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           武汉大学网络安全虚拟仿真实验教学中心在计算机实验教学中心的支持下,主要承担本科生的信息安全方向及相关的实验课程,以及面向校内外的网络安全实验资源开放共享服务。虚拟仿真实验教学包括基础性实验、专业课实验、综合实验以及科研创新实验等四个部分虚拟仿真实验资源组成。

网络安全虚拟仿真中心采用物联网、云计算、大数据技术、高速网络、智能计算等新技术,建立统一的实验云平台,打破不同操作系统、不同版本、不同网络接口支持的仿真系统软件信息壁垒,由服务器集群进行实验资源的多层次共享。无论校内外,师生统一登录访问cslab.whu.edu.cn 域名,以B/S 方式进入网络安全虚拟仿真实验教学中心,进行实验及学习。

采用虚拟现实技术、多媒体技术、数字仿真技术、服务器集群技术、高速网络等现代最新成果,在已建设成功的、功能强大的校园网IPV6 支持下,由10G光纤通信,连接实验云平台及计算机实验教学中心各实验室、校内科研平台与基地、校内外各实验终端。高速校园网系统100%覆盖全校,服务器存储容量达到200T,可满足多达3000人同时实验。

武汉大学计算机学科架构齐全,为中心实验平台的建设提供学科前沿技术支撑,提供软件工程、多媒体技术、可信计算、空天信息技术、计算机软件、计算机应用、计算机工程等技术支持。每年我校有大量的、高水平的“863”、“973”、国家自然科学基金等项目的科研成果,转化为中心的实验教学优势。

遵照《高等院校信息安全专业指导性专业规范》以及专业的实践能力体系(主要包含软件系统实践能力领域、硬件系统实践能力领域、密码学实践能力领域、网络安全实践能力领域、信息内容安全实践能力领域、创新实践能力领域)和实践教学体系的内容,武汉大学积极探索专业规范的落实情况与实践教学资源的建设,在计算机实验教学中心及信息安全实验室长期建设的基础上成立网络安全虚拟仿真实验教学中心,建成“网络安全虚拟仿真实验云平台”。

武汉大学“网络安全虚拟仿真实验教学中心”基于高性能计算系统搭建了网络安全虚拟仿真实验教学平台。该高性能计算系统由曙光集群、HP集群、HP SMP大型机、GPU集群、存储系统组成。其中, 曙光集群的峰值计算能力为19.64TFlops,包括93个计算节点、6个I/O节点、2个管理节点,每个节点2个CPU,每个CPU 12核,主频2.2GHz,节点内存128GB。节点由40Gbps的IB交换机互联。  HP集群的峰值计算能力为2.675Tflops,包括76个计算节点、10个I/O、2个管理节点,每个节点2个CPU,每个CPU 2核,主频2.2GHz,节点内存4GB,节点由10Gbps的IB交换机互联。

利用云计算平台可重构、资源虚拟化等特点,网络安全虚拟仿真实验云能够仿真多样化的网络环境,克隆多个网络安全实验环境,已解决网络安全实验的独占性和不可逆性等问题。

在基于高性能计算网格的云计算平台上,凭借云计算平台的强大计算能力以及云计算中的资源虚拟化优势,网络安全虚拟仿真实验云能够仿真多样化的网络环境,克隆多样化的网络安全实验环境,解决了网络安全实验的独占性和不可逆性等问题。

在网络安全虚拟仿真实验云的支撑层,我们构建并建设了多种硬件及系统仿真,比如网络拓扑仿真软件、硬件防火墙仿真软件等,克服网络安全实验设备昂贵,维护费时费力等问题。支撑层构建了一个虚拟仿真教学资源构件库平台,构件库包含基础环境构建库(包括网络拓扑结构、网络协议、操作系统、应用软件等)和信息安全资源构建库(包括密码、漏洞、恶意样本、防火墙等各类虚拟设备等)两类。该平台是整个虚拟仿真实验的软件基础。用户可以在该平台上按照标准接口自行设计和构建虚拟仿真教学资源。在实验教学时,可根据要求,组合各类构件资源形成虚拟仿真实验环境。学生即可在此环境下进行实验,平台亦提供教学管理功能,可自动对学生实验进行批判、打分。

在服务层,我们设计了面向全流程的实验能力及考核系统,不仅涵盖了基础实验模块、专业实验模块、综合实验模块和科研创新模块,还提供了多种网络访问模式、交互式体验模式、以及开放式实验接口。这不仅为实验资源的共享提供了有效支撑,开放式实验接口还能够提供实验模块的更新与修正的功能,以克服网络安全实验技术更新快等问题。

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