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      下一代網絡數據中心防御清洗虛擬仿真實驗

      下一代網絡數據中心防御清洗虛擬仿真實驗

      實驗簡介面向下一代網絡的分布式拒絕服務攻擊防御虛擬仿真實驗項目基于現代網絡空間安全的理論與方法,通過仿真實驗,遵循從“簡單到復雜”、“局部到整體”的認知規律,以“網絡”、“服務”、“攻擊方法”和“防御方法”為實驗對象,通過參數設計,利用虛擬技術開發,旨在通過考察學生理解現代網絡的基本組成要素、分布式拒絕服務攻擊的原理和參數以及不同防御方法的原理,學會在真實攻擊場景下的防御部署技術。設計原則本項目遵循“能實不虛,虛實結合”的原則,將自主學習,合作交流和探究學

      東南大學

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      實驗簡介


      面向下一代網絡的分布式拒絕服務攻擊防御虛擬仿真實驗項目基于現代網絡空間安全的理論與方法,通過仿真實驗,遵循從“簡單到復雜”、“局部到整體”的認知規律,以“網絡”、“服務”、“攻擊方法”和“防御方法”為實驗對象,通過參數設計,利用虛擬技術開發,旨在通過考察學生理解現代網絡的基本組成要素、分布式拒絕服務攻擊的原理和參數以及不同防御方法的原理,學會在真實攻擊場景下的防御部署技術。



      設計原則


      本項目遵循“能實不虛,虛實結合”的原則,將自主學習,合作交流和探究學習相結合、知識性和趣味性相統一、交互式的人機界面作為教學方式方法,再現下一代網絡中數據中心面臨分布式拒絕服務攻擊的方法過程,使學生能理解現實世界中的分布式拒絕服務攻擊對網絡的影響及其防御方法,讓學生能夠突破時空限制開展下一代網絡中拒絕服務攻擊與防御的實驗。關注網絡空間安全專業學生的綜合性、實踐性學習需求,實行基于實際問題的互動式、研討式教學,體現自主式和探究式學習的特點,通過文字、圖片、視頻、三維仿真場景等多種媒介促進實驗教學開展,同時與線下實體實驗相結合、培養學生實踐能力、綜合分析能力和創新能力,顯著提升教學效果。具體而言:

      1) 培養實踐創新能力。借助虛擬仿真技術,三維呈現下一代網絡中涉及到控制器、SDN交換機、邊緣節點、數據中心服務等各個主體, 有利于加深學生的感性認識,通過第一視角的操作,能有效提升學生的實踐能力。

      2)培養綜合分析能力。通過熟悉實驗涉及到13個關鍵知識點,實際體驗主干網、數據中心網絡、邊緣網絡節點3種不同的場景,了解報文型、連接型、反射型3種不同的分布式拒絕服務攻擊手段以及偽造地址驗證、負載均衡和SDN清洗等3種不同的防御清洗方法,并學習如何綜合運用不同手段來進行不同類型攻擊的防御,能夠有效的鍛煉學生綜合分析問題的能力,有助于網絡空間安全創新型人才的培養。



      實驗目的


      本虛擬仿真項目分為四個實踐操作模塊,目的是使學生通過對虛擬仿真項目中每個模塊的操作,理解DDoS攻擊的產生到防御機制部署的各個環節的原理與影響因素,掌握網絡測量等專業課程的關鍵知識點。

      (1)模塊一:網絡拓撲結構

      通過該模塊掌握基于SDN技術的下一代網絡技術。了解SDN技術組網中控制器和數據節點如何通過控制協議實現路由等網絡層功能。掌握數據中心網絡的不同拓撲結構及其特性,掌握數據中心網絡拓撲設計要點及其對南北和東西不同方向流量的影響,掌握數據中心網絡性能測量的方法。

      (2)模塊二:DDOS攻擊

      掌握分布式拒絕服務攻擊的不同方法,掌握通過被動測量檢測分布式拒絕服務攻擊的方法。掌握服務性能測量的方法,掌握測量分布式拒絕服務攻擊對數據中心不同服務的性能影響的方法。

      (3)模塊三:網絡防御

      掌握不同的分布式拒絕服務攻擊防御和清洗技術,掌握在主干網和網絡邊緣節點部署防御和清洗技術的方法。

      (4)模塊四:綜合實驗案例

      通過南京青奧會綜合實驗案例,要求學生綜合考慮實際場景中不同防御方案的防御效果與部署成本,設計并部署一套綜合的DDoS防御機制,實現達到最優解的目的。

      通過本虛擬仿真實驗教學,可供學生直觀了解網絡拓撲在不同設計參數下的攻擊防御響應全過程,深刻掌握網絡攻擊的基本概念和原理,熟悉相關攻防過程和設計參數,采用任務型模式場景激發學生對實際應用的興趣,培養其創新意識和專業知識應用實踐能力,激發學生投身網絡空間安全事業的情懷和使命感。



      實驗要求


      (1)專業與年級要求

      本實驗開設為網絡空間安全、信息安全、計算機科學與技術等相關專業三年級及以上的學生。

      (2)基本知識和能力要求

      為提高網絡空間安全相關專業學生的綜合實踐和創新能力,學生可在教師的指導下,完成下一代網絡數據中心分布式拒絕服務攻擊的防御與清洗全流程的實驗。學生應具備以下能力和要求:

      1) 掌握計算機網絡、計算機網絡安全、網絡測量相關的基礎知識;

      2) 具備基本的實驗操作技能與實踐能力,以及一定程度的自主創新和獨立解決問題的能力;

      3) 具備一定的團隊合作意識;

      4) 能夠運用虛擬軟件開展實驗,并了解相關實驗安全規范。


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