網(wǎng)絡安全課程教學中的虛擬機軟件分析

郭文川

摘要：對于網(wǎng)絡安全課程來說，理論與實踐同等重要。因此，必須將課程的理論部分和實踐操作有效結合起來，為網(wǎng)絡安全課程教學有效地開展創(chuàng)造必然條件。有利于符合社會需求的網(wǎng)絡安全專業(yè)人才的培養(yǎng)，讓學生能夠學以致用。該文立足網(wǎng)絡安全課程教學現(xiàn)狀，深入研究了在網(wǎng)絡安全理論和實踐教學的虛擬網(wǎng)絡環(huán)境。運用虛擬網(wǎng)絡環(huán)境，使網(wǎng)絡安全實驗在網(wǎng)絡設備不足的情況下能夠順利進行，對網(wǎng)絡安全理論教學起到極大地積極作用。

關鍵詞：虛擬機；虛擬網(wǎng)絡環(huán)境；模擬器；網(wǎng)絡安全

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2015）21-0093-02

Analysis of Virtual Machine Software in the Course of Network Security

GUO Wen-chuan

（Fujian Electric Vocational and Technical College， Quanzhou 362000， China）

Abstract： In the course of network security， theory and practice are equally important. Therefore， it is necessary to combine the theoretical part of the course and the practical operation to create the necessary conditions for the effective development of network security. Is conducive to the cultivation of network security professionals meet the needs of the community， so that students can learn in order to practise. Based on the current situation of network security， this paper studies the virtual network environment in the theory and practice of network security. Using the virtual network environment， the network security experiment can be carried out smoothly in the network equipment.

Key words： virtual machine； virtual network environment； simulator； network security

迅速發(fā)展的網(wǎng)絡技術，在各領域得到廣泛的應用。網(wǎng)絡安全已然成為網(wǎng)絡建設的重要保障，計算機和網(wǎng)絡專業(yè)人員的必備素質要求掌握網(wǎng)絡安全技術能力。，國內(nèi)高校紛紛開設網(wǎng)絡安全課程，在這其中加入虛擬機軟件的應用，來訓練和提高學生的網(wǎng)絡安全技術水平，使學生能夠更好地適應實際工作的需要。

1 目前網(wǎng)絡安全課程教學的發(fā)展情況

教授計算機網(wǎng)絡專業(yè)課程時，應用各種網(wǎng)絡工具、掌握網(wǎng)絡管理、測試和網(wǎng)絡安全技術占有非常重要的地位。但是，目前的實驗教學環(huán)境還不能完全實現(xiàn)這些目標，在這其中網(wǎng)絡安全教學的影響尤為顯著。主要原因就是大多數(shù)的計算機還沒有實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)，并且網(wǎng)絡安全實驗將會給系統(tǒng)帶來嚴重的損害。

為了迎合社會發(fā)展的需求，在網(wǎng)絡安全課程教學中，為了構建良好的實驗教學環(huán)境，可以使用虛擬機技術，利用VMW are虛擬機軟件進行教學活動。構建網(wǎng)絡安全教學的模擬平臺可以使用一臺真實的計算機，并使其運行多個虛擬計算機，先將一套操作系統(tǒng)安裝在一臺計算機上，可以制作出一套作為網(wǎng)絡安全的攻擊對象的虛擬操作。所有的操作都可以在一臺沒有任何網(wǎng)絡連接的獨立系統(tǒng)上進行，使用教室的多媒體設備可以將其完全顯現(xiàn)出來。教師可以利用現(xiàn)實網(wǎng)絡環(huán)境中多點之間的關系，進行各種網(wǎng)絡操作、管理和安全工具的教學工作。

2 虛擬機軟件

虛擬機（VM）軟件可以使多個操作系統(tǒng)在單個物理服務器上同時運行，實現(xiàn)底層硬件的有效使用。利用虛擬機軟件，可以為系統(tǒng)劃分出一段存儲區(qū)域，這是中央處理芯片在發(fā)揮作用。能夠實現(xiàn)操作系統(tǒng)和應用程序的安全運行。即使某虛擬機中的程序被凍結，也不會影響到虛擬機外的程序和系統(tǒng)的正常運行。驅動控制硬件資源有著重要的作用，它在真實計算機操作系統(tǒng)組成中能夠將特定設備控制語言由系統(tǒng)指令中轉變過來。

