一,、前言

在信息技術(shù)日新月異的當(dāng)下，網(wǎng)絡(luò)安全已然成為核心議題,。近年來,，網(wǎng)絡(luò)攻擊事件如潮水般不斷涌現(xiàn)，從大規(guī)模數(shù)據(jù)泄露到針對關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施的惡意攻擊,，這些事件給各國的經(jīng)濟(jì)與社會發(fā)展帶來了難以估量的深遠(yuǎn)影響,。此類事件頻繁發(fā)生，不僅充分暴露出網(wǎng)絡(luò)安全形勢的嚴(yán)峻性,，更凸顯出市場對專業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全人才的極度渴求,。

在此嚴(yán)峻背景下，教育相關(guān)部門大力倡導(dǎo)產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人以及產(chǎn)教融合模式,，旨在推動院校與產(chǎn)業(yè)在人才培養(yǎng)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)深度合作,，進(jìn)而提升學(xué)生的實踐操作能力以及對行業(yè)的適應(yīng)能力。院校作為網(wǎng)絡(luò)安全人才培養(yǎng)的重要搖籃,，肩負(fù)著不可推卸的重要使命,。然而，當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)安全教育體系仍面臨諸多亟待解決的挑戰(zhàn),。一方面,，課程內(nèi)容過于側(cè)重理論知識的傳授，學(xué)生缺乏實際操作與演練的寶貴機(jī)會,；另一方面,，學(xué)生在真實網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的實踐經(jīng)驗極為匱乏，這導(dǎo)致他們在面對復(fù)雜多變的網(wǎng)絡(luò)安全問題時,，往往顯得束手無策,、應(yīng)對能力不足。因此,，構(gòu)建一個綜合性的網(wǎng)絡(luò)安全實訓(xùn)平臺,，以提升學(xué)生的實踐技能與應(yīng)急反應(yīng)能力，顯得尤為迫切且重要,。

本研究聚焦于設(shè)計和建設(shè)一個專為院校網(wǎng)絡(luò)安全人才培養(yǎng)量身打造的網(wǎng)絡(luò)安全實訓(xùn)平臺,。該平臺不僅能夠為學(xué)生模擬出一個高度逼真的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境實踐平臺，還能助力學(xué)生有效提升對網(wǎng)絡(luò)安全威脅的識別與應(yīng)對能力。通過系統(tǒng)的設(shè)計與精心實施,，該平臺將為院校網(wǎng)絡(luò)安全人才的培養(yǎng)提供切實有效的支持,，有力推動教育與實際應(yīng)用實現(xiàn)深度融合。

二,、院校網(wǎng)絡(luò)安全實訓(xùn)現(xiàn)狀

隨著信息技術(shù)的迅猛發(fā)展,，網(wǎng)絡(luò)安全問題日益凸顯，成為各行業(yè)高度關(guān)注的焦點,。為有效應(yīng)對不斷變化的網(wǎng)絡(luò)威脅,，院校逐漸認(rèn)識到網(wǎng)絡(luò)安全教育的重要性，開始愈發(fā)重視學(xué)生網(wǎng)絡(luò)安全實踐能力的培養(yǎng),。院校通過多種途徑為學(xué)生提供實操機(jī)會,，旨在提升學(xué)生解決實際問題的能力。目前,，多數(shù)院校已將網(wǎng)絡(luò)安全實訓(xùn)納入課程體系,，其內(nèi)容主要涵蓋以下幾個方面：

虛擬實驗室：借助虛擬化技術(shù)，構(gòu)建豐富多樣的網(wǎng)絡(luò)安全場景,，讓學(xué)生在安全可控的環(huán)境中進(jìn)行實驗操作,。學(xué)生能夠獨立完成各類操作，從而有效增強(qiáng)動手能力,。

在線學(xué)習(xí)平臺：將網(wǎng)絡(luò)課程與實訓(xùn)有機(jī)結(jié)合,，為學(xué)生提供理論學(xué)習(xí)與實踐操作一體化的學(xué)習(xí)體驗。此類平臺通常配備豐富的教學(xué)資源,，支持學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí),。

