虛擬網(wǎng)絡(luò)環(huán)境在網(wǎng)絡(luò)安全教學(xué)中的運(yùn)用

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1利用GNS3與VMware搭建虛擬網(wǎng)絡(luò)環(huán)境

GNS3是一款優(yōu)秀的圖形化Cisco網(wǎng)絡(luò)模擬器，在網(wǎng)絡(luò)安全課程中，用它可以完成網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的模擬，而且這樣的操作和在真實(shí)的安全設(shè)備上實(shí)施完全一樣。GNS3是一款開源的網(wǎng)絡(luò)虛擬軟件，它可以適用于多種操作系統(tǒng)，在現(xiàn)有的學(xué)校機(jī)房中，很容易進(jìn)行軟件的安裝，并可以和其它網(wǎng)絡(luò)類的課程共用，這樣不但節(jié)省了教學(xué)資源，還可以讓學(xué)生體驗(yàn)與真實(shí)硬件平臺(tái)相同的學(xué)習(xí)環(huán)境。VMware是一個(gè)虛擬機(jī)軟件，它能夠在一臺(tái)真實(shí)的物理主機(jī)上運(yùn)行多個(gè)虛擬主機(jī)，這些虛擬主機(jī)可以像真實(shí)主機(jī)一樣安裝Windows、Linux或FreeBSD等多種類型的操作系統(tǒng)。利用VMware可以讓一臺(tái)機(jī)器實(shí)現(xiàn)一個(gè)局域網(wǎng)的功能，這大大節(jié)省了硬件設(shè)備和物理空間，且管理方便，安全性高。同時(shí)，虛擬主機(jī)上可以運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)安全實(shí)驗(yàn)需要的各種軟件工具，包括對(duì)操作系統(tǒng)具有破壞性的網(wǎng)絡(luò)安全工具，特別適合做網(wǎng)絡(luò)安全實(shí)驗(yàn)雖然網(wǎng)絡(luò)模擬器GNS3和虛擬機(jī)軟件VMware是兩款不同廠商的軟件，但兩者可以結(jié)合使用。要實(shí)現(xiàn)GNS3和VMware的結(jié)合應(yīng)用，僅需要將GNS3模擬的網(wǎng)云橋接到某個(gè)網(wǎng)絡(luò)適配器，同時(shí)將VMware模擬的計(jì)算機(jī)也橋接到這個(gè)網(wǎng)絡(luò)適配器即可，這臺(tái)運(yùn)行在VMware軟件上的虛擬計(jì)算機(jī)就這樣融入了GNS的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)體系，成為所搭建的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中對(duì)應(yīng)的一臺(tái)計(jì)算機(jī)或服務(wù)器。圖1顯示了利用GNS3和VMware搭建的一個(gè)虛擬網(wǎng)絡(luò)安全實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。在圖1中使用兩臺(tái)路由器模擬內(nèi)網(wǎng)和外網(wǎng)，ASA防火墻作為隔離內(nèi)部與外部網(wǎng)絡(luò)的安全設(shè)備，將運(yùn)行在VMware軟件上的Web服務(wù)器和GNS3中的模擬網(wǎng)云橋接到同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)適配器，并將該網(wǎng)云連接到ASA的DMZ區(qū)域，這樣便實(shí)現(xiàn)了利用一臺(tái)主機(jī)完成網(wǎng)絡(luò)安全實(shí)驗(yàn)環(huán)境的搭建，為教師講授理論和學(xué)生在單機(jī)環(huán)境下學(xué)習(xí)和實(shí)踐提供了必要的條件，進(jìn)而為學(xué)生進(jìn)行課外實(shí)踐操作提供了保證。

2虛擬網(wǎng)絡(luò)環(huán)境在網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)中的應(yīng)用

網(wǎng)絡(luò)安全課程是一門綜合性很強(qiáng)的課程，其內(nèi)容涉及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、密碼學(xué)、操作系統(tǒng)等眾多理論與實(shí)踐知識(shí)，教師應(yīng)根據(jù)不同的授課內(nèi)容搭建相應(yīng)的虛擬網(wǎng)絡(luò)安全實(shí)驗(yàn)環(huán)境。下面以PAT（PortAddressTranslation，端口地址轉(zhuǎn)換）為例，驗(yàn)證虛擬網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的工作情況。根據(jù)課程內(nèi)容搭建的網(wǎng)絡(luò)安全實(shí)驗(yàn)環(huán)境如圖2所示。圖2中路由器Router1用于模擬內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的NAT路由器，路由器Router2用于模擬Internet路由器，同Router2相連的網(wǎng)絡(luò)云與虛擬機(jī)橋接到同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)適配器，該虛擬機(jī)安裝了WindowsServer2003操作系統(tǒng)并開啟了FTP服務(wù)。為使192．168．1．0／24網(wǎng)段內(nèi)的內(nèi)網(wǎng)用戶訪問Internet上的FTP服務(wù)器，需要在NAT路由器上配置PAT，使私有網(wǎng)段內(nèi)的用戶復(fù)用一個(gè)公網(wǎng)IP地址訪問Internet。在教學(xué)過程中，教師可以在講解完P(guān)AT的工作原理后利用該實(shí)驗(yàn)環(huán)境演示PAT的配置，這不僅會(huì)加深學(xué)生對(duì)PAT理論知識(shí)的理解，還可讓他們掌握該技術(shù)在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)工程中的配置實(shí)現(xiàn)。在虛擬網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中雙擊NAT路由器就可以進(jìn)入路由器的配置界面，完成PAT的配置操作，這種虛擬網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的配置方式和命令與實(shí)際環(huán)境中的配置方式和命令一致。通過該虛擬網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，學(xué)生既掌握了利用Windowsserver2003搭建FTP服務(wù)器的方法，又掌握了PAT的技術(shù)原理以及該技術(shù)在思科路由器上的配置實(shí)現(xiàn)方法，為教師講授和學(xué)生學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)安全相關(guān)技術(shù)創(chuàng)造了良好的條件。

3結(jié)語

網(wǎng)絡(luò)安全教學(xué)過程中，注重理論與實(shí)踐相結(jié)合，是提高教學(xué)質(zhì)量和培養(yǎng)應(yīng)用型人才的主要途徑。通過模擬器GNS3和虛擬機(jī)VMware的有機(jī)結(jié)合，教師可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)安全課程內(nèi)容搭建不同的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，為學(xué)生提供理論結(jié)合實(shí)際、實(shí)用性和針對(duì)性強(qiáng)的學(xué)習(xí)環(huán)境，有利于學(xué)生學(xué)以致用，培養(yǎng)分析問題、解決問題的能力，大大提高了理論和實(shí)踐教學(xué)的質(zhì)量和效果。當(dāng)然，為了保證學(xué)習(xí)效果，學(xué)生還需要接觸真實(shí)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，在實(shí)踐中掌握相關(guān)知識(shí)。虛擬網(wǎng)絡(luò)環(huán)境可以作為真實(shí)網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備的有效補(bǔ)充，使學(xué)生在設(shè)備不足的情況下或課堂之外完成網(wǎng)絡(luò)安全的實(shí)踐操作。

作者：尹淑玲單位：武昌理工學(xué)院