2024年3月14日发(作者：)

visual pc在高职网络安全实训课程中的应用

摘要：针对目前计算机网络安全实践教学中普遍存在的设备及场

地不足、硬件损坏等问题，提出了一种Visual pc虚拟机技术的

解决方法，该方法挖掘了现有设备的潜力，提高了设备的利用率，

可在一定程度上使上述问题得到缓解，并能够增加学生的实践动

手机会,加深学生对网络安全相关理论的巩固。

关键词：Visual pc；虚拟机；网络安全；实训课程；应用

学校学生越来越多，加上经费不足，导致实训室的建设远根

不上课程开设的需要。某些网络安全实验，如木马入侵、网站攻

击，病毒测试等破坏性实验，在一般的机房中无法进行。一些跨

系统的网站攻防原理及技巧，无法在课堂上演示，学生也无法通

过普通实验更进一步加深理解。

高职学院在国家投资较少的情况下,要投资大量资金新建计

算机网络安全实验室是不现实的,如何要解决上述矛盾呢?应用

虚拟计算机（以下简称虚拟机）就能使矛盾迎刃而解。

2虚拟机及虚拟机软件

虚拟机是指一台在物理计算机上虚拟出来的独立的逻辑计

算机，其实质是将两台甚至更多台电脑的任务集于一台电脑，故

而其对计算机硬件的要求比较高，主要体现在CPU、硬盘和内

存上。虚拟机软件的出现，能够在一台物理计算机上能虚拟出多

台计算机，进而为学生学习不同操作系统、软件测试、在单机环

境下学习和实践如何组建网络提供了必要的条件。目前建立虚拟

机和构建虚拟网络的工具软件主要有VIRTUAL PC和VMware，

笔者选择的用微软的VIRTUAL PC来构建虚拟机系统，主要原

因其操作很简单，适合初学者。

2.1虚拟机的优点

虚拟机有如下优点：①一般不会损坏物理机（本机）的操作

系统和软件，因虚拟机的硬盘通常是物理机上的一个文件，虚拟

机在硬盘上的操作只在这个文件上进行；②可同时在同一台PC

上运行多个操作系统，每个OS都有自己独立的一个虚拟机，就

如同网络上一个独立的PC；③可在单机上组建网络，可以模拟

服务器和客户机模式，方便进行网站入侵实验；④容易安装和备

份，可在虚拟机上容易地安装不同的操作系统然后备份，使用这

些备份可更快速地安装其他虚拟机。

2.2虚拟机的运行机制

虚拟机是相对于物理上实际存在的计算机而言的,是具

有真实计算机全部功能的虚拟计算机,包含BIOS、CPU、内存、

硬盘、软盘、显卡、网卡等完整的硬件系统；在真实计算机上可

以使用的资源,在同样系统环境下的虚拟机中也可以使用。在虚

拟机中,所有的虚拟硬件都是由虚拟机软件利用某台真实的计算

机上的物理硬件虚拟出来的,使用方法与真实计算机一样,且可以

自行设置的条件更多。由于直接使用了X86的保护模式,提供了

对系统硬件的访问能力,虚拟机在性能上有十分出色的表现。它

可以在一台X86微机上同时、并行地运行多个不同的操作系统,

或者同一个操作系统的不同版本,包括Linux、W2000/XP/2003等。

并且在多个操作系统同时运行的情况下,其中一个操作系统的崩

溃并不影响其他正在运行的系统。

3虚拟机软件VIRTUAL PC功能简介

PC机上的多操作系统安装，在任一时刻，只能运行其中

的一个系统，如果想切换到其它系统，必须重新启动机器。而在

虚拟机环境下，多个操作系统可以同时运行，人们可以与对待标

准的Windows应用程序那样在多个操作系统之间来回切换，而

不需要重新启动机器。

VIRTUAL PC和VMware相比具有以下优点：①微软出

品，在windows系列的系统下运行稳定性和兼容性都是一流的。

②免费的。VMware可不是免费的，大部分人在用破解的。③继