項目實踐：部分院校與企業(yè)開展深度合作，引入真實項目進(jìn)行實訓(xùn),，讓學(xué)生在實際工作環(huán)境中得到充分鍛煉,。

盡管院校網(wǎng)絡(luò)安全實訓(xùn)取得了一定進(jìn)展，但仍面臨諸多問題：

資源配置不均：部分院校的網(wǎng)絡(luò)安全實訓(xùn)平臺建設(shè)相對滯后,，設(shè)備與軟件資源嚴(yán)重不足,，這極大地限制了實訓(xùn)的廣度與深度。此外,，不同院校的實驗室建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)參差不齊,，導(dǎo)致資源利用率偏低。

課程設(shè)計不合理：部分院校的網(wǎng)絡(luò)安全實訓(xùn)課程設(shè)置過于偏重理論知識,，實踐環(huán)節(jié)嚴(yán)重缺失,，學(xué)生難以將所學(xué)知識有效應(yīng)用于實際操作中。同時,，課程內(nèi)容與行業(yè)發(fā)展存在脫節(jié)現(xiàn)象,，無法滿足市場的實際需求,。

師資力量不足：許多院校缺乏具備實際網(wǎng)絡(luò)安全經(jīng)驗的教師，這在一定程度上影響了教學(xué)質(zhì)量,。部分教師僅具備理論背景,，難以有效指導(dǎo)學(xué)生開展實訓(xùn)操作。

現(xiàn)階段,，院校是網(wǎng)絡(luò)安全人才的主要輸出地,，但在培養(yǎng)過程中，尤其缺乏能夠高度仿真訓(xùn)練環(huán)境的實訓(xùn)平臺,。為進(jìn)一步提升網(wǎng)絡(luò)安全實訓(xùn)效果,，需深入分析行業(yè)對網(wǎng)絡(luò)安全人才的需求特點，構(gòu)建集教學(xué)實訓(xùn),、攻&防競賽,、考試測評、場景演練和仿真管理于一體的閉環(huán)式人才培養(yǎng)體系,。

三、網(wǎng)絡(luò)安全實訓(xùn)平臺的架構(gòu)設(shè)計

網(wǎng)絡(luò)安全實訓(xùn)平臺的業(yè)務(wù)應(yīng)用被劃分為 6 個核心子系統(tǒng),，分別是教學(xué)實訓(xùn)子系統(tǒng),、CTF 訓(xùn)練子系統(tǒng)、攻&防競賽子系統(tǒng),、考試測評子系統(tǒng),、場景演練子系統(tǒng)以及系統(tǒng)管理子系統(tǒng)。各子系統(tǒng)依據(jù)自身功能定位,，配備了豐富多樣的資源,，如網(wǎng)絡(luò)安全實訓(xùn)課程、CTF 訓(xùn)練題庫,、攻&防混戰(zhàn)場景以及演練場景等,，旨在多方位滿足院校在網(wǎng)絡(luò)安全人才培養(yǎng)與選拔不同階段的多樣化需求。網(wǎng)絡(luò)安全實訓(xùn)平臺的整體架構(gòu)自上而下共分為 6 個層次,，依次為用戶層,、資源層、業(yè)務(wù)層,、數(shù)據(jù)層,、虛擬仿真層和基礎(chǔ)設(shè)施層，以下將對各層進(jìn)行詳細(xì)說明,。

用戶層明確界定了平臺的用戶角色,，涵蓋超級管理員、教師,、學(xué)生,、運(yùn)維管理員,、裁判以及可自定義的角色。不同角色在平臺中擁有與之匹配的權(quán)限和功能,，能夠充分滿足教學(xué),、管理和評估等多方面的需求。例如,，教師可利用平臺進(jìn)行課程安排,、學(xué)生學(xué)情管理等教學(xué)相關(guān)操作；學(xué)生則能通過平臺參與課程學(xué)習(xí),、考試測評等活動,；運(yùn)維管理員負(fù)責(zé)平臺的日常運(yùn)維工作，確保平臺的穩(wěn)定運(yùn)行,；裁判在攻&防競賽等活動中承擔(dān)著公正評判的重要職責(zé),。

