郭文川

摘要：對(duì)于網(wǎng)絡(luò)安全課程來說，理論與實(shí)踐同等重要。因此，必須將課程的理論部分和實(shí)踐操作有效結(jié)合起來，為網(wǎng)絡(luò)安全課程教學(xué)有效地開展創(chuàng)造必然條件。有利于符合社會(huì)需求的網(wǎng)絡(luò)安全專業(yè)人才的培養(yǎng)，讓學(xué)生能夠?qū)W以致用。該文立足網(wǎng)絡(luò)安全課程教學(xué)現(xiàn)狀，深入研究了在網(wǎng)絡(luò)安全理論和實(shí)踐教學(xué)的虛擬網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。運(yùn)用虛擬網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，使網(wǎng)絡(luò)安全實(shí)驗(yàn)在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備不足的情況下能夠順利進(jìn)行，對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全理論教學(xué)起到極大地積極作用。

關(guān)鍵詞：虛擬機(jī)；虛擬網(wǎng)絡(luò)環(huán)境；模擬器；網(wǎng)絡(luò)安全

中圖分類號(hào)：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：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(luò)技術(shù)，在各領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。網(wǎng)絡(luò)安全已然成為網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的重要保障，計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)專業(yè)人員的必備素質(zhì)要求掌握網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)能力。，國內(nèi)高校紛紛開設(shè)網(wǎng)絡(luò)安全課程，在這其中加入虛擬機(jī)軟件的應(yīng)用，來訓(xùn)練和提高學(xué)生的網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)水平，使學(xué)生能夠更好地適應(yīng)實(shí)際工作的需要。

1 目前網(wǎng)絡(luò)安全課程教學(xué)的發(fā)展情況

教授計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)專業(yè)課程時(shí)，應(yīng)用各種網(wǎng)絡(luò)工具、掌握網(wǎng)絡(luò)管理、測(cè)試和網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)占有非常重要的地位。但是，目前的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境還不能完全實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)，在這其中網(wǎng)絡(luò)安全教學(xué)的影響尤為顯著。主要原因就是大多數(shù)的計(jì)算機(jī)還沒有實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)，并且網(wǎng)絡(luò)安全實(shí)驗(yàn)將會(huì)給系統(tǒng)帶來嚴(yán)重的損害。

為了迎合社會(huì)發(fā)展的需求，在網(wǎng)絡(luò)安全課程教學(xué)中，為了構(gòu)建良好的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境，可以使用虛擬機(jī)技術(shù)，利用VMW are虛擬機(jī)軟件進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)。構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)安全教學(xué)的模擬平臺(tái)可以使用一臺(tái)真實(shí)的計(jì)算機(jī)，并使其運(yùn)行多個(gè)虛擬計(jì)算機(jī)，先將一套操作系統(tǒng)安裝在一臺(tái)計(jì)算機(jī)上，可以制作出一套作為網(wǎng)絡(luò)安全的攻擊對(duì)象的虛擬操作。所有的操作都可以在一臺(tái)沒有任何網(wǎng)絡(luò)連接的獨(dú)立系統(tǒng)上進(jìn)行，使用教室的多媒體設(shè)備可以將其完全顯現(xiàn)出來。教師可以利用現(xiàn)實(shí)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中多點(diǎn)之間的關(guān)系，進(jìn)行各種網(wǎng)絡(luò)操作、管理和安全工具的教學(xué)工作。

2 虛擬機(jī)軟件

虛擬機(jī)（VM）軟件可以使多個(gè)操作系統(tǒng)在單個(gè)物理服務(wù)器上同時(shí)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)底層硬件的有效使用。利用虛擬機(jī)軟件，可以為系統(tǒng)劃分出一段存儲(chǔ)區(qū)域，這是中央處理芯片在發(fā)揮作用。能夠?qū)崿F(xiàn)操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序的安全運(yùn)行。即使某虛擬機(jī)中的程序被凍結(jié)，也不會(huì)影響到虛擬機(jī)外的程序和系統(tǒng)的正常運(yùn)行。驅(qū)動(dòng)控制硬件資源有著重要的作用，它在真實(shí)計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)組成中能夠?qū)⑻囟ㄔO(shè)備控制語言由系統(tǒng)指令中轉(zhuǎn)變過來。