承了微软一官的操作简单实用的原则。4VIRTUAL PC虚拟机在

高职网络安全实训课程中的应用网络安全课程是一门涉及面非

常广的多学科交叉课程，同时也是一门实践性很虽的课程，通过

虚拟技术实验，有利于学生对课程相关的理念概念的理解，提高

学生的学习兴趣，由被动学习转化学主动学习。下面就VIRTUAL

PC虚拟机在网络安全实训课程中的几个应用，谈下体会。

4.1入侵检测技术

在实验中可以通过启动一台windows 2000 server虚拟机加

装入侵检测软件Snort,组建基于Web的入侵检测系统，把物理机

和虚拟机进行网络连通。通过对捕获的数据包进行分析，从而加

深对入侵检测技术的感性认识。

4.2黑客攻防技术

在实验中可以通过两台虚拟机模拟在多个不同系统平台中

的黑客攻防实验，包括漏洞扫描实验、缓冲区溢出攻击实验、

sniffer嗅探未加密的网站用户名和密码、ARP病毒的攻击与防范

实验等;通过这些实验可以让学生亲自体验到网络安全技术的应

用技巧，提高防范意识。

4.3病毒攻防技术

在实验中可以通过两台虚拟机，一台作为攻击主机，另一台

作为目标主机，在攻击方主机上传木马病毒，对目标主机发起攻

击，在被攻击主机观察系统进程和流量的变化，以及查杀木马操

作，使学生的病毒攻防技术显著提高。

4.4系统维护实验

若在一台计算机上执行诸如磁盘分区、格式化、安装操作系

统、Ghost备份与恢复等系统维护实验，将会破坏硬盘数据的完

整性，这在公用计算机实验室一般是不允许的。而我们完全可以

在虚拟机中进行这类破坏性比较大的实验，由于虚拟机对应的仅

是真实主机上的一个文件，在虚拟机中进行的任何操作都不会破

坏现有的硬盘分区和数据。如果不想在操作之后通过映像功能恢

复系统，还可以针对目标虚拟机创建克隆，克隆出来的虚拟机可

以随意操作，不用担心给被克隆的虚拟机带来什么影响，完成操

作之后直接删除克隆的虚拟机即可。要创建克隆，在目标虚拟机

的摘要页面上，点击“Clone this Virtual Machine”链接，打开克

隆向导，按提示操作即可依据目标虚拟机克隆出一个新的虚拟

机。

5结束语

本文提出了利用VIRTUAL PC搭建计算机网络安全实训

环境，虚拟机给实训教学提供了一个新的、有效的工具，虚拟机

实验环境很好地模拟了真实环境，在虚拟机上完成的实验效果等

同于在真实机器上完成的实验效果，完全符合教学要求和满足试

验意义。在虚拟环境下,学生可以放心地进行各种网络安全实验

操作，不用顾虑对主机系统的破坏，可以增加学生的实践动手机

会，加强学生的实践技能。利虚拟机技术搭建的虚拟网络安全实

验环境，在一定程度上不仅可以缓解当前实验设备和场地不足的

问题，提高实验设备的安全性和利用率，降低实验室的管理难度,

而且在不额外添加硬件设备的条件下，很好地满足了网络安全实

验课程多种环境的需求，保证了高职网络安全实训课程的正常开

展。

参考文献：

[1]马宜兴.网络安全与病毒防范[M].上海:上海交通大学出版

社,2009.

[2]刘羽.“虚拟机”技术在教学实验中的应用[J].桂林工学院

学报,2003（10）.

[3]陈伟.高校公共计算机机房多系统实验环境的构建[J].福

建电脑,2006（8）.

[4]段立娟,周艺华.网络安全课程教学研究与探讨[J].计算机

教育,2008(10).

[5]彭后生.高职院校开展研究性学习初探[J].职业教育研

究,2004（8）.

[6]何增颖.虚拟技术的实验教学应用[J].实验科学与技

术,2010（1）.

[7]王建军.虚拟机在高校计算机实践教学中的应用[J].软件

导刊,2008（9）.