資源層匯聚了平臺提供的各類課程資源和配套材料，主要包括網(wǎng)絡(luò)安全課程實驗庫,、安全產(chǎn)品實訓(xùn)課程,、綜合項目實訓(xùn)課程、認(rèn)證實訓(xùn)課程,、綜合演練場景以及 CTF 和攻&防題題庫等,。這些資源形式豐富，涵蓋教材,、視頻講義,、實驗手冊、項目指導(dǎo)書等多種類型,，為教學(xué)活動和實驗項目的開展提供了堅實的支撐,。

業(yè)務(wù)層作為平臺的核心功能區(qū)域，集成了多個關(guān)鍵功能模塊：

1．教學(xué)實訓(xùn)模塊：為教學(xué)實踐提供有力支持,，涵蓋教學(xué)方案制定,、學(xué)情管理、課程管理,、數(shù)據(jù)庫操作以及課件資料管理等功能,。教師可借助該模塊制定個性化的教學(xué)方案，實時掌握學(xué)生的學(xué)情動態(tài),，高效管理課程資源,。

2．考試測評模塊：包含考試管理、試卷管理,、題庫管理和成績管理等功能,，主要用于全面考核學(xué)生的學(xué)習(xí)成果。通過該模塊,，教師可靈活安排考試,，精準(zhǔn)管理試卷和題庫,，及時獲取學(xué)生的考試成績并進(jìn)行深入分析。

3．攻&防競賽模塊：具備競賽管理,、成績管理,、題庫管理等功能，同時創(chuàng)新性地引入 3D 態(tài)勢展示功能,，以直觀的可視化方式呈現(xiàn)攻&防競賽的狀態(tài),。這使得競賽過程更加透明、生動,，參賽人員和觀眾能夠?qū)崟r了解競賽的進(jìn)展和態(tài)勢,。

4．CTF 訓(xùn)練模塊：提供自主刷題、訓(xùn)練人次統(tǒng)計,、訓(xùn)練通過率分析,、訓(xùn)練排名等功能，有力支持學(xué)生在 CTF 題庫中進(jìn)行系統(tǒng)訓(xùn)練,。學(xué)生可根據(jù)自身情況自主選擇題目進(jìn)行練習(xí),，平臺會實時記錄訓(xùn)練數(shù)據(jù)，為學(xué)生提供針對性的訓(xùn)練反饋,。

5．場景演練模塊：涵蓋演練管理,、流量管理、任務(wù)編排,、事件管理等功能，專門用于模擬真實的網(wǎng)絡(luò)攻&防場景,。通過該模塊,，學(xué)生能夠在接近實戰(zhàn)的環(huán)境中進(jìn)行演練，提升應(yīng)對復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)攻擊的能力,。

6．系統(tǒng)管理模塊：包括用戶管理,、運(yùn)維管理、安全管理,、系統(tǒng)日志等功能,，為系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供多方位保障。管理員可通過該模塊對用戶權(quán)限進(jìn)行精細(xì)管理,，實時監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài),，及時處理安全事件。

數(shù)據(jù)層承擔(dān)著存儲和管理平臺運(yùn)行過程中產(chǎn)生的各類數(shù)據(jù)的重任,，這些數(shù)據(jù)涵蓋學(xué)習(xí)記錄數(shù)據(jù),、考試成績數(shù)據(jù)、競賽解題數(shù)據(jù),、演練過程數(shù)據(jù),、網(wǎng)絡(luò)流量信息,、任務(wù)信息、進(jìn)程信息等,。同時,，還包括資源數(shù)據(jù)、日志數(shù)據(jù)等,，為后臺的分析和評估工作提供了豐富的數(shù)據(jù)源,。

