机还可以为学生提供更多的实践条件、实践机会。学生边操作边学习知识，可在同一个显示器中对比不同操作带来的问题，能够加深学生对网络安全技术的理解。

三、高职教学中的虚拟机技术应用

高职计算机网络安全教育需意识到，高职教育本就是应用技术教育，故需要提高实践课时比例，处理好知识实用性、碎片化问题。

（一）整理命名文件

如果需要启动很多虚拟机，实体机有非常大的内存，且屏幕足够大，那么屏幕展示画面时就需要考虑是否混乱。对此的解决办法是，提前分类规划这些虚拟机名称，这样在启动虚拟机时，就能做到收放自如、轻松操作。教学前，教师需要先明确教学任务与目标，合理安排、规划教学内容，使学生能更加便利地参与到难题询问、内容回顾中，可以帮助学生更加轻松的整理、复习测试内容。

（二）打造实训平台

利用虚拟计算机打造网络安全攻防实训平台，需要用到云计算技术，将所需要学习的内容划分为不同模块，由学生自行在实践中做技术交流。当然，该平台也能以互动平台的身份、角色出现。在实训中，课程是核心导向，按攻击对象、按攻击方法维度分类课程知识。以攻击方法划分可以得到网络欺骗、密码破解、木马病毒、信息收集等要素;以攻击对象划分能够得到防火墙、交换器、应用平台、操作系统等众多实验指导模块。在实训平台中，教师能完成对所有参与试验的学生和虚拟机的监控，了解虚拟机运转情况，流量情况抓取，获知教学问题。

（三）根据学生条件讲解基礎知识

对学生学习来说，初次接触到理论知识、计算机安全教学内容时，所需要考虑的知识是非常复杂、深奥的。使用虚拟机学习知识时，教师必须将这一因素考虑在内，绝不能过度期待学生最后的考试成绩。教师应立足学生实际，手把手教学操作要素，详细讲解注意事项与操作方式，使学生能够清晰了解网络安全追求，不断提升自己的实践能力。例如，嘲络安全攻击技术是网络安全技术的重要内容。在讲解这部分知识时，教师要先行调查与了解学生对该课内容的理解，包括恶意代码、网络隐身、网络后门、网络入侵、网络监听等要素。随后细致化地讲述知识，用虚拟机为学生演示相关知识，包括如何应对木马病毒的侵入，帮助学生辨认各种恶意代码，使学生掌握黑客攻击手段、攻击方法、木马与病毒工作原理。

（四）理论实践互动

虚拟机在课堂教学中的应用需要搭配传统教学方式，这样才能获得更好的教学成果。二者的充分结合与统一使用能够深度、透彻分析教学内容。教学中，教师需要搭配网络操作、网络延时，增强教学说服力，使学生更好地理解所学知识。该过程能充分锻炼学生的综合技能、想象力与操作水平，可帮助学生理解知识。

（五）设置竞赛

为满足学生的网络操作要求，教师可采取技能竞赛模式，用攻防较量、攻防比赛的方法强化训练，使学生产生强烈的学习积极性。教师可先将学生分为两组，一组学生负责开发和设计木马病毒，另一组学生在平时不断复习和巩固所学的网络安全知识。并在每个月、每个学期开设数次竞赛活动。学生在虚拟机中操作自己的木马和程序，负责应对的学生同样用虚拟机处理与消除病毒。教师要做好学生的网络入侵、网络隐身、木马放置、网络攻击、网络监听、网络扫描情况记录，并将之作为学生平时的学习成绩参考因素。

四、网络安全教学需注意的问题

（一）软件选择

当前可用的虚拟机软件有非常多的种类，在选择中，高职院校需要先确定一台实体计算机，随后启动多台虚拟计算机软件。需说明的是，虚拟机需要做到能够承担起存储足量实体计算机系统资源的能力，并且，在操作中需要经常重新启动，为的是确保教学足够流畅。虚拟机软件的挑选应选用有高稳定性、功能整体较强的软件，为计算机网络教学、安全教学奠定基础，提供帮助。

（二）数量规划

在实践中，应先规划好所需要用到的虚拟机数量，保障硬盘分区中每一台虚拟机都有足量的硬盘空间用于存储影像文件。除此之外，所有虚拟机实际上都是宿主主机的系统软件，如果安装过多的系统软件，就有可能出现学生实验中设备损坏问题，该现象会引起的设备损失，增加课程投入，还会加剧设备维护工作量，不利于课程的有序进行。

（三）实体机检查

必须说明的是，决定操作中能够同时启动多少台虚拟机的因素是实体机的容量能力。故选择虚拟机软件前，需要确定实体机的内容容量，在特定范围中，扩充内存，保障虚拟机内存足以支撑实体及系统内存的容纳要求。检查实体机时，必须确保实体机有安装网卡，当然有些主机有安装网卡却并没有联网。不同情况需要用到不同的处理方式，网卡没联网就需要在主机中安装与配置虚拟网卡。实验环境与教学环境中，实体机已安装网卡且联网，就可以用主机的网卡。

五、结束语

作为高职院校的核心课程，计算机网络安全课程实现了综合性、实践性、运用性为一体。在国内教育事业不断进步的今天，我们有必要不断创新教学形式，调整教育方式、教育理念，推动社会的进步与发展。在虚拟机技术的指挥下，缓解场地不足、实验设备不足问题，全方位提升实验设备的合理性、安全性。利用该过程降低实验室管理难度，带给学生更加趣味化、丰富化的实训内容，在控制经费的同时，提高实训乐趣。高职计算机网络教学需要发挥与体现虚拟机技术的作用，提高教师备课、讲课的效率，实现对传统教学模式的革新，在保障教学质量的同时，减少设备损坏及投资损失，体现高职教育的实用性价值。

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