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网络攻击是制约计算机网络技术进一步发展和应用的重要因素。就目前来看,计算机网络防御策略求精有着多种技术方法,但这些技术方法防御的重点为访问控制方面或集中CPN策略求精方面,安全策略机制融合性不足,难以实现对计算机网络的全面保护,不利于防护效果的实现。基于以上,本文简要分析了计算机网络防御策略求精关键技术。
计算机网络防御策略涉及到的内容比较广泛,从不同的角度有着不同的划分。从层次方面来看,可以划分为高层防御策略、操作层防御策略及低层防御策略;从防御手段的角度来看,可以划分为入侵检测、毒软件、文件加密及网络监控等等[1]。网络攻击有着复杂化的特点,需要保护的网络信息众多,同时需要综合考虑网络信息的完整性、机密性和安全性等因素,因此,应当构建多层次和多元化的计算机网络防御策略体系,只有这样才能够实现全面的防护作用。
计算机网络防御策略对于保证计算机网络的安全性有着重要的意义。计算机网络防御策略求精指的是将求精规则与网络拓扑信息结合,适当采用防御策略,并实现高层策略向操作层策略的转换,提升防御策略的可操作性,从而优化防御效果[2]。在进行计算机网络安全防御及维护的过程中,不同的安全需求下需要采取的防御策略也有着一定的差异性,需要及时对防御策略进行优化调整,保证防御操作的高效性和快捷性,从而保证计算机网络系统运行的安全性和可靠性。由此可见,计算机网络防御策略求精是十分必要也是十分重要的。
计算机网络防御策略求精的本质就是实现网络拓扑信息与求精规则的有效整合,从而实现对高层防御策略向低层具体概念的转化,保证防御策略的可操作性,这个过程指的就是语义转换。在语义转换之后,能够将防御设备参数化信息转化为操作层的可执行策略,保证防御策略切实可行。以节点服务资源为基础,细化节点端口,获取配置曾主机、数据包、IP地址、进程及接口等相关信息。需要注意的是,所构建的计算机网络防御策略模型有着一定的条件限制,首先,从语法和语义上来看,选取的高层策略必须要保证正确,保证没有逻辑性的错误,这也是实现计算机网络防御策略求精实现的基础;第二,选用的多个高层策略之间不能相互矛盾,保证能够实现正常转化[3];第三,部署的策略要能够对区域网络中的所有机器设备进行掌控,保证防御策略的切实可行。
高层策略解析和操作层策略转化生成是计算机网络防御策略求精过程的两个重要模块:①高层策略解析模块:顾名思义,指的就是对高层策略的解析工作,对策略语法的策略语义进行分析,对策略语法的正确性和逻辑性进行判断,一般来说,主要通过lex/yacc来实现高层策略解析;②操作层策略转化生成:在高层策略解析完成后,通过网络拓扑信息与求精规则的有效整合来实现高层策略概念向操作层策略概念的转化,并组合输出。在计算机网络防御策略求精计算中,需要以信息库为基础,信息库主要包括两个组成部分,也是计算机网络策略求精实现的关键所在:①网络拓扑信息:指的是节点、角色、防御实体、防御手段、域等信息,这些网络拓扑信息能够反映出当前网络环境运行的具体情况和特征[4];②求精规则:求精规则是计算机网络防御策略求精需要遵循的规则,从本质上来讲,其是高层策略概念向操作层策略概念映射的构成。计算机网络防御策略求精算法主要包括两种,分别是转换算法与防御实体实例选择算法。对于转换算法来说,其过程如下:扫描匹配高层CND策略描述,如果高层CND策略描述匹配,则会将其在相应数据结构中进行存储。考虑高层策略中的概念,采用策略手段概念遵循手段、防御动作及实体等规则,采用源域或目标域概念,主要遵循节点或域的求精规则,获得节点集,采用角色概念,遵循角色和用户求精规则,漏洞类型、活动概念及事件类型等其他概念也有着相应规则。对于防御实体实例选择算法来说,则需要根据转换算法得到的信息进行计算,举例来说,如果求精算法得到非空用户概念集,则以用户概念规则为根据,对节点信息进行查找,得到NSD,之后以运算法则为基础得到源节点Snode,如果求精算法得到非空漏洞概念集或资源概念集,则查找节点信息,得到漏洞所在节点集NodeT,再以对应的计算方法计算目标节点TNode。