虛擬仿真層為網(wǎng)絡(luò)安全實驗和仿真演練提供了關(guān)鍵的硬件資源支持，包括網(wǎng)絡(luò)仿真,、系統(tǒng)仿真,、事件仿真和虛擬資源池等。具體內(nèi)容涵蓋網(wǎng)絡(luò)仿真設(shè)備,、操作系統(tǒng),、中間件、數(shù)據(jù)庫,、腳本池等,，為學(xué)生打造了一個虛擬的操作環(huán)境，使學(xué)生能夠在安全,、可控的環(huán)境中進(jìn)行實驗和演練,。

基礎(chǔ)設(shè)施層作為整個平臺架構(gòu)的底層硬件支持層，包含服務(wù)器,、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,、管理交換機(jī)、SDN 交換機(jī),、路由器,、安全設(shè)備等物理設(shè)備。這些設(shè)備為平臺的正常運(yùn)行提供了堅實的硬件基礎(chǔ),，確保了網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備的穩(wěn)定性和安全性,。

這 6 個層次緊密協(xié)作、協(xié)同運(yùn)作,，共同構(gòu)建了一個功能全面,、資源豐富的網(wǎng)絡(luò)安全實訓(xùn)平臺，為院校網(wǎng)絡(luò)安全人才的培養(yǎng)提供了強(qiáng)有力的支持和保障,。

四,、網(wǎng)絡(luò)安全實訓(xùn)平臺的建設(shè)實施

網(wǎng)絡(luò)安全實訓(xùn)平臺的界面全面展示了系統(tǒng)硬件資源狀況，同時集成了各類演練,、教學(xué),、項目、考試,、競賽任務(wù),，以及豐富的課程,、試卷、題目,、靶標(biāo),、虛擬機(jī)等資源，為用戶提供直觀且高效的操作入口,。

4.1 教學(xué)實訓(xùn)子系統(tǒng)

教學(xué)實訓(xùn)子系統(tǒng)構(gòu)建了完備的教學(xué)過程管理體系,，通過課程資源庫管理、教學(xué)方案制訂,、教學(xué)備課,、任務(wù)編排、自學(xué)路徑設(shè)計及自主實訓(xùn)等多個核心模塊的協(xié)同運(yùn)作,，形成系統(tǒng)化的教學(xué)管理閉環(huán) ,。系統(tǒng)深度整合企業(yè)優(yōu)質(zhì)教材與網(wǎng)絡(luò)安全實驗課程資源，依托成熟的教學(xué)合作服務(wù)體系,，為網(wǎng)絡(luò)安全人才培養(yǎng)和實訓(xùn)基地建設(shè)提供堅實支撐,。

4.1.1 教學(xué)方案功能

教學(xué)方案功能模塊為教師打造了一體化人才培養(yǎng)課程體系設(shè)計工具。教師可基于平臺豐富的實訓(xùn)課程資源庫,、項目課程庫和測評試卷庫,，在線定制契合網(wǎng)絡(luò)安全人才培養(yǎng)需求的個性化教學(xué)方案，確保教學(xué)內(nèi)容與行業(yè)實際緊密結(jié)合,。

4.1.2 教學(xué)管理功能

教學(xué)管理功能模塊具備日程安排,、任務(wù)列表、任務(wù)編排和學(xué)習(xí)記錄統(tǒng)計等多元化功能,。教師可根據(jù)教學(xué)實際需求,，靈活調(diào)整授課模式、任務(wù)時長,，并支持單人獨立實驗或小組協(xié)作實驗等多種教學(xué)形式，有效提升教學(xué)靈活性與針對性,。

4.1.3 自學(xué)實訓(xùn)功能

自學(xué)實訓(xùn)功能模塊支持學(xué)生從課程庫中自主選擇教師公開的課程資源,，并將其納入個人自學(xué)計劃。通過該模塊,，學(xué)生能夠系統(tǒng)完成理論知識學(xué)習(xí)與實驗操作實踐,，實現(xiàn)自主學(xué)習(xí)能力的全面提升。