如果在設(shè)備所有權(quán)獨(dú)立的情況下形成驅(qū)動(dòng)，多個(gè)操作系統(tǒng)不能并發(fā)運(yùn)行在單個(gè)計(jì)算機(jī)上。但是利用虛擬機(jī)，卻能夠?qū)崿F(xiàn)這個(gè)目標(biāo)。虛擬化過程不會(huì)影響高層應(yīng)用，只是采用低層設(shè)備資源重定向交互作用的原理。虛擬化設(shè)備構(gòu)成了虛擬機(jī)，其中的虛擬硬件也是相對(duì)應(yīng)的?？蛻舨恍枰峁┤魏谓换プ饔玫木W(wǎng)絡(luò)適配器的支持，就可以在虛擬機(jī)上運(yùn)行操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序。虛擬服務(wù)器是一種物理以太網(wǎng)中的軟件仿真設(shè)備。由于虛擬技術(shù)不但可以運(yùn)用到整合服務(wù)器中，就連Windows 2003的升級(jí)行動(dòng)也可以采用，甚至是在需求正在不斷增長(zhǎng)的防止黑客、蠕蟲等威脅性質(zhì)的軟件測(cè)試中都普遍被應(yīng)用。

從一臺(tái)電腦的硬盤和內(nèi)存中虛擬出的多臺(tái)機(jī)器，互相不會(huì)打擾，能夠?qū)崿F(xiàn)操作系統(tǒng)的獨(dú)立運(yùn)行。每臺(tái)虛擬機(jī)的CMOS硬盤和操作系統(tǒng)都是獨(dú)立的個(gè)體，可以對(duì)其進(jìn)行很多操作，例如軟件應(yīng)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(gè)網(wǎng)絡(luò)。刪除已經(jīng)崩潰的虛擬系統(tǒng)不會(huì)影響對(duì)原本計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行。虛擬機(jī)（VM）軟件不同于其他軟件的地方就是在Windows和L roux主機(jī)的平臺(tái)上也可以安全運(yùn)行。虛擬機(jī)（VM）軟件非常有利與教學(xué)活動(dòng)的開展。

“虛擬機(jī)”軟件VMW are，就能夠?qū)崿F(xiàn)多臺(tái)虛擬機(jī)環(huán)境存在于一個(gè)操作系統(tǒng)，并且可以另一臺(tái)物理機(jī)器同時(shí)運(yùn)行多個(gè)操作系統(tǒng)。VMW are的運(yùn)行平臺(tái)可以叫做主機(jī)，VMW are的運(yùn)行系統(tǒng)可以叫做客戶機(jī)。主機(jī)是客戶機(jī)的完整的系統(tǒng)。每個(gè)客戶機(jī)都是主機(jī)的應(yīng)用軟件之一。VMW are成功地避免了“多啟動(dòng)”系統(tǒng)無法同時(shí)運(yùn)行多啟動(dòng)系統(tǒng)，系統(tǒng)切換必須通過重新啟動(dòng)實(shí)現(xiàn)的缺陷。VMW are虛擬軟件在硬件設(shè)備和物理空間上不會(huì)過多的占用，使用起來更加便利、安全可靠，給網(wǎng)絡(luò)安全實(shí)驗(yàn)帶來了有利條件。

針對(duì)虛擬機(jī)軟件在網(wǎng)絡(luò)安全試驗(yàn)中的應(yīng)用，下面將進(jìn)行具體分析。

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

點(diǎn)擊主機(jī)的Sniffer，進(jìn)入主界面，對(duì)于抓取數(shù)據(jù)包的類型要提前設(shè)置。找到抓包過濾器窗口，點(diǎn)擊Address選項(xiàng)卡，從下拉列表中，選擇IP的抓包類型，找到Station 1，并且將主機(jī)的護(hù)地址輸入。主機(jī)選擇172.18.25.118的IP地址，找到Station 2，同時(shí)將虛擬機(jī)的護(hù)地址輸入進(jìn)去，將虛擬機(jī)的IP地址設(shè)置為172.18.25.10。然后，找到這個(gè)窗口的Advanced選項(xiàng)卡并單擊鼠標(biāo)，打開后，可以看到IP和UDP兩項(xiàng)，在TCP下面可以找到FTP和Te lnet2，將其輸入。 設(shè)置好了Sniffer抓包過濾器之后，使用鼠標(biāo)單擊Start菜單項(xiàng)，點(diǎn)擊抓包選項(xiàng)，選擇主機(jī)DOS窗口下的Ping虛擬機(jī)，完成指令后，在工具欄上，點(diǎn)擊停止，再選擇分析按鈕，就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)窗口，單擊Decode，在兩臺(tái)計(jì)算機(jī)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(hù)報(bào)頭的所有屬性都會(huì)在報(bào)頭里被顯示出來，達(dá)到理論與實(shí)踐的統(tǒng)一。TCP能夠使兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)主機(jī)可以進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通訊工作。建立起兩個(gè)TCP主機(jī)的相互會(huì)話后，才能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)的互換。

