CN111193791A - 基于b/s架构的实训系统和信息展示方法 - Google Patents

基于b/s架构的实训系统和信息展示方法 Download PDF

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陶松
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Abstract

本申请适用于计算机技术领域，提供了一种基于B/S架构的实训系统，所述系统包括服务端设备、交换设备和移动终端，所述服务端设备与所述移动终端之间通过所述交换设备进行通信；所述服务端设备搭建有实训平台，所述实训平台包括基础资源层、特征资源层、应用管理层和信息展示层，基础资源层、特征资源层、应用管理层和信息展示层之间通过预设接口进行通信。实现用户可以使用移动终端通过浏览器访问服务端设备所搭建的实训平台，从而不需要受到地理位置的限制，提高用户体验；以及通过分层递进的设计方式搭建实训平台，使得实训平台的各个模块更加合理化，减少模块冗余。

Description

基于B/S架构的实训系统和信息展示方法
技术领域
本申请属于计算机技术领域，尤其涉及基于B/S架构的实训系统和信息展示方法。
背景技术
随着信息技术的不断发展以及工业化的深度融合，工业信息安全实训成为重点。一些政府和学术机构开发了基于关键信息基础设施或工业控制系统的安全实验室，并将其作为教育和培训网络安全人员的训练平台。然而，现有的实训平台需要用户通过下载相关的客户端软件进行学习，这样需要用户在指定地点进行实训，使得用户体验性差。
发明内容
本申请实施例提供了基于B/S架构的实训系统和信息展示方法，可以解决现有实训平台需要用户在指定地点进行实训的问题。
第一方面，本申请实施例提供了一种基于B/S架构的实训系统，所述系统包括服务端设备、交换设备和移动终端，所述服务端设备与所述移动终端之间通过所述交换设备进行通信；
所述服务端设备搭建有实训平台，所述实训平台包括基础资源层、特征资源层、应用管理层和信息展示层，基础资源层、特征资源层、应用管理层和信息展示层之间通过预设接口进行通信。
本申请实施例基于B/S架构开发实训系统，实现用户可以使用移动终端通过浏览器访问服务端设备所搭建的实训平台，从而不需要受到地理位置的限制，提高用户体验；以及通过分层递进的设计方式搭建实训平台，使得实训平台的各个模块更加合理化，减少模块冗余。
第二方面，本申请实施例提供了一种基于实训系统的信息展示方法，包括：
获取交换设备转发的信息展示请求，所述信息展示请求携带信息展示类型；
响应所述信息展示请求，调用所述基础资源层中的基础资源构建虚拟环境；
在所述虚拟环境下，获取所述信息展示类型对应的预设特征资源，并构建所述预设特征资源对应的场景信息；
对所述场景信息进行展示。
可以理解的是，上述第二方面的有益效果可以参见上述第一方面中的相关描述，在此不再赘述。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请一实施例提供的实训系统示意图；
图2是本申请一实施例提供的实训平台的示意图；
图3是本申请一实施例提供的基于实训系统的信息展示方法的流程示意图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。
应当理解，当在本申请说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。
另外，在本申请说明书和所附权利要求书的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。
如背景技术相关介绍，现有的实训平台需要用户通过下载相关的客户端软件进行学习，这样需要用户在指定地点进行实训，使得用户体验性差。以及现在实训平台存在模块冗余、网页内容更新频率不合理等问题，无法满足关键信息基础设施或工业控制系统的广泛性、低成本、标准化教育培训的需求。
因此，本申请实施例提供一种基于B/S架构的实训系统，实现用户可以使用移动终端通过浏览器访问服务端设备所搭建的实训平台，从而不需要受到地理位置的限制，提高用户体验；以及通过分层递进的设计方式搭建实训平台，使得实训平台的各个模块更加合理化，减少模块冗余。
图1示出了本申请实施例提供的实训系统示意图。该实训系统包括服务端设备101、交换设备102和移动终端103，服务端设备101与移动终端设备103之间通过交换设备102进行通信，具体地，服务端设备101与交换设备102可进行有线或无线通信，交换设备102与移动终端103可进行有线或无线通信。
