CN105869089A - 一种基于虚拟化技术的网络安全在线实操考试系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于虚拟化技术的网络安全在线实操考试系统及方法，基于虚拟化技术的网络安全在线实操考试系统包括考试答题子系统，考试内容设计子系统，虚拟化管理平台，资源池。采用虚拟化技术构建考试的实操环境，在实操环境中配置考试的各种试题，答题人登录到实操环境中，然后根据给出的题干，利用网络安全相关的技术手段取得环境中预置的答案，并在答题系统上提交答案，获得考分。本发明省时方便，实用性强，适应范围广，能节省时间、人力与资源，具备普遍性。采用本发明，能更好地培养与选拔优秀的网络安全的人才。

Description

一种基于虚拟化技术的网络安全在线实操考试系统及方法

技术领域

本发明涉及一种基于虚拟化技术的网络安全在线考试系统，特别涉及一种基于虚拟化技术的网络安全在线实操考试的系统及方法。

背景技术

当前，随着信息技术和网络的快速发展，网络安全问题也日趋严峻，在新型网络技术的发展情况下，带来了更多的威胁。网络安全问题现在已经超越边界上升到国家安全层次，在日益严重的网络安全形势下，网络安全人才培养能力也存在不足，如何培养与选拔优秀的网络安全的人才成为当今网络安全发展的重要任务。在人才选拔方面，很多政府部门、企业或者研究机构采用在线考试或者竞赛的方式进行，但在线答题这种方式对网络安全人才选拔存在一定的局限性，一方面网络安全人才选拔不仅是要求人们对理论知识的掌握，更侧重对具体操作技能的掌握。另一方面，它不仅仅要求网安人才对某个工具或者原理方面的运用，而是利用各种知识综合的运用到各种场景中，解决实际的问题。举办竞赛一定程度上解决上述人才选拔方面的问题，但组织一次竞赛需要耗费大量时间、人力与资源，也不具备普遍性。因此，有必要开发一种省时方便的网络安全在线考试系统。

现有技术中，申请号为201410109110.1的中国发明专利申请公开了一种在线考试系统，包括前台功能模块和后台功能模块；所述前台功能模块主要用于实现功能导航，包括在线考试、成绩查询、修改个人资料、退出系统四部分；后台功能模块实现管理员对系统信息的管理，包括以下功能模块：管理员信息模块，考生信息模块，考生成绩模块，课程信息模块，套题信息模块，考试题目模块；所述考生信息模块主要包括考生注册，考生登录，修改个人资料，找回密码部分。本发明操作简单方便、界面简洁美观。申请号为200810009718.1的中国发明专利申请公开了一种基于因特网和移动通讯网络的在线网络考试系统,由题库、教师操作终端、数据交换系统和EEB学生操作器组成,教师操作终端:至少包含一试题数据转换软件,将由试题数据库产生的试卷数据转换为EEB学生操作器能识别的数据格式。数据交换系统:由SD卡和SD卡读卡器组成,负责教师操作终端数据和学生操作数据的传输。当采用网络进行数据交换时,系统支持互联网络和移动通讯网络进行数据交换。EEB学生操作器:学生在操作器上利用键盘或触摸屏方式回答试题,并存储在SD卡上。以上现有技术均不是基于虚拟化技术的网络安全在线实操考试系统。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种省时方便的基于虚拟化技术的网络安全在线实操考试系统及方法，其能更好地培养与选拔优秀的网络安全的人才。

本发明的技术方案是：一种基于虚拟化技术的网络安全在线实操考试系统，包括：考试答题子系统，用于进行考试任务管理、在线答题、环境登录、考试环境部署、在线阅卷和成绩查看；

考试内容设计子系统，用于进行实操考试环境模板设计、试题库管理和试卷管理；

虚拟化管理平台，用于根据设计好的环境模板部署出实操考试的环境，并提供用户访问虚拟机及管理功能；

资源池，包括物理设备和虚拟设备，物理设备包括实体主机、安全设备和网络设备；虚拟设备包括虚拟机、虚拟路由器，在虚拟设备之上有虚拟化管理程序，向上为虚拟化管理平台提供虚拟设备操作的API，并对物理设备进行虚拟化。