从本质上来讲,计算机网络防御策略求精就是抽象概念向具体概念转化的语义变换过程,为了解决语义不一致的问题,可建立语义模型,分为两个步骤:一是分析语义,即表现出语言的具体含义,其关键在于提取核心词,并对修饰词间语义关系进行分析,明确依存关系,以此来分析计算机网络防御策略的语义;二是语义建模,针对目标模型,建立计算机网络防御策略求精的语义模型,分析和说明概念模型的规范,在此过程中,如果是本体语义模型的建立,则需要对本体上下文关系及包含关系进行定义。总的来说,即针对不同访问控制模型建立不同的计算机网络防御策略语义模型。
语义建模及语义分析的一致性问题至关重要,首先,应当从语义建模角度着手,例如CNDPR语义模型建模过程中应用方式为基于逻辑描述的语义模型、Nivre语义依存分析及SWRL推理规则,Nivre语义依存分析指的是判断计算机网络防御策略依存关系的正确与否,以此为基础,利用逻辑描述构建CNDPR语义模型,将语义关系推理作为模型的主要内容,以SWRL规则为基础,验证模型的有效性,从而实现语义建模目标[5]。语义分析的一致性也是语义建模的重要影响因素,在语义一致性分析过程中,可从结构和概念的角度着手,分析策略语句,概念方面可能出现缺失、冗余及实例不一致等情况,结构方面可能出现关系缺失和实例不一致等情况,引入Racer分析算法来将一致性内容融入,配合SWRL求精规则,实现语义一致性分析目标。
计算机网络防御策略求精对于保证计算机网络运行的安全性有着重要的作用。本文简要分析了计算机网络防御策略求精的关键技术,主要包括防御策略模型建立、语义建模及一致性等。此外,为了进一步完善计算机网络防御策略求精,需要积极应用反病毒技术、扫描技术及防火墙技术等,多种技术配合,强化计算机网络防御效果,只有这样才能够切实保证计算机网络的安全性。
[1]赵飞,刘宁,张寒冰.计算机网络防御策略求精关键技术解析[J].智富时代,2016(5):121.
[2]何健.浅析计算机网络防御策略及求精关键技术[J].无线]隋和静.浅析计算机网络技术的发展及安全防御策略[J].电子技术与软件工程,2016(12):213.
[4]杨芳华.计算机网络防御策略求精关键技术研究[J].信息与电脑(理论版),2016(10):141-142.
(一)应用广泛,实用性强,适用专业众多。现代社会的重要特征就是数字化、网络化与信息化,其基础是功能强大的计算机网络。计算机网络技术是当今计算机学科中发展最为迅速的技术之一,也是计算机应用中最活跃的领域;已深入到社会的方方面面并深刻地改变着人们的生存环境和生活方式。《计算机网络》不但已经成为计算机类专业学生的一门重要的基础课程,而且还是电子类、信息类、电子商务类等专业的必修课,同时也是从事计算机应用与信息技术应用的专业技术人员应该掌握的重要知识和技能。
(二)概念众多,理论复杂,抽象不易理解。作为一门交叉学科,计算机网络是计算机技术与通信技术互相渗透、密切结合而形成,所涉及的概念既有计算机技术方面的,也有通信技术方面的,因此理论比较复杂。计算机网络又是一门实用技术,网络技术的飞速发展使得新的技术和标准不断问世。这就要求教师及时介绍当前的主流技术和技术的发展动态。
(三)实践性强,应用环境复杂,技能不易掌握。计算机网络技术主要是实用技术,尤其是组网技术、安全管理技术等必须通过实地观摩考察、亲自动手实训才能掌握。必须让学生掌握网络技术的基本知识和原理的同时掌握计算机网络的基本技能和实用技术。