4.1.4 課程管理功能

課程管理功能模塊賦予教師強(qiáng)大的課程調(diào)控能力,。教師不僅可以進(jìn)行課程備課,、在線瀏覽或下載課件資料，還能根據(jù)教學(xué)動態(tài)需求創(chuàng)建新課程,，及時更新和優(yōu)化課程內(nèi)容,，以滿足多樣化的教學(xué)場景需求,。

4.2 CTF 訓(xùn)練管理子系統(tǒng)

CTF 訓(xùn)練管理子系統(tǒng)聚焦 Web、Pwn,、Crypto,、Reverse 和 Misc 這五大網(wǎng)絡(luò)安全競賽方向，精心整合 CTF 題目資源,，并配備詳盡的解題思路與實時反饋機(jī)制,，助力學(xué)生在自主訓(xùn)練過程中穩(wěn)步提升競賽技能。

4.2.1 CTF 訓(xùn)練功能

CTF 訓(xùn)練功能模塊為學(xué)生提供海量自主訓(xùn)練資源,，涵蓋網(wǎng)絡(luò)安全基礎(chǔ)知識,、法律法規(guī)理論題，以及五大競賽方向的 CTF 題目,。學(xué)生可在此模塊開展理論題,、CTF 題、攻&防題等多類型自主訓(xùn)練,，配套的解題思路深度解析攻&防技術(shù)要點,，切實強(qiáng)化學(xué)生的實戰(zhàn)能力。

4.2.2 訓(xùn)練管理功能

訓(xùn)練管理功能模塊通過對學(xué)生 CTF 訓(xùn)練數(shù)據(jù)的記錄與深度分析,，為教師評估學(xué)生訓(xùn)練效果,、調(diào)整訓(xùn)練策略提供有力的數(shù)據(jù)支持。

4.3 攻&防競賽子系統(tǒng)

攻&防競賽子系統(tǒng)作為綜合性競賽平臺,，承擔(dān)著組織安全大賽,、選拔優(yōu)秀人才以及提升參賽人員攻&防實戰(zhàn)能力的重要使命。系統(tǒng)借助虛擬化技術(shù)構(gòu)建高度仿真的實戰(zhàn)場景,，深度融合主流 CTF 賽事與攻&防混戰(zhàn)賽模式,，配備豐富的競賽資源與專業(yè)題庫，能夠全面,、精準(zhǔn)地評估選手的基礎(chǔ)知識儲備與實戰(zhàn)技能水平,，切實達(dá)成 “以賽促學(xué)、以賽促練” 的目標(biāo) ,。

4.3.1 競賽管理功能

競賽管理功能模塊支持組織和發(fā)布各類安全競賽活動,，涵蓋個人賽與團(tuán)體賽兩種參賽模式，以及理論賽,、CTF 賽和攻&防賽三種競賽形式,，充分滿足不同競賽場景需求。

4.3.2 題庫管理功能

題庫管理功能模塊具備強(qiáng)大的題目管理能力,，支持題目統(tǒng)計,、新建、編輯、公開,、篩選等全流程操作,，覆蓋理論賽、CTF 賽和攻&防賽三大題型,，可靈活適配多樣化的競賽與訓(xùn)練需求,。

4.4 考試測評子系統(tǒng)

考試測評子系統(tǒng)打造了一體化考試測評平臺，集成考試管理,、試卷管理,、題庫管理和成績管理等核心功能 。系統(tǒng)依托與課程體系緊密銜接的網(wǎng)絡(luò)安全知識題庫,，能夠多方位滿足學(xué)生能力評估,、知識技能考核、行業(yè)認(rèn)證考試和職業(yè)資格考試等各類考試測評需求,。