所述考试答题子系统包括考试管理模块、环境部署模块、环境登录模块、在线答题模块和在线阅卷与成绩模块。

所述考试内容设计子系统包括三个部分：环境模板设计、试题库管理、试卷管理。

一种基于虚拟化技术的网络安全在线实操考试方法，采用虚拟化技术构建考试的实操环境，在实操环境中配置考试的各种试题，答题人登录到实操环境中，然后根据给出的题干，取得环境中预置的答案，并在答题系统上提交答案，获得考分。

采用上述的基于虚拟化技术的网络安全在线实操考试系统进行在线实操考试，包括如下步骤：

通过考试答题子系统进行考试管理、在线答题、环境登录、考试环境部署、在线阅卷和成绩查看的步骤；

通过考试内容设计子系统进行环境模板设计、试题库管理和试卷管理的步骤；虚拟化管理平台根据设计好的环境模板部署出实操考试的环境，用户访问虚拟机的步骤；

虚拟化管理程序为虚拟化管理平台提供虚拟设备操作的API，并对物理设备进行虚拟化的步骤。

所述考试管理包括：

新建考试任务；

管理员对新建完但没有下发考试任务给考生的考试进行修改；

管理员在考试任务新建完毕并确认正确的情况下对考试的实操环境进行部署。

所述在线答题和环境登录包括：

考生登录到考试答题子系统；

考生查看与自己相关的考试任务；

考试时间到了以后，考试任务自动更新为考试中状态；在考生确认开始答题的操作下，系统开始倒计时，并开放环境登录的入口，此时考生查看到完整的试卷及整个环境的入口地址、用户名、密码；

考生根据系统提供的地址及用户名、密码可远程登录到实操环境，开始答题；考试时间结束后，系统不再允许用户答题；实操环境也不再允许用户登录，还处在登录状态中的用户自动退出实操环境。

环境模板定义环境的网络及虚拟机的详情，虚拟机定义虚拟机模板；其中实操题目的内容定义在虚拟机模板中；

试题库管理包括：对试题进行管理，设计员进行试题库的增、删、改、查操作；设计实操题题干及绑定设计好的环境模板；

试卷管理包括：新增试卷，设计员挑选试题库中的试题，并设置试题的分数、考试时长；对试卷进行增、删、改、查及发布；对发布后的试卷，考试答题子系统中的考试管理员预览及使用试卷。

本发明基于虚拟化技术的网络安全在线实操考试系统，省时方便，实用性强，适应范围广，能节省时间、人力与资源，具备普遍性。系统采用虚拟化技术构建考试的实操环境，在实操环境中配置考试的各种试题，答题人登录到实操环境中，然后根据给出的题干，利用网络安全相关的技术手段取得环境中预置的答案，并在答题系统上提交答案，获得考分。采用本发明，能更好地培养与选拔优秀的网络安全的人才。

附图说明

图1为本发明基于虚拟化技术的网络安全在线实操考试系统结构示意图；

图2为本发明中考试答题子系统功能模块图；

图3为本发明中考试内容设计子系统功能模块图。

具体实施方式

为了更清楚的描叙本发明，下面结合附图对系统的具体实施方式做进一步说明。

如图1所示，本发明基于虚拟化技术的网络安全在线实操考试系统主要分为四个部分，分别为考试答题子系统、考试内容设计子系统、虚拟化管理平台及资源池。基于虚拟化技术的网络安全在线实操考试方法，采用虚拟化技术构建考试的实操环境，在实操环境中配置考试的各种试题，答题人登录到实操环境中，然后根据给出的题干，利用网络安全相关的技术手段取得环境中预置的答案，并在答题系统上提交答案，获得考分。

采用基于虚拟化技术的网络安全在线实操考试系统进行在线实操考试，包括如下步骤：通过考试答题子系统进行考试管理、在线答题、环境登录、考试环境部署、在线阅卷和成绩查看的步骤；通过考试内容设计子系统进行环境模板设计、试题库管理和试卷管理的步骤；虚拟化管理平台根据设计好的环境模板部署出实操考试的环境，用户访问虚拟机的步骤；虚拟化管理程序为虚拟化管理平台提供虚拟设备操作的API，并对物理设备进行虚拟化的步骤。

分述如下：

一、考试答题子系统及相关具体步骤。

如图2所示，考试答题子系统面向考生和考试管理员。考试答题子系统主要包括考试管理、环境部署、环境登录、在线答题、在线阅卷与成绩查看等模块。考试答题子系统主要提供考试任务管理、在线答题、环境登录、考试环境部署、在线阅卷、成绩查看等功能。