(一)讲清讲透重点概念。《计算机网络》中的概念众多,其中计算机网络体系结构和同步机制无疑是两个最基本和最重要的概念之一。为了完成计算机之间的通信合作,把每台计算机互联的功能划分成明确定义的层次,并规定了同层次进程通信的协议及相邻层之间的接口及服务,将计算机网络的各层及其协议的集合称为网络体系结构。网络体系结构是计算机网络及其部件所应完成的功能的精确定义。计算机网络原理主要讲述的就是各层的功能及其协议和服务。最主要计算机网络的体系结构是OSI/RM和TCP/IP参考模型。
ISO定义的开放系统互联参考模型(OSI/RM)结构严密,理论性强,学术价值高,对推动网络协议标准化的研究起到了重要的作用;TCP/IP参考模更为简单,实用性强,Internet的广泛应用使TCP/IP参考模型成为事实上的工业标准。作为实用技术,应重点讲解已经成为主流的TCP/IP四层网络体系结构。此外,IEEE802标准是局域网的体系标准,学习局域网必须重点掌握该标准。
此外,分组交换、突发、面向连接服务(虚电路服务)、无连接服务(数据报服务)等也是非常重要的概念。
(二)牢牢掌握实用技术。计算机网络的实用技术主要有局域网及其组网技术、广域网及其接入技术和网络安全管理技术等。
局域网是一种应用最为广泛的计算机网络。局域网要解决的一个核心问题是介质访问控制方法,以太网采用CSMA/CD的介质访问控制方法。虚拟局域网技术、无线局域网技术、虚拟专用网VPN技术是目前应用最为广泛的几种局域网组网技术。此外,各种应用服务器的搭建与配置也应是必须掌握的一门实用技术。
随着因特网的迅猛发展,网络防护与网络攻击之间的斗争也将更加激烈,这就对网络安全技术提出了更高的要求,因此计算机网络安全技术已成为一种非常重要的实用技术。
(三)重视实践能力培养。面对不断更新变化的网络技术,强化学生实践能力、技术应用能力的培养,培养学生自主继续学习的能力,从而形成较强的职业能力。教学实践中,把提高学生的技术应用能力放在重要位置。还可以结合实际选择合适的校外实训基地进行实地操作,与岗位对接,突出职业综合素质培养,以岗位职业能力训练和职业素质培养为中心,层次化分阶段实施,与理论教学体系有机结合、相互促进的实践教学体系。
采用现代教育技开云APP 开云官网入口术进行教学,综合使用多种现代化教学手段,构筑计算机网络课程的现代教学模式,具体包括:
(一)制作高质量的多媒体教学课件。采用多媒体教学课件为主组织课堂教学,配以必要的课堂板书。通过多媒体教学课件,可以比较好地把抽象、复杂的协议、工作原理用生动的图像和动画表现出来,使学生可以更直观地理解教学内容,激发学生学习兴趣。
(二)充分运用网络手段学习网络知识。由于计算机网络是一门实践性很强而且广泛应用的技术,为了说明网络中的原理在实际中的应用,实时展示就显得非常重要,因此我们在所有网络课程中的授课和实训中都接入Internet,并把有关教学资料(教学大纲、教案、习题、实训指导、参考资料、教学课件、录像等)放在校园网上供学生下载或在线学习,让学生通过网络查资料、进入论坛探讨等方式完成网上作业,教师也通过网络提供指导和答疑,引导学生切身体会网络的功能与应用。这样学生们便从被动学习变成主动学习,既激发了学习兴趣,又提高了学习效率。
(三)在教学中采用多种实践教学手段。组织教学过程中,积极辅助多种实践手段,包括案例讲解、实地参观考察、现场教学、示范教学、实物演示、技能训练、课程设计等。
在讲解服务器结构时,将服务器拿到教室拆开来讲解;讲授网络拓扑结构时,将学生带到校园网或其它现场进行教学;讲授光纤熔接技术时,教师做示范教学;讲授网络设备和综合布线时,到网络中心机房参观考察。
加强创新和开放实训,引导学生从实训案例开始,快速入门与提高,培养学生主动思考、分析问题和动手能力,有助于提高学生的专业素养和综合技能。