4.4.1 考試管理功能

考試管理功能模塊通過靈活設(shè)置考試信息,、時間周期、答題時長,、成績及答案查看權(quán)限等參數(shù),，助力教師便捷高效地創(chuàng)建各類考試任務(wù)。

4.4.2 試卷管理功能

試卷管理功能模塊為教師提供自主組卷能力,。教師可根據(jù)考試目標(biāo)與要求,，從題庫中精準(zhǔn)篩選合適試題，自由組合生成符合標(biāo)準(zhǔn)的試卷,。

4.4.3 題庫管理功能

題庫管理功能模塊匯聚單選題,、多選題、判斷題,、填空題,、簡答題和仿真題等多種題型，充分滿足不同考試場景下的多樣化命題需求,。

4.5 場景演練子系統(tǒng)

場景演練子系統(tǒng)通過模擬真實網(wǎng)絡(luò)環(huán)境拓?fù)?、操作任?wù)及崗位角色，構(gòu)建豐富多樣的仿真演練場景,。

4.5.1 仿真拓?fù)錁?gòu)建功能

仿真拓?fù)錁?gòu)建功能模塊提供可視化自定義畫布,，支持用戶便捷構(gòu)建高度還原真實網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，為演練場景仿真奠定堅實基礎(chǔ),。

4.5.2 網(wǎng)絡(luò)流量管理功能

網(wǎng)絡(luò)流量管理功能模塊能夠精準(zhǔn)模擬仿真拓?fù)渲械恼Ａ髁颗c異常流量，并將其注入仿真網(wǎng)絡(luò),，實現(xiàn)對業(yè)務(wù)系統(tǒng)及訪問行為的逼真模擬,。

4.5.3 預(yù)置事件管理功能

預(yù)置事件管理功能模塊支持在仿真拓?fù)渲心M各類網(wǎng)絡(luò)攻擊、威脅及漏洞事件。用戶可通過流量選擇,、內(nèi)置插件及在線編輯和調(diào)試腳本等方式,，靈活創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)事件和主機(jī)事件，豐富演練場景的復(fù)雜性與真實性,。

4.5.4 演練任務(wù)管理功能

演練任務(wù)管理功能模塊允許用戶根據(jù)實際場景需求定制任務(wù)內(nèi)容,，并靈活編排任務(wù)開放狀態(tài)與執(zhí)行順序，確保參演者能夠有序完成演練任務(wù),。

4.5.5 演練過程管理功能

演練過程管理功能模塊實現(xiàn)對平臺所有演練任務(wù)的統(tǒng)一管控,，通過過程導(dǎo)調(diào)、運(yùn)維和監(jiān)控等功能,，高效跟蹤與管理任務(wù)執(zhí)行全流程,。

4.6 仿真管理子系統(tǒng)

仿真管理子系統(tǒng)作為平臺的綜合管理核心，集成鏡像管理,、漏洞靶標(biāo)管理,、工具管理、安全管理,、日志管理,、用戶管理及運(yùn)維管理等多項關(guān)鍵功能。

4.6.1 用戶管理功能

用戶管理功能模塊采用組織,、團(tuán)隊及角色管理架構(gòu),，方便用戶高效維護(hù)專業(yè)、班級和團(tuán)隊信息,，實現(xiàn)用戶權(quán)限的精細(xì)化管理,。

4.6.2 安全管理功能

安全管理功能模塊支持全局安全配置，通過設(shè)置密碼復(fù)雜度要求,、登錄失敗次數(shù)限制,、賬號凍結(jié)時間及環(huán)境自動銷毀時間等參數(shù)，多方位保障平臺安全運(yùn)行,。

4.6.3 運(yùn)維管理功能

運(yùn)維管理功能模塊提供系統(tǒng)基本配置,、狀態(tài)監(jiān)控和性能管理等功能。通過實時監(jiān)控系統(tǒng)狀態(tài)和性能指標(biāo),，能夠及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)故障和性能瓶頸,，并采取相應(yīng)的措施進(jìn)行處理，確保平臺的穩(wěn)定運(yùn)行,。