考试答题子系统主要为考生和考试管理员提供服务。针对考试管理员，管理员登录系统后，可以进行考试管理。考试管理主要包括新建考试、修改、删除考试的功能。

1、新建考试任务：管理员可查看及预览考试内容设计子系统中设计好并发布的试卷，选择好合适的试卷、添加待考试的考生账号，并设定考试的开始时间，完成新建考试。

2、管理员可对新建完但没有下发考试任务给考生的考试进行修改，可修改项包括考试的时间、考试配套的试卷以及待考试的考生等。

3、管理员在考试任务新建完毕并确认正确的情况下可对考试的实操环境进行部署。考试子系统将试卷中配置好的环境要求下发到虚拟化管理平台进行环境部署，环境部署是一个异步操作，考试管理子系统可定时的询问环境部署的进度与结果。

对于考生，考生登录到考试答题子系统后，可进行以下操作。

1、首页可看到与自己相关的考试任务。考试任务具有未开始、考试中、待阅卷、结束四种状态。考生可查看考试任务的开始时间、时长等。对于结束的考试可查看考试的成绩等。在考试时间未开始时，考生不能登录实操考试的环境与查看试题。

2、考试时间到了以后，考试任务自动更新为考试中状态。在考生确认开始答题的操作下，系统开始倒计时，并开放环境登录的入口，此时考生可看到完整的试卷及整个环境的入口地址、用户名、密码。

3、考生根据系统提供的地址及用户名、密码可远程登录到实操环境。一套实操环境对应试卷中的一道题或者多道题，每一道题的答案都预置在实操环境中的其中一台机器上，用户利用网络安全的知识通过一定的手段完成题干给出的任务，并在答题的提交框上提交结果。对于相同的题目，在不同的环境中答案也不相同。答案依赖于环境的中机器的相关信息，具有唯一性，即使有人获得了答案也不能共享给其他考生。

4、考试时间结束后，系统不再允许用户答题。实操环境也不再允许用户登录，对于还处在登录状态中的用户也自动退出实操环境。

考试时间结束后，考试管理员可对考生的答题进行审阅，对于客观题，系统自动给分，比如实操考试的试题以及其他客观题等。对于主观题，管理员对根据答题情况适当给分。在阅卷完毕，可进行成绩的统一发布。成绩发布后，考生可查看成绩。

二、考试内容设计子系统及相关具体步骤。

考试内容设计子系统主要为实操考试的内容设计人员提供服务，系统提供实操考试环境模板设计、试题库管理、试卷管理等功能。考试内容设计子系统主要面向考试内容设计人员，提供考试试卷的设计及管理功能。考试内容设计子系统包括三个部分：环境模板设计、试题库管理、试卷管理。如图3所示。

1、环境模板是对实操环境的描述，它定义了环境的网络及虚拟主机的详情。包括网络的IP段、网络开放的端口、虚拟机的IP等。虚拟主机主要定义了虚拟机采用的模板，CPU、内存、存储大小等。其中实操题目的内容定义在虚拟机模板中，比如是装了带有漏洞的系统、存在SQL注入的网站等。

2、试题库管理主要对试题进行管理。试题库包括实操题及传统的单选、多选、填空等其他主观题。设计员可进行试题库的增、删、改、查操作。对于实操题，主要设计题干及绑定设计好的环境模板。可多个实操题绑定同一个环境模板。

3、试卷管理主要是新增试卷，试卷的题目来自于试题库，设计员可挑选题库中的试题，并设置试题的分数、考试时长等。系统提供对试卷的增、删、改、查及发布的管理功能。对发布后的试卷，考试答题子系统中的考试管理员可以预览及使用试卷。

三、虚拟化管理平台及相关具体步骤。

虚拟化管理平台根据设计好的环境模板部署出实操考试的环境，并提供用户访问虚拟机及管理的功能。虚拟化管理平台(虚拟化管理子系统)为考试答题子系统的环境部署提供服务。在考试答题子系统请求环境部署时，它根据环境模板中定义的参数进行解析，并将整个环境的部署拆分成一系列的异步任务，向下调用资源池开放出来的API，利用虚拟化管理程序的虚拟化技术进行实例化。所有的异步任务执行完毕，部署才算完成。