[1]吴功宜.计算机网络(第3版)[M].清华大学出版社,2011,11
计算机和通信技术的迅猛发展,成为推动全球经济快速增长和全面变革的关键因素,国家信息化的发展迫切需要高素质、创新型的计算机专业人才。计算机网络是一门发展迅速的学科,同时又是一门应用领域极其广泛的学科,高校的许多专业都开设了计算机网络的相关课程,尤其是三本院校的学生,应注重培养应用型人才,计算机网络本身就是一门注重动手能力注重实践的学科,如何使教学理论与实践相结合,培养学生的实践能力成为教学改革的重点。
现今多数高校网络课教学方式还是以多媒体教学、老师说教为主,课后安排几节实验学时,学生记大量枯燥的理论内容,学习积极性不高,认为网络课程内容理解困难,相当一部分学生学习后,只记得一些基本概念,考试前背概念,应付考试,并未把理论知识和实践相结合。计算机网络技术发展迅速,每年都有大量的新技术,教师的教学内容未能做到与时俱进,教学内容过于落后,导致实践环节实验内容单一落后。
在高校招生中,网络工程专业是一个近两年才出现的新专业,有多教师曾经并不是这个专业出身,导致专业知识比较薄弱,缺乏实战经验,许多教师还未获得网络专业资格认证,导致学生掌握的知识不扎实,不完善。
计算机网络课程的授课模式大多是M+N模式,即M节理论课+N节实验课,实验学时安排的较少,甚至有些院校并没有专门的网络实验室,导致实验环节不正规,实验内容难度较低,学生学习的大量理论知识不能用实验来验证,理论和实践脱节严重。
计算机网络的理论和知识本身也是呈网络结构的,既丰富、复杂,又相互交织,如何梳理这些内容,是每一个网络教育工作者必须认真思考的问题,以下是我通过几年的三本院校教学的实际经验加上和学生之间的沟通,对三本院校计算机网络这门课程提出的一些改革建议。
三本院校教育的培养目标是应用型的技术人才。教学内容组织要注重社会需求与教学的关系,体现三本的办学特色。所以三本院校计算机网络教学不应只停留在书本和概念上,应该面向社会需求,注重高新技术培训,注重实践环节,贴近实际应用。
计算机网络内容比较抽象,概念、知识点多而杂,如果能够使学生轻松的掌握理论知识,使抽象的概念变的通俗易懂,这就需要我们老师能够用一些现代的技术手段,例如多媒体教学,制作一些技术性的flash教学课件,使得抽象的概念变得生动起来。加深学生的记忆,例如:OSI参考模型、令牌传递、邮件收发等都可以使用动画演示来吸引学生的注意力。另外,采用多种教学手段(如:模拟器、虚拟机、当场演示),营造良好的课堂氛围,使复杂的计算机网络理论更加形象化,学生可以更加容易地接受。讲课中多使用一些生活中的类比事件,使复杂的问题变得易懂,比如可以通过邮局收发包裹的实际应用使学生明白“层次”、“协议”、“服务”等抽象的概念,明白双方之间的通信是需要规则的。
在教学内容上还要紧跟时代潮流,与时俱进,例如许多教师注重介绍OSI模型的知识点,忽略了现在实际的情况多数网络采用的确是TCP/IP协议模型,网络安全和网络管理是计算机网络应用中的两个很重要的方面,有些教师这两部分内容却是一带而过,甚至忽略不讲,以及现在流行的”物联网”等技术概念,我认为计算机网络这门课程更需教师多给学生介绍一些先进技术,将社会最热门的网络技术以及技术发展趋势及时介绍给学生。
培养应用型人才的首要就是培养学生的实践能力,教师如果不能使自己的学生用实践来验证理论知识,那么这个教师的教学是失败的。现在很多三本院校因为意识不到开云APP 开云官网入口位或资金不到位,没有建立网络实验室,这对计算机网络教学产生十分不利的影响。计算机网络实验室对于培养应用型网络人才十分重要。学校应该充分利用自身条件为学生创造实验环境、建立校外实践基地。如我们信息学院建立了两个专门的网络实验室为计算机网络及相关专业课提供了很好的实践平台,可做实验数达到开云APP 开云官网入口70个,学生分组进行实践,亲自抓包进行分析,加深了对局域网、网关等知识点的认识,效果非常好。