如果在設備所有權獨立的情況下形成驅動，多個操作系統(tǒng)不能并發(fā)運行在單個計算機上。但是利用虛擬機，卻能夠實現(xiàn)這個目標。虛擬化過程不會影響高層應用，只是采用低層設備資源重定向交互作用的原理。虛擬化設備構成了虛擬機，其中的虛擬硬件也是相對應的?？蛻舨恍枰峁┤魏谓换プ饔玫木W(wǎng)絡適配器的支持，就可以在虛擬機上運行操作系統(tǒng)和應用程序。虛擬服務器是一種物理以太網(wǎng)中的軟件仿真設備。由于虛擬技術不但可以運用到整合服務器中，就連Windows 2003的升級行動也可以采用，甚至是在需求正在不斷增長的防止黑客、蠕蟲等威脅性質的軟件測試中都普遍被應用。

從一臺電腦的硬盤和內(nèi)存中虛擬出的多臺機器，互相不會打擾，能夠實現(xiàn)操作系統(tǒng)的獨立運行。每臺虛擬機的CMOS硬盤和操作系統(tǒng)都是獨立的個體，可以對其進行很多操作，例如軟件應用、分區(qū)、系統(tǒng)安裝、格式化，光是這些操作系統(tǒng)就可以聯(lián)成一個網(wǎng)絡。刪除已經(jīng)崩潰的虛擬系統(tǒng)不會影響對原本計算機系統(tǒng)的運行。虛擬機（VM）軟件不同于其他軟件的地方就是在Windows和L roux主機的平臺上也可以安全運行。虛擬機（VM）軟件非常有利與教學活動的開展。

“虛擬機”軟件VMW are，就能夠實現(xiàn)多臺虛擬機環(huán)境存在于一個操作系統(tǒng)，并且可以另一臺物理機器同時運行多個操作系統(tǒng)。VMW are的運行平臺可以叫做主機，VMW are的運行系統(tǒng)可以叫做客戶機。主機是客戶機的完整的系統(tǒng)。每個客戶機都是主機的應用軟件之一。VMW are成功地避免了“多啟動”系統(tǒng)無法同時運行多啟動系統(tǒng)，系統(tǒng)切換必須通過重新啟動實現(xiàn)的缺陷。VMW are虛擬軟件在硬件設備和物理空間上不會過多的占用，使用起來更加便利、安全可靠，給網(wǎng)絡安全實驗帶來了有利條件。

針對虛擬機軟件在網(wǎng)絡安全試驗中的應用，下面將進行具體分析。

1）在網(wǎng)絡安全的教學中，利用網(wǎng)絡嗅探器Sniffer抓包分析TCP /IP協(xié)議，使學生能夠全面掌握網(wǎng)絡通信過程和協(xié)議。

點擊主機的Sniffer，進入主界面，對于抓取數(shù)據(jù)包的類型要提前設置。找到抓包過濾器窗口，點擊Address選項卡，從下拉列表中，選擇IP的抓包類型，找到Station 1，并且將主機的護地址輸入。主機選擇172.18.25.118的IP地址，找到Station 2，同時將虛擬機的護地址輸入進去，將虛擬機的IP地址設置為172.18.25.10。然后，找到這個窗口的Advanced選項卡并單擊鼠標，打開后，可以看到IP和UDP兩項，在TCP下面可以找到FTP和Te lnet2，將其輸入。 設置好了Sniffer抓包過濾器之后，使用鼠標單擊Start菜單項，點擊抓包選項，選擇主機DOS窗口下的Ping虛擬機，完成指令后，在工具欄上，點擊停止，再選擇分析按鈕，就會出現(xiàn)一個窗口，單擊Decode，在兩臺計算機上數(shù)據(jù)包傳遞的過程都能看到。利用Sniffer，獲取Ping的數(shù)據(jù)包。護報頭的所有屬性都會在報頭里被顯示出來，達到理論與實踐的統(tǒng)一。TCP能夠使兩個網(wǎng)絡主機可以進行點對點的通訊工作。建立起兩個TCP主機的相互會話后，才能夠進行數(shù)據(jù)的互換。