2）“冰河”木馬遠(yuǎn)程控制軟件的應(yīng)用

利用“冰河”木馬進(jìn)行遠(yuǎn)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?！氨印卑?wù)器端和客戶端兩個(gè)程序文件。利用客戶端文件能夠遠(yuǎn)程控制計(jì)算機(jī)上執(zhí)行的服務(wù)器端文件?？梢栽谡鎸?shí)主機(jī)上（護(hù)為172.10.25.110）上進(jìn)行試驗(yàn)，安裝服務(wù)器程序后，可以做端口連接和密碼連接等方面的連接設(shè)置。將會(huì)有對(duì)話框出現(xiàn)，點(diǎn)擊并設(shè)置服務(wù)器端程序，將訪問口令輸入服務(wù)器端程序并單擊確定，完成操作以后，可以在主機(jī)上安裝“冰河”的服務(wù)器。在這之后，主機(jī)上的任何系統(tǒng)都毫無反應(yīng)，表示注冊(cè)表實(shí)際上已經(jīng)被改變，進(jìn)而可以明確目標(biāo)主機(jī)已經(jīng)中了“冰河”木馬，來服務(wù)器端程序的連接也可以通過客戶端程序得以實(shí)現(xiàn)。在虛擬機(jī)上（護(hù)為172.10.25.109）運(yùn)行客戶端程序，并將主機(jī)的地址信息輸入到客戶端，實(shí)現(xiàn)對(duì)主機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，并且能夠輕松得到該計(jì)算機(jī)中的基本信息。

3）系統(tǒng)用戶掃描

教學(xué)中，教師可以利用工具軟件進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)攻擊的模擬，教會(huì)學(xué)生防范黑客攻擊具體措施。下面，將對(duì)Ge NTU sex工具軟件的應(yīng)用進(jìn)行分析和研究。模擬對(duì)IP地址為172.18.25.109的計(jì)算機(jī)進(jìn)行掃描，就可以先在主機(jī)上啟動(dòng)Ge NTU sex，將該計(jì)算機(jī)添加到掃描列表中，選擇菜單File下的菜單項(xiàng)“添加主機(jī)”，在目標(biāo)計(jì)算機(jī)中設(shè)置IP地址，對(duì)方的用戶列表就可以顯示出來。在端口進(jìn)行掃描時(shí)可以使用工具軟件，這樣對(duì)方的計(jì)算機(jī)中打開的所有操作端口都可以顯現(xiàn)出來。

3 網(wǎng)絡(luò)安全課程教學(xué)中的虛擬機(jī)軟件的作用

網(wǎng)絡(luò)安全課程教學(xué)中的虛擬機(jī)軟件的使用，可以模擬各種網(wǎng)絡(luò)攻擊和入侵以及使用相應(yīng)的安全工具。因此使用虛擬機(jī)軟件，對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全課程教學(xué)能夠起到促進(jìn)作用。

第一，使教學(xué)手段更加豐富，使理論教學(xué)效果更加有效，可以在教室的屏幕上，而不是實(shí)驗(yàn)室非常直觀地進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)。

第二，對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全試驗(yàn)順利進(jìn)行起到促進(jìn)作用。虛擬機(jī)軟件在模擬網(wǎng)絡(luò)攻擊時(shí)，即使系統(tǒng)崩潰也可以直接刪除軟件，不會(huì)給主機(jī)帶來任何不利影響，有效地促進(jìn)了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)穩(wěn)定安全的操作和運(yùn)行。

第三，有利于提高實(shí)踐教學(xué)水平。虛擬機(jī)軟件的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了每個(gè)學(xué)生都可以使用搭建連接網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算機(jī)，充分利用了有限的教學(xué)資源，創(chuàng)造了良好的教學(xué)環(huán)境。

4 結(jié)束語

虛擬機(jī)軟件使教師的教學(xué)內(nèi)容和方式不再單一枯燥，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)安全課的傳統(tǒng)教學(xué)環(huán)境得以改善，是學(xué)生能夠?qū)⒄n本的知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐中去，加深對(duì)原理的理解。該軟件還可以運(yùn)用于操作系統(tǒng)和多媒體編程等等其他專業(yè)課的教學(xué)中，它有利于學(xué)生加強(qiáng)對(duì)系統(tǒng)操作的能力。虛擬機(jī)軟件為我國資源短缺的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的現(xiàn)狀注入了新活力，還會(huì)給我們的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教育帶來新的動(dòng)力。

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