现今仍有大量的从事计算机网络教学的教师并未获得相关的网络技术专业资格认证,大多数年轻教师毕业后就直接从事教育工作,实战经验并不丰富,这就需要学校给教师提供相关的培训平台,鼓励教师进修,还可以派遣年轻教师去企业深造学习,提高师资水平,只有这样才能提高教师的实践能力,丰富自己的课堂教学,也增强了学生对老师的认可度。
目前的三本教育中,计算机网络是一门核心课程,对计算机网络教学应给予高度的重视。三本院校,办学层次和办学特点各有不同,应根据学校自身情况,制定不同的改革方案,结合各专业课程的需求及人才培养目标,不断完善计算机网络教学。
随着计算机网络的迅速发展,《计算机网络基础》课已经成为高校计算机及相关专业的基础课程,也成为很多其他专业学生的选修课程。该课程的教学目的是加深学生对计算机网络概念的理解,培养学生在计算机应用领域从事计算机网络的设计和组网能力,为增强学生的就业能力和继续学习的能力奠定基础。《计算机网络基础》课的理论性和实践性都很强,新知识更新也比较快,如何在有限的课时内教给学生基本的理论基础和实践技能,对授课教师来说是一个很大的挑战。教学的关键在于有效地激发学生的学习兴趣,引导学生去理解计算机网络的基本概念,而不仅仅是满足于形式或者几个网络工具的使用。
《计算机网络基础》课涉及大量的概念和定义,内容理论性比较强,如果教师在讲课过程中只是泛泛而谈,学生就可能什么也学不到。所以,教师在授课的过程中一定要突出重点,注意知识之间的相互渗透和融合,注重章节之间的衔接和对新技术的学习与应用,以提高课程的综合化程度。
课程内容。《计算机网络基础》课主要讲授计算机网络的概念、类型,网络体系结构与网络协议,网络的传输介质,局域网工作原理与组网技术,数据通信与广域网技术,网络互连技术,网络操作系统和应用服务器的创建与维护,系统集成与综合布线以及网络安全等。
课程目标。《计算机网络基础》课的目标分知识目标和技能目标两部分。知识目标是通过对本课程的学习使学生了解计算机网络的基本概念,掌握数据交换技术、局域网技术与广域网技术,计算机网络体系结构的基本构架,网络协议特别是TCP/IP协议。技能目标是通过对本课程的技能训练,了解各网络设备的性能,能够识别常用的网络设备,熟练掌握常用的网络接入方法及网络操作系统的安装和相关应用服务器的配置,能够进行简单的系统集成和综合布线。
课程重点和难点。《计算机网络基础》课的教学重点是计算机网络拓扑结构、计算机网络的传输介质、局域网的组建、TCP/IP协议、应用服务器的创建与配置等。本课程的教学难点是对计算机网络体系结构中OSI参考模型的理解、差错控制方法和网络互连技术等。
1.比喻教学法。《计算机网络基础》课内容比较抽象,因此在讲授理论课时,教师应尽量采用打比方的方法,把抽象的理论知识与日常生活常识作比较。对于一些学生难以理解的概念,教师可以举一些通俗易懂的例子来进行比喻,以加深学生的印象。比如,在讲到“网络体系结构”中的数据传输过程时,笔者经常比喻冬天坐火车从广州到哈尔滨出差,每走过一个省就要多加一件衣服,因为越往北天气越冷;回来时则因为天气越来越热,则每走过一个省就要脱掉一件衣服。而数据在“网络体系结构”中每传输一层就要多加一个本层的报头,到最低层多加了六个报头,到了接收端,每层都对对方同等层加的报头进行处理,把报头层层剥落,最后才把真正的数据交给应用程序。又比如,在进行“网络协议”内容的讲授时,“网络通信要按照网络协议规则进行数据传输”的内容很不好理解。为此,笔者就比喻日常生活中两个不同地方的人都不懂对方的方言,交流起来就非常困难,而要达到正常交流的目的就只能采用标准的普通话,这就好比网络上的用户要通信,就必须遵守标准的网络协议。
