虚拟机技术在计算机安全技术实验教学中的应用

虚拟机技术在计算机安全技术实验教学中的应用

杨秉睿

青海卫生职业技术学院 邮编： 810000

摘要：随着社会进步速度的加快，科技水平的提高为很多先进技术的产生和应用奠定了良好的基础。虚拟机技术是当前计算机安全领域的先进技术之一，具有广泛的应用范围。由于计算机网络本身具有一定的虚拟性质，出现安全隐患在所难免，从而对计算机使用造成影响。应用虚拟机技术能够最大程度复原计算机网络环境，从而拉近学生与计算机网络之间的距离，促进安全技术教学效果的改善。本文以虚拟机技术在实验教学中的应用展开探讨。

关键词：虚拟机技术；计算机安全技术；实验教学

引言：网络安全教学是计算机安全技术中重要的学科之一，课程涉及内容多而杂、逻辑性和抽象性较强，导致学生在学习和应用的过程中存在一定的困难，降低了教学实际效果。如果在已有网安平台上进行练习，又会导致学生对知识点的理解不深刻。如果能够将虚拟机技术应用于安全技术实验教学中，结合日常问题设计出实验场景，学生在不使用网安平台的情况下仍然可以实现独立环境的搭建。同时，虚拟机确保了真实性和具象性，带给学生更好的学习体验。

1. 虚拟机技术的基本情况

1. 研究背景

由于互联网本身存在的高效、快捷等特点，互联网技术的进步让众多社会事业享受到了其带来的发展成果，其核心就是计算机网络技术的应用和普及。也就是说，没有网络设备和网络协议，就不会有互联网的整体发展，也就没有其他衍生技术的进步。但是，由于使用人群规模扩大，导致安全问题越来越突出。因此，越来越多的院校和专业加大了对计算机网络的研究和教学力度。同时，研究力度加深也导致单纯的理论授课不再满足教学目标，必须要扩大实验教学的力度，以促进学生加深对知识的掌握。

2. 虚拟机技术的概念

针对计算机网络安全领域广泛存在的问题，虚拟机技术在一定程度上能够起到提供解决办法的作用。虚拟机作为安装在操作系统中的软件，性质类似于一个容器，可以安装多种操作系统，但不会影响计算机正常运行。当前运用最为广泛的虚拟机是VM ware，含有多种版本。利用这种软件，能够在同一台计算机当中运用多种虚拟机。同时在运行过程中，不同系统之间能够保证较为良好的独立性不会产生干扰。如果计算机实验需要联网操作，还可以随时并入多台虚拟机^[1]。

2. 虚拟机技术在教学中的具体应用

1. 合理配置虚拟机数量

在计算机安全技术的实验教学中，教师对虚拟机技术的应用要以实际情况为标准，合理配置虚拟机数量，从而避免过度占用资源。常规情况下，两台虚拟机就能保证普通的实训教学需求，如果设置了过多的虚拟机，就会严重影响计算机运行的速度，降低教学效果。参照实际主机的系统安装虚拟机并匹配虚拟软件，以网络桥接的方式实现虚拟机并入教学网络中，就能够达到模拟计算机网络环境的目的。在机房的选择方面，教师要确保足够的配置，防止教学中出现系统卡顿等情况。

2. 结合具体的教学内容

实验教学中对虚拟机技术的应用，需要教师以具体教学内容为主，并灵活运用虚拟机。例如涉及到“黑客工具及使用”等内容时，教师可利用PPT等课件系统呈现黑客使用的工具，以及所涉及到的基础知识、工具种类、危害等内容。然后教师运用虚拟机技术按步骤进行实验操作，从而让学生对黑客工具拥有更加直观的了解。教师要根据学生的实际教学状况安排回放或重复的功能，从而开展答疑解惑。教师可以从学生学习生活实际出发，引导学生讨论如何预防黑客攻击。

3. 融合网络实验的细节

网络安全教学实践性特别强，所学的知识都是为了实验操作的更好开展，由于过去一些传统因素的影响，实验教学开展情况不好，教学效果有限，学生参与网络实验的次数和机会都很少。通过运用虚拟机技术，能够为学生创造真实的计算机网络环境，从而有助于让学生掌握重点难点。在教师的引导下，学生以合作的方式结合所学知识与操作，融入网络实验的细节，促使学生自主学习，解决问题，完成对知识框架的搭建。教师要注重对学生积极性的调动，促进班级共同发展。

例如在“黑客工具使用”相关的知识中，应用程序为学生提供虚拟机显示器，学生自由选择黑客工具攻击系统，从而真实体会计算机网络环境遭受攻击的氛围，了解其危害性。完成实验后，教师指导学生找到虚拟机对应的源文件，删除后即可恢复正常使用状态，防止学生在学习时系统遭到黑客攻击，从而对教学造成影响。

4. 做好教学和评价改革

教师在教学中起主导作用，授课水平高低影响学生的学习效果，因此，教师要不断学习，充实自己，从而始终能够担得起这门课程的教学任务。同时，对于计算机安全技术这类课程要注重考察整体学习效果的目的，不断改进考核方式。要逐步实现从试卷考评到实验操作考评的转变，在考核的过程中充分锻炼学生能力，从而达到教学的各项目标^[2]。

3. 运用虚拟机技术的注意事项

1. 软件选择做好把关

目前，在教学过程中可使用的虚拟机软件种类较多，选择范围较大。学校在选择虚拟软件时，首先要确定自身的实体机能够开启多台虚拟机软件。教师需要注意，虚拟机必须能够承担与实体机存储相同资源。如果在实验过程中需要重新启动虚拟机，还需要把关虚拟机和模拟器的稳定性和整体性是否足够强大，从而确保教学的流畅性，为学生更好掌握知识奠定基础。

2. 做好数量规划和实体机检查

上文提到，在实践操作过程中，教师需要提前规划好需要使用的虚拟机数量，从而使得硬盘分区当中的每一台虚拟机都能具备足够教学使用的存储空间。同时需要注意的是，虚拟机实际上是计算机的系统软件，如果安装过多，就会导致损坏，增加授课成本。实体机的容量决定在授课过程中能够同时开启虚拟机的数量。教师若想确保在安全技术实验教学过程中，能够流畅使用虚拟机技术，就要提前对实体机的容量进行检查，并确保安装了网卡，从而确保联网操作正常运行。对于没有安装网卡的计算机，要根据实际情况灵活采取解决方式。如果安装了网卡但没有联网，就要在实体机中安装相应的虚拟网卡^[3]。

结束语：计算机安全技术作为计算机学科教学的重点内容，虚拟机技术是十分重要的。在实验教学中教师要合理设计，灵活运用，并调动学生的积极性，消化重点难点，高效答疑解惑。

参考文献：

[1]周跃.虚拟机技术在高职计算机网络安全教学中的应用[J].信息与电脑(理论版),2021,33(08):245-247.

[2]王晓衬,康利娟.浅谈虚拟机技术在计算机网络安全教学中的应用[J].计算机产品与流通,2019(02):241+243.

[3]刘芹,潘大勇.基于虚拟机技术的计算机网络实验教学探讨[J].中国新通信,2018,20(03):199-200.