服务端设备101可以是独立服务器、集群服务器和云服务器等服务端设备，其可以部署于机构机房、实训室等物理环境。本申请实施例对服务端设备的具体类型不作任何限制。
交换设备102可以为网络交换机，网络交换机包括但不限于广域网交换机和局域网交换机。本申请实施例对交换设备的具体类型不作任何限制。
移动终端103可以是平板电脑、可穿戴设备、车载设备、增强现实(augmentedreality，AR)/虚拟现实(virtual reality，VR)设备、笔记本电脑、超级移动个人计算机(ultra-mobile personal computer，UMPC)、上网本、个人数字助理(personal digitalassistant，PDA)等终端设备，移动终端支持移动网络、互联网机局域网。本申请实施例对终端设备的具体类型不作任何限制。
在本申请一实施例中，通过移动终端上的浏览器访问服务器。当移动终端的浏览器采用互联网访问服务器时，传输数据通过广域网交换机进行转发。当移动终端的浏览器采用局域网访问服务器时，传输数据通过局域网交换机进行转发。本申请实施例通过浏览器访问服务器，消除了用户对实验室环境的依赖性，使得用户不受地理位置限制。
图2示出了本申请实施例提供的实训平台的示意图。实训平台搭载于服务端设备上，实训平台200包括基础资源层201、特征资源层202、应用管理层203和信息展示层204，基础资源层201、特征资源层202、应用管理层203和信息展示层204之间通过预设接口进行通信。
上述实训平台虚拟出信息安全攻防技术的实验场景，包括但不限于WEB攻防平台、应用攻防平台、威胁分析平台、数据挖掘平台、基线扫描平台、漏洞分析平台、木马分析平台等。同时实训平台可以向学生提供相关实验指导书和实验环境场景，满足教学需求。
上述预设接口可以为restful接口，其基于HTTP，可以使用XML格式定义或JSON格式定义。本申请实施例通过分层递进设计实训平台的各个功能层，使得实训平台的功能层或模块更具有合理性，减少模块冗余。
可选地，所述基础资源层能够提供基础资源，所述基础资源包括虚拟化管理资源和数据库资源；所述特征资源层能够提供特征资源，所述特征资源包括多种业务资源；所述应用管理层能够提供多种资源管理功能；所述信息展示层能够展示所述特征资源。
上述基础资源层为其他层提供基础支撑，例如计算资源、网络资源和存储资源的支撑，保证实训系统的底层逻辑正常运行。上述特征资源层为工业网络安全实训和实战提供资源环境，使得实训平台可以为用户提供多种实训模式，例如基于攻防资源的web攻防实训和应用攻防实训。上述应用管理层为实训平台的核心业务功能，其包括但不限于任务管理功能、题库管理功能、课程管理功能、场景管理功能和成绩管理功能。上述信息展示层为向用户展示内容的功能层，该层包括学生界面展示、教师界面展示和管理员界面展示。
进一步地，教师能够通过教师界面展示的内容管理培训课程和学生，并对学生进行考核；学生可以通过学生界面展示的内容按照培训计划或则个人兴趣选择课程内容进行学习，并完成相应的考核任务；管理员可以根据管理员界面展示的内容对系统用户角色、系统资源等进行配置管理。
可选地，管理员界面包括场景组件模块、任务管理模块、用户管理模块、系统资源模块、帮助管理模块和产品设置模块。
所述场景组件模块能够设置实验或实战的场景、拓扑和组件结构；所述任务管理模块能够查看和/或控制学生端进行的实验或实战的任务信息和考核任务；所述用户管理模块能够设置管理员、教师和班级名单，并可以设置用户组的权限；所述系统资源管理模块能够查看和管理设置于服务器上的虚拟机的状态信息，如CPU、内存、磁盘等信息；所述帮助管理模块用于，设置提供使用手册等；所述产品设置模块能够选择应用模式，如教育培训模式和安全研究模式。教育培训模式向用户提供教育培训运营和操作流程，安全研究模式向用户提供管控全局的安全信息和事件管理系统SIEM平台，可以方便教师进行安全研究和教学实验。
教师界面包括课程管理模块、学生管理模块、任务管理模块、知识管理模块等，其中，所述知识管理模块能够向学生界面提供带有标签的文章，便于学生了解知识。
学生界面包括个人中心、课程表和公共课程等。
可选地，上述虚拟化管理资源能够管理或生成虚拟机镜像，所述虚拟机镜像包含计算资源、网络资源和存储资源。具体地，当进行工业网络安全实训或实战时，管理(如开启或释放)虚拟机镜像；当进行工业网络安全实训或实战之前，生成虚拟机镜像，包括生成虚拟机环境和虚拟网络，并从资源池中配置虚拟机镜像的计算资源、网络资源和存储资源。
