☆ 陸承景

（柘榮職業(yè)技術(shù)學(xué)校，福建柘榮 355300）

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)課程是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)專業(yè)最重要的實(shí)驗(yàn)課程，由于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)涉及的內(nèi)容比較多，受實(shí)驗(yàn)室條件的限制，在缺乏計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)硬件設(shè)備的條件下，如何開展計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是值得研究的問題。通過在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)可以借助幾款網(wǎng)絡(luò)模擬器軟件建立模擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境，開展計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)仿真實(shí)驗(yàn)。

網(wǎng)絡(luò)模擬器是專業(yè)研究機(jī)構(gòu)和公司開發(fā)的網(wǎng)絡(luò)仿真工具軟件，是為網(wǎng)絡(luò)初學(xué)者設(shè)計(jì)的用于提供計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)、配置和網(wǎng)絡(luò)故障排除模擬環(huán)境的學(xué)習(xí)平臺(tái)，它支持用戶進(jìn)行仿真、虛擬和活動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)模型。網(wǎng)絡(luò)模擬器能夠模擬出各種網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)備，使用者可以在單機(jī)環(huán)境下設(shè)計(jì)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，組建網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)。學(xué)生可以在網(wǎng)絡(luò)模擬器的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，進(jìn)行反復(fù)練習(xí)，不僅提高自己的實(shí)踐動(dòng)手能力和解決實(shí)際問題的能力，而且提高了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)效率，降低實(shí)驗(yàn)成本。同時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生組建、維護(hù)和管理網(wǎng)絡(luò)的能力，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)理論和概念的掌握和理解。

目前，網(wǎng)絡(luò)模擬器種類繁多，一些網(wǎng)絡(luò)設(shè)備公司都積極開發(fā)與之相配套的網(wǎng)絡(luò)模擬軟件，思科、華為、AT＆T等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備供應(yīng)商都相繼推出網(wǎng)絡(luò)模擬器。廣受網(wǎng)絡(luò)、通信等專業(yè)的教學(xué)部門和培訓(xùn)機(jī)構(gòu)青睞的網(wǎng)絡(luò)模擬器主要有 Boson NetSim、Packet Tracer、Dynamips等模擬軟件，現(xiàn)就這幾款網(wǎng)絡(luò)模擬器軟件在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用進(jìn)行分析。

一、Boson Netsim網(wǎng)絡(luò)模擬器軟件及應(yīng)用實(shí)例

Boson Netsim是Boson公司開發(fā)的一款網(wǎng)絡(luò)模擬軟件，它最先提出自定義網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞墓δ?，大多?shù)人都使用它來練習(xí)CCNA和CCNP的實(shí)驗(yàn)。它由Boson Network Designer（網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D設(shè)計(jì)）和Boson Netsim（實(shí)驗(yàn)?zāi)M器）兩部分組成。Boson NetSim能夠?qū)崿F(xiàn)交換機(jī)基本實(shí)驗(yàn)、路由器基本實(shí)驗(yàn)、遠(yuǎn)程訪問基本實(shí)驗(yàn)以及進(jìn)階實(shí)驗(yàn)。路由實(shí)驗(yàn)可以實(shí)現(xiàn)靜態(tài)路由，動(dòng)態(tài)路由實(shí)驗(yàn)如RIP，IGRP，0SPF等，還可以實(shí)現(xiàn) ISDN、PPP、CHAP、NAT 地址轉(zhuǎn)換等實(shí)驗(yàn)，可以組建基于核心層、匯聚層、接入層三層交換的高級(jí)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)，使用交換機(jī)實(shí)現(xiàn)虛擬局域網(wǎng)VLAN劃分的，生成樹、VTP、TRUNK等交換實(shí)驗(yàn)。打開用Boson Network Designer設(shè)計(jì)好的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖（*．top文件），對(duì)拓?fù)鋱D里的路由器、交換機(jī)、用戶機(jī)等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行配置實(shí)驗(yàn)。用戶可以在Boson NetSim中放入各種型號(hào)的路由器或交換機(jī)，配置各種協(xié)議命令，觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果，對(duì)運(yùn)行的協(xié)議進(jìn)行診斷等。因此，Boson Netsim主要可用于完成部分網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)類、部分網(wǎng)絡(luò)安全類和網(wǎng)絡(luò)管理類實(shí)驗(yàn)。