四、资源池及相关具体步骤。

资源池(底层资源池)包括真实物理设备及虚拟化资源(基于虚拟化技术的虚拟设备)，其中物理设备包括实体主机、安全设备、网络设备等。虚拟设备主要包括虚拟机、虚拟路由器等虚拟化设备，在虚拟设备之上有虚拟化管理程序(hypervisor)，它向上为虚拟化管理平台提供虚拟设备相关操作的API，并对物理设备进行虚拟化。资源池对虚拟化管理程序的功能进行相关封装，并以WebService方式向上提供接口，虚拟化管理程序可对资源池中的物理资源进行虚拟化，也可进行其他的管理，包括虚拟网络的创建、虚拟机的启动、停止、销毁等。

以上所述仅为本发明的优选实施例，本发明的保护范围不限于此，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于虚拟化技术的网络安全在线实操考试系统，其特征是，包括：

考试答题子系统，用于进行考试任务管理、在线答题、环境登录、考试环境部署、在线阅卷和成绩查看；

考试内容设计子系统，用于进行实操考试环境模板设计、试题库管理和试卷管理；

虚拟化管理平台，用于根据设计好的环境模板部署出实操考试的环境，并提供用户访问虚拟机及管理功能；

资源池，包括物理设备和虚拟设备，物理设备包括实体主机、安全设备和网络设备；虚拟设备包括虚拟机、虚拟路由器，在虚拟设备之上有虚拟化管理程序，向上为虚拟化管理平台提供虚拟设备操作的API，并对物理设备进行虚拟化。

2.根据权利要求1所述的基于虚拟化技术的网络安全在线实操考试系统，其特征是，所述考试答题子系统包括考试管理模块、环境部署模块、环境登录模块、在线答题模块和在线阅卷与成绩模块。

3.根据权利要求1所述的基于虚拟化技术的网络安全在线实操考试系统，其特征是，所述考试内容设计子系统包括三个部分：环境模板设计、试题库管理、试卷管理。

4.一种基于虚拟化技术的网络安全在线实操考试方法，其特征是，采用虚拟化技术构建考试的实操环境，在实操环境中配置考试的各种试题，答题人登录到实操环境中，然后根据给出的题干，取得环境中预置的答案，并在答题系统上提交答案，获得考分。

5.根据权利要求4所述的基于虚拟化技术的网络安全在线实操考试方法，其特征是，采用权利要求1至3中任一项所述的基于虚拟化技术的网络安全在线实操考试系统进行在线实操考试，包括如下步骤：

通过考试答题子系统进行考试管理、在线答题、环境登录、考试环境部署、在线阅卷和成绩查看的步骤；

通过考试内容设计子系统进行环境模板设计、试题库管理和试卷管理的步骤；虚拟化管理平台根据设计好的环境模板部署出实操考试的环境，用户访问虚拟机的步骤；

虚拟化管理程序为虚拟化管理平台提供虚拟设备操作的API，并对物理设备进行虚拟化的步骤。

6.根据权利要求5所述的基于虚拟化技术的网络安全在线实操考试方法，其特征是，所述考试管理包括：

新建考试任务；

管理员对新建完但没有下发考试任务给考生的考试进行修改；

管理员在考试任务新建完毕并确认正确的情况下对考试的实操环境进行部署。

7.根据权利要求5所述的基于虚拟化技术的网络安全在线实操考试方法，其特征是，所述在线答题和环境登录包括：

考生登录到考试答题子系统；

考生查看与自己相关的考试任务；

考试时间到了以后，考试任务自动更新为考试中状态；在考生确认开始答题的操作下，系统开始倒计时，并开放环境登录的入口，此时考生查看到完整的试卷及整个环境的入口地址、用户名、密码；

考生根据系统提供的地址及用户名、密码可远程登录到实操环境，开始答题；

考试时间结束后，系统不再允许用户答题；实操环境也不再允许用户登录，还处在登录状态中的用户自动退出实操环境。

8.根据权利要求5所述的基于虚拟化技术的网络安全在线实操考试方法，其特征是，环境模板定义环境的网络及虚拟机的详情，虚拟机定义虚拟机模板；其中实操题目的内容定义在虚拟机模板中；

试题库管理包括：对试题进行管理，设计员进行试题库的增、删、改、查操作；设计实操题题干及绑定设计好的环境模板；

试卷管理包括：新增试卷，设计员挑选试题库中的试题，并设置试题的分数、考试时长；对试卷进行增、删、改、查及发布；对发布后的试卷，考试答题子系统中的考试管理员预览及使用试卷。