可选地，上述虚拟化管理资源通过配置预设虚拟机软件进行搭建，预设虚拟机软件可以是KVM虚拟机(Kernel-based Virtual Machine)，KVM为一款开源的虚拟机软件，其提供基于硬件技术支持的全虚拟化解决方案。具体地，KVM作为虚拟机的内核模块存在Linux系统内，与Linux系统共同构成虚拟化管理资源。
可选地，业务资源包括但不限于组件资源、场景资源、攻防资源、培训资源和组件监控资源，组件资源包括但不限于PLC(Programmable Logic Controller)组件、DCS(stributed Control System)组件、通讯网络组件和SCADA(Supervisory Control AndData Acquisition)组件。
可选地，系统还包括工业仿真模型，所述工业仿真模型能够对真实环境工业网络和环境进行复现仿真。
上述工业仿真模型基于真实关键信息基础设施和工业控制网络定制微缩工业仿真模型(例如电网、石油或之智能制造等)，其包括控制模块、工艺流程模块和沙盘仿真模块。通过建设仿真典型工业场景，面向真实环境工业网络和环境进行复现仿真，通过真实工业设备和I/O模块复现真实工艺流程，可以全方位建设、展示、研究和训练用户对真实攻击的认知和理解。
通过提供组件资源和工业控制系统仿真场景和工业控制网络仿真场景，基于这些场景并提供对应的指导材料，用户可以在场景中进行控制系统调试，尝试各种不同参数组合；同时，还可以接入攻击工具对仿真场景进行攻击测试等。在控制站硬件配置完成后，还能够接入计算机仿真系统，进行控制站控制组态的调试过程。
利用仿真的工业控制系统和工业控制网络环境，集合集成式的的攻防资源和指导手册，用户可以在平台中学习操作工控软件、漏洞验证、模拟生产过程、攻击关键的核心仿真设备PLC等，这些操作可以无限次重启，无论学生有无工程经验、操作实训，无论是学习新内容还是复习各种工艺操作流程、攻击和漏洞验证技术，错误了就可以从头再来，能够轻松实现学员学习培训的目标。
需要说明的是，上述装置/单元之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本申请方法实施例基于同一构思，其具体功能及带来的技术效果，具体可参见方法实施例部分，此处不再赘述。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。
图3示出了本申请实施例提供的一种基于实训系统的信息展示方法，包括：
S301，获取交换设备转发的信息展示请求，所述信息展示请求携带信息展示类型；
S302，响应所述信息展示请求，调用所述基础资源层中的基础资源构建虚拟环境；
S303，在所述虚拟环境下，获取所述信息展示类型对应的预设特征资源，并构建所述预设特征资源对应的场景信息；
S304，对所述场景信息进行展示。
本申请实施例基于B/S架构，服务端设备获取信息展示请求，该信息展示请求由移动终端的浏览器发送至交换设备，交换设备将该信息展示请求转发至服务端设备，使得实训操作不受地理因素限制，节约了资源成本；通过调用预设的基础资源构建虚拟环境，在所述虚拟环境下，获取所述信息展示类型对应的预设特征资源，并构建所述预设特征资源对应的场景信息，从而为用户提供多种场景资源，具有配置操作环境快速、回收虚拟资源便捷等特点，以满足关键信息基础设施或工业控制系统的广泛性和标准化；对所述场景信息进行展示，为用户提供仿真的操作环境，提高用户的体验。
可选地，所述调用所述基础资源层中的基础资源构建虚拟环境，包括：
调用所述基础资源层中的预设计算资源和预设网络资源；
根据所述预设计算资源和预设网络资源，构建虚拟机和虚拟网络。
可选地，所述构建所述预设特征资源对应的场景信息，包括：
获取用户的预设任务信息；
将所述预设特征资源结合所述预设任务信息，构建具有所述预设任务信息的场景信息。
可选地，所述获取用户的预设任务信息之前，还包括：
设置用户组，以及设置所述用户组内的每个用户的权限信息；
对每种权限信息设置对应的预设任务信息。
可选地，所述对所述场景信息进行展示，包括：
基于预设的工业仿真模型，将所述场景信息与所述预设工业仿真模型结合为仿真场景，对所述仿真场景进行效果展示。
可选地，所述对所述实训场景进行可视化展示之后，还包括：
根据预设使用信息，提示用户在所述场景信息下进行实训操作；
获取用户进行实训操作的操作信息；