例如：我們做路由器NAT實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)拓?fù)鋱D（如圖1）：

圖1

實(shí)驗(yàn)要求：

路由器R1 路由器R2接口 IP地址 接口 IP地址FastEthernet0／1 192．168．1．1／24 FastEthernet 0／1 192．168．1．2／24 FastEthernet0／0 192．168．0．1／24 FastEthernet0／0 192．168．2．1／24 PC1 192．168．0．2／24 PC2 192．168．2．2／24 PC1 的網(wǎng)關(guān) 192．168．0．1 PC2 的網(wǎng)關(guān) 192．168．2．1

實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)：

內(nèi)部的PC1需要訪問外部的服務(wù)器PC2，在路由器R1 上做地址轉(zhuǎn)換，將 192．168．0．0／24 轉(zhuǎn)換成192．168．1．10－192．168．1．20 之間的地址，并且做端口的地址復(fù)用。

配置步驟：

第一步，配置所有接口的IP地址，并測(cè)試連通性。

第二步，R1＿config＃ip access－list standard 1

第三步，測(cè)試。

二、Packet Tracer模擬器軟件及應(yīng)用實(shí)例

Packet Tracer軟件是Cisco公司開發(fā)的網(wǎng)絡(luò)模擬器工具軟件支持用戶建立仿真、虛擬和活動(dòng)網(wǎng)絡(luò)模型。同其他仿真器一樣，Packet Tracer軟件通過一組簡(jiǎn)化的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和協(xié)議模型，讓用戶在軟件的圖形用戶界面上直接使用拖曳方法建立網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。軟件中實(shí)現(xiàn)的IOS子集允許用戶配置設(shè)備，并可提供數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡(luò)中行進(jìn)的詳細(xì)處理過程，展示網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)運(yùn)行情況。

Packet Tracer軟件提供邏輯工作區(qū)（Logica1） 與物理工作區(qū)（Physica1）2個(gè)工作區(qū)，實(shí)時(shí)模式（Real－time）與仿真模式（simulation）2種工作模式，在邏輯工作區(qū)和實(shí)時(shí)模式下，利用網(wǎng)絡(luò)仿真設(shè)備可以靈活方便地建立各種計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景。Packet Tracer能夠模擬的終端設(shè)備有服務(wù)器、臺(tái)式機(jī)、PDA、IPPone等；中間設(shè)備包括交換機(jī)、路由器、廣域網(wǎng)網(wǎng)云等；傳輸媒體有串行線、CONSOLE線、光纖、雙絞線等；支持的協(xié)議有 TCP／IP、RIP、OSPF、EIGRP、PPP、幀中繼、DHCP、DNS、TELNET等協(xié)議。通常模擬設(shè)備包含3個(gè)配置選項(xiàng)窗口：PhysieM、Config和CLI。Physical選項(xiàng)窗口用于模擬更換設(shè)備的擴(kuò)展模塊，Config選項(xiàng)窗口是以圖形界面方式對(duì)設(shè)備進(jìn)行配置，CLI選項(xiàng)窗口用于以命令行方式對(duì)設(shè)備進(jìn)行配置。用戶可以在軟件的圖形用戶界面上直接使用拖曳方法建立網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌⒖商峁?shù)據(jù)包在網(wǎng)絡(luò)中行進(jìn)的詳細(xì)處理過程，觀察網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)運(yùn)行情況。因此，Packet Tracer主要可用于完成部分網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)類、部分網(wǎng)絡(luò)安全類和網(wǎng)絡(luò)管理類實(shí)驗(yàn)。

例如：我們做路由器串口PPP－PAP配置實(shí)驗(yàn)（如圖2）。

圖2

實(shí)驗(yàn)要求：通過serial口將路由器1和2相連。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：通過serial口兩臺(tái)路由器可以ping通。