2）“冰河”木馬遠程控制軟件的應用

利用“冰河”木馬進行遠程控制能夠有效地解決目前經(jīng)常出現(xiàn)的木馬攻擊帶來的困擾?！氨印蹦抉R程序在國內(nèi)最為著名。“冰河”包含服務器端和客戶端兩個程序文件。利用客戶端文件能夠遠程控制計算機上執(zhí)行的服務器端文件?？梢栽谡鎸嵵鳈C上（護為172.10.25.110）上進行試驗，安裝服務器程序后，可以做端口連接和密碼連接等方面的連接設置。將會有對話框出現(xiàn)，點擊并設置服務器端程序，將訪問口令輸入服務器端程序并單擊確定，完成操作以后，可以在主機上安裝“冰河”的服務器。在這之后，主機上的任何系統(tǒng)都毫無反應，表示注冊表實際上已經(jīng)被改變，進而可以明確目標主機已經(jīng)中了“冰河”木馬，來服務器端程序的連接也可以通過客戶端程序得以實現(xiàn)。在虛擬機上（護為172.10.25.109）運行客戶端程序，并將主機的地址信息輸入到客戶端，實現(xiàn)對主機進行遠程監(jiān)控，并且能夠輕松得到該計算機中的基本信息。

3）系統(tǒng)用戶掃描

教學中，教師可以利用工具軟件進行網(wǎng)絡攻擊的模擬，教會學生防范黑客攻擊具體措施。下面，將對Ge NTU sex工具軟件的應用進行分析和研究。模擬對IP地址為172.18.25.109的計算機進行掃描，就可以先在主機上啟動Ge NTU sex，將該計算機添加到掃描列表中，選擇菜單File下的菜單項“添加主機”，在目標計算機中設置IP地址，對方的用戶列表就可以顯示出來。在端口進行掃描時可以使用工具軟件，這樣對方的計算機中打開的所有操作端口都可以顯現(xiàn)出來。

3 網(wǎng)絡安全課程教學中的虛擬機軟件的作用

網(wǎng)絡安全課程教學中的虛擬機軟件的使用，可以模擬各種網(wǎng)絡攻擊和入侵以及使用相應的安全工具。因此使用虛擬機軟件，對網(wǎng)絡安全課程教學能夠起到促進作用。

第一，使教學手段更加豐富，使理論教學效果更加有效，可以在教室的屏幕上，而不是實驗室非常直觀地進行教學活動。

第二，對網(wǎng)絡安全試驗順利進行起到促進作用。虛擬機軟件在模擬網(wǎng)絡攻擊時，即使系統(tǒng)崩潰也可以直接刪除軟件，不會給主機帶來任何不利影響，有效地促進了計算機系統(tǒng)穩(wěn)定安全的操作和運行。

第三，有利于提高實踐教學水平。虛擬機軟件的應用，實現(xiàn)了每個學生都可以使用搭建連接網(wǎng)絡的計算機，充分利用了有限的教學資源，創(chuàng)造了良好的教學環(huán)境。

4 結束語

虛擬機軟件使教師的教學內(nèi)容和方式不再單一枯燥，計算機網(wǎng)絡和網(wǎng)絡安全課的傳統(tǒng)教學環(huán)境得以改善，是學生能夠將課本的知識運用到實踐中去，加深對原理的理解。該軟件還可以運用于操作系統(tǒng)和多媒體編程等等其他專業(yè)課的教學中，它有利于學生加強對系統(tǒng)操作的能力。虛擬機軟件為我國資源短缺的計算機網(wǎng)絡教學的現(xiàn)狀注入了新活力，還會給我們的計算機網(wǎng)絡教育帶來新的動力。

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