若所述操作信息出现预设操作错误信息，则初始化所述场景信息。
可选地，所述方法还包括：
监控所述虚拟环境的状态信息；
基于所述状态信息，对所述虚拟环境进行负载均衡。
应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
本申请实施例还提供了一种服务端设备，该服务端设备包括：至少一个处理器、存储器以及存储在所述存储器中并可在所述至少一个处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述基于实训系统的信息展示方法实施例中的步骤。
本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现可实现上述各个方法实施例中的步骤。
本申请实施例提供了一种计算机程序产品，当计算机程序产品在移动终端上运行时，使得移动终端执行时实现可实现上述各个方法实施例中的步骤。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实现上述实施例方法中的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质至少可以包括：能够将计算机程序代码携带到拍照装置/终端设备的任何实体或装置、记录介质、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccess Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质。例如U盘、移动硬盘、磁碟或者光盘等。在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不可以是电载波信号和电信信号。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/网络设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/网络设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于B/S架构的实训系统，其特征在于，所述系统包括服务端设备、交换设备和移动终端，所述服务端设备与所述移动终端之间通过所述交换设备进行通信；
所述服务端设备搭建有实训平台，所述实训平台包括基础资源层、特征资源层、应用管理层和信息展示层，基础资源层、特征资源层、应用管理层和信息展示层之间通过预设接口进行通信。
2.如权利要求1所述的基于B/S架构的实训系统，其特征在于，所述基础资源层能够提供基础资源，所述基础资源包括虚拟化管理资源和数据库资源；
所述特征资源层能够提供特征资源，所述特征资源包括多种业务资源；
所述应用管理层能够提供多种资源管理功能；
所述信息展示层能够展示所述特征资源。
3.如权利要求2所述的基于B/S架构的实训系统，其特征在于，所述虚拟化管理资源能够管理或生成虚拟机镜像，所述虚拟机镜像包含计算资源、网络资源和存储资源。
4.如权利要求2或3所述的基于B/S架构的实训系统，其特征在于，所述虚拟化管理资源通过配置预设虚拟机软件进行搭建。
5.如权利要求2所述的基于B/S架构的实训系统，其特征在于，所述业务资源包括组件资源、场景资源、攻防资源、培训资源和组件监控资源。
6.如权力要求5所述的基于B/S架构的实训系统，其特征在于，所述组件资源包括PLC组件、DCS组件、通讯网络组件和SCADA组态软件。
7.如权利要求2所述的基于B/S架构的实训系统，其特征在于，所述资源管理功能包括任务管理功能、题库管理功能、课程管理功能、场景管理功能和成绩管理功能。
8.如权利要求2所述的基于B/S架构的实训系统，其特征在于，所述信息展示层包括学生界面、教师界面和管理员界面。
9.如权利要求1所述的基于B/S架构的实训系统，其特征在于，所述系统还包括工业仿真模型，所述工业仿真模型能够对真实环境工业网络和环境进行复现仿真。
10.一种基于实训系统的信息展示方法，其特征在于，包括：
获取交换设备转发的信息展示请求，所述信息展示请求携带信息展示类型；
响应所述信息展示请求，调用所述基础资源层中的基础资源构建虚拟环境；
在所述虚拟环境下，获取所述信息展示类型对应的预设特征资源，并构建所述预设特征资源对应的场景信息；
对所述场景信息进行展示。
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