配置之前的設(shè)備：

過程同上。

配置之后的設(shè)備：

三、Dynamips模擬器軟件及應(yīng)用實(shí)例

Dynamips是法國(guó)UTC大學(xué)的Christophe Fillot編寫的Cisco設(shè)備模擬器?？梢赃\(yùn)行在微軟（XP／2000／2003）或者Linux操作系統(tǒng)上，Dynamips不同于傳統(tǒng)的純軟件式模擬器，它模擬了多種型號(hào)的Cisco路由器的硬件平臺(tái)，用戶可以在模擬器中直接加載并運(yùn)行真正的IOS鏡像，并且確保在絕大多數(shù)情況下得到的結(jié)果與真實(shí)設(shè)備的結(jié)果相同。相比較其他網(wǎng)絡(luò)模擬軟件，其優(yōu)勢(shì)極其明顯。其他模擬平臺(tái)只是單純模擬配置命令，只局限在學(xué)習(xí)配置命令的層面，無法對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行管理和故障分析與排查。而Dynamips平臺(tái)是使用虛擬機(jī)技術(shù)而且可以運(yùn)行Cisco官方的設(shè)備操作系統(tǒng)（IOS），正是如此，在虛擬出的硬件平臺(tái)上具備物理設(shè)備的所有功能。但是Dynamips不能模擬交換機(jī)的功能。

Dynamips是一個(gè)純粹的命令行程序。當(dāng)我們需要模擬一個(gè)由多臺(tái)設(shè)備組成的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)時(shí)，純粹的命令行配置會(huì)顯著地增加配置復(fù)雜度。許多第三方團(tuán)體或個(gè)人開發(fā)了各種Dynamips的前端程序來簡(jiǎn)化Dynamips的配置過程。其中，最著名的前端程序是Dynagen。Dynagen通過類似INI文件格式的配置文件來定義模擬設(shè)備的型號(hào)、參數(shù)，以網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浞绞竭B接，主要可用于完成網(wǎng)絡(luò)管理類中高級(jí)和復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)以及部分網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)類、部分網(wǎng)絡(luò)安全類實(shí)驗(yàn)。

例如：我們做單區(qū)域OSPF路由協(xié)議的配置實(shí)驗(yàn)（如圖 3）。

實(shí)驗(yàn)拓?fù)洌?/p>

圖3

實(shí)驗(yàn)要求：

DCR1 DCR2接口 IP地址 接口 IP地址Serial 0／2 192．168．2．1／24 Serial0 ／3 192．168．2．2／24 FastEthernet0／0 192．168．1．1／24 FastEthernet0／0 192．168．4．2／24 Loopback11 192．168．5．1／24 FastEthernet 0／1 192．168．3．2／24

在路由器1和2中分別啟用OSPF協(xié)議，使1和2中的任意接口間可以連通。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：路由器1的任意IP地址和路由器2的任意IP地址間可以ping通。

配置步驟：

四、總結(jié)

本文通過介紹幾款網(wǎng)絡(luò)模擬器在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用，并對(duì)幾款常用的網(wǎng)絡(luò)模擬器進(jìn)行了簡(jiǎn)單的分析，論述如何在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)踐教學(xué)中利用網(wǎng)絡(luò)模擬器進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)的過程。通過仿真實(shí)驗(yàn)的教學(xué)實(shí)踐，一方面解決了因缺乏實(shí)驗(yàn)設(shè)備無法開展計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的問題，另一方面通過各種類型的網(wǎng)絡(luò)仿真設(shè)備構(gòu)建和配置計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，加深學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)理論和概念的掌握和理解，培養(yǎng)學(xué)生組建、維護(hù)和管理計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的技能，達(dá)到通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)促進(jìn)理論教學(xué)的目的，使學(xué)生將理論知識(shí)與實(shí)踐操作緊密結(jié)合起來從而提高了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的效果。

[1]費(fèi)添林．在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程中組建Netsim虛擬實(shí)驗(yàn)室[J]．電腦知識(shí)與技術(shù),2009,(5)．

[2]徐晉濤,馮增才．計(jì)算機(jī)專業(yè)實(shí)訓(xùn)教學(xué)的研究與探索[J]．實(shí)驗(yàn)室科學(xué),2010,(13)．

[3]梁廣民．思科網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室CCNA實(shí)驗(yàn)指南[M]．北京:電子工業(yè)出版社,2009．

[4]蔣永國(guó),郭忠文,洪鋒．基于Packet Tracer5．0配置單區(qū)域和多區(qū)域 0SPF[J]．計(jì)算機(jī)教育,2009,(13)．

[5]Dynamips中文手冊(cè)．