2.启发式教学法。教学过程中,在讲授“通信过程”的内容时,让学生想象打电话的过程,应该先做什么再做什么,如果通电话的两个人语言不通该怎么办呢?如此,通过不断的提出问题、解决问题,让学生掌握最基本的理论。又比如,在讲授“电子邮件传输”时,笔者还让学生想象传统信件的传递过程等。
3.对照教学法。对于一些有交叉关系的内容可以采用对照教学法。前后内容横向加以比较,使学生更加清晰地理解。在讲授OSI参考模型、TCP/IP参考模型和局域网体系结构时就可以采用这种方法。把这三种模型相互对照,比较其相同和不同之处,可加深学生的理解。
4.图例教学法。对于一些比较抽象的概念,可以采用具体的图例,并结合实际应用进行讲解,使抽象的概念更加直观。比如,在讲解“星型拓扑结构”时,笔者首先画出“星型拓扑结构”的示意图,通过示意图来讲解它的优点是易于维护、安全可靠,一个用户产生故障不会影响其他用户;同时,也指出它的缺点是中心节点会成为整个网络的瓶颈,一旦出现故障,与它相连的网络就会瘫痪。学生在宿舍上网时会使用交换机进行互连,这样互连的网络具有星型结构的优点和缺点。如果交换机出现故障,那么与之相连的所有计算机就都不能上网。理论与实际相结合,把抽象概念实例化,学生学习起来就会容易很多。
在《计算机网络基础》课教学过程中,可以采用多种教学手段,每一种教学手段都是为了加深学生对概念的理解,提高学生的动手能力。
课程教学。在普通的课程教学中采用上述教学方法,可以把枯燥的内容更加生动地表述出来,使学生充分理解所讲授的内容,加深印象。
多媒体教学。充分利用多媒体、仿真等技术,将过去难以描述的虚拟的内容转变为形象的动态显示,直观明了,易于表达。可以采用Flas、图片、影片以及一些仿真软件等,把枯燥的课程教学生动化,提高学生的学习兴趣。特别是在讲授“网络互联”的内容时,使用网络仿真软件,在近似真实的网络环境中,让学生在教师的指导下自主学习、认真研究,就能使他们的知识和能力得到全方位的提高。
网络教学。通过网络教学平台,将课程的教案、参考文献目录、授课PPT、网络课件等相关教学资料在校园网的网络教学平台上,可以实现教学资源的共享。此外,教师还可以组织学生在网上进行交流、讨论。
在《计算机网络基础》课教学中,除了理论课教学,实践实训课教学也非常重要,它可以培养学生的动手能力和综合实践能力。同时,网络实验形式的多样性也可以调动学生的学习积极性。
现场教学。将课程实训部分内容安排到网络实验室进行,教师在现场进行讲解和演示,然后由学生进行实际操作,这样可以帮助学生提高动手能力。
现场观摩。教师组织学生到网络中心参观,了解校园网中所用的交换机、服务器等设备。在讲授“综合布线”的内容时,教师还可以组织学生到教学楼内的配线间进行现场观摩,加深学生对所学知识的印象。
实训内容。实训内容包括以下几个方面:硬件认识实习、组建单个网段的局域网、组建多个网段的局域网、操作系统的安装与配置、网络安全措施、网络服务器的配置等。
网络规划与设计。学生通过学习和实践,了解网络中所使用的硬件和软件,规划设计一个中型规模的园区网,写出网络解决方案。方案中包括网络拓扑结构的设计、互联设备的选择、传输介质的选择、操作系统的选择、网络软件的安装与配置、局域网的划分等。
参与校园网的运行和维护。高校的校园网规模普遍较大,信息网络管理任务非常繁重,因此可以在学生中招聘一批网络助理管理员。这样,既能减轻网络管理人员的压力,又能给学生提供实践的机会。实践证明,凡是参加过校园网运行维护锻炼的学生,毕业时都能比较顺利地找到工作。
鼓励学生参加网络认证考试。网络认证考试有很多,有国家的认证证书,也有网络公司的企业认证证书,教师要多鼓励学生参加认证考试,取得更多的资格证书,为学生就业打下基础。
[1]秦菊.《计算机网络基础》教学浅析[J].科技创新导报,2009,(4).