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)課程中的應(yīng)用

1、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)課程中的應(yīng)用計(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(wèn)題。通過(guò)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)模擬器能夠模擬由各種 網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)備，使用

2、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(wèn)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B oson NetSim> Packet Tracer、Dy n am i p s等模擬軟件

3、，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 Netsi m網(wǎng)絡(luò)模擬器軟件及應(yīng)用 實(shí)例Boson Net s im是Boson公司開發(fā)的i 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(lái)練習(xí)CCNA和CCNP的實(shí)驗(yàn)。它由B。 son 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 NetSi m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(wèn)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R IP, I GRP, 0 S P F等，還可以實(shí)現(xiàn) I SDN

4、、PPP、CHAP、N AT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)V LAN劃分的，生成樹、VTP、TRUNK等交換實(shí)驗(yàn)。打開用 BosonNetwork Designer設(shè)計(jì)好的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖（？?. t o p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B oson NetSi m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，BosonNetsi m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)

5、驗(yàn)拓?fù)鋱D（如圖1）:圖1實(shí)驗(yàn)要求：實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)：部的P C 1需要訪問(wèn)外部的服務(wù)器P C 2 ,在路由器R1上做地址轉(zhuǎn)換，將192. 1 6 8. 0. 0 /2 4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I P地址，并測(cè)試連通性。第二步，R1 config#ipaccess list standard 1RI con f i g s t d nac 1 #pe rm it 1 9 2. 1 6 8. 0.0 255. 255. 255. 0RI config#ip nat pool ove rid

6、1 9 2. 1 6 8. 1.1 01 9 2. 1 6 8. 1.20 255.255.255.0R1 config#ip nat ins ide s ource list 1 pool overld ove r 1 o a dRI config#interface fastEthernet 0/0R 1 con f i g f 0/0# i p d en a t in fastn a t ou6 8.1.2ip nat translatR 1 conf ig#interfaceEthernet 0/1R 1 con f i g f 0 / 1 # i pi d eRI config# i

7、p route3.0.00.0. 0.01 9 2.10 .DCR4#showions第三步，測(cè)試。二、Packet Trace r模擬器軟件及應(yīng)用實(shí) 例Packet Trace r軟件是C i s c o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(guò)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I O S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(guò)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)(Lo g i c

8、a 1 )與物理工作區(qū)(Physical) 2個(gè)工 作區(qū)，實(shí)時(shí)模式(Rea 1 - t i m e )與仿真模式(s i m u 1 a t i o n) 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。PacketTracer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、 CONS OLE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、TELNE T等協(xié)議。通常模擬設(shè)備包 含3個(gè)配置選項(xiàng)窗口： Ph

9、ysieM、Config和C LI。 Physical選項(xiàng)窗口用于模擬更換設(shè)備的擴(kuò)展 模塊，C o n f i g選項(xiàng)窗口是以圖形界面方式對(duì)設(shè)備進(jìn)行 配置，CL 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(guò)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 PA P配置實(shí)驗(yàn)（如圖2）。圖2實(shí)驗(yàn)要求：通過(guò)s e r i a 1 口將路由器1和2相連。實(shí)驗(yàn)結(jié)果：通過(guò)s e r i a 1 口兩臺(tái)路由器可

10、以p i n g通。DCR2#show ip interface br i e f配置之前的設(shè)備：DCR1-FC-DCE:Route r con f i g#hos tname D C R 1DCR1 con f i g#use rname r2 password r2DCR1 conf ig#interface se rial 0/2DCR1 config s0/2#ip addr ess 1 9 2. 1 6 8. 1.1 255.255.255.0DCR1 con f i g s0/2#encaps ulation pppDCR1 config s0/2#ppp authent icat

11、 ion papDCR1 config s0/2#ppp pap sentusername r 1 password 0 LINEDCR1 con f i g s 0/2#phy s i c al layer speed 6 4 0 0 0DCR1 config s0/2#no shut downD C R 2 -MT-DT E :過(guò)程同上。配置之后的設(shè)備：DCR1-FC-DCE:Route r con f i g#hos tname D C R 1DCR1 con f i g#aaa authenti cat ion ppp test localDCR1 con f i g#use rnam

12、e r2 password r2DCR1 conf ig#interface s0 /3DCR1 config s0/3#ip address1 9 2. 1 6 8. 1.1 255.255.255.0DCR1 con f i g s0/3#encaps ulation pppDCR1 config s0/3#pppauthent icat ion pap testDCR1 config s0/3#ppppapsentusername r 1 password r 1DCR1 con f i g s 0/3#phy s i c al layer speed 6 4 0 0 0DCR1 con

13、fig s0/3#no shut downDCRl#show interface seri a 10/3D C R 2 -MT-DT E :Route r#cRoute r cC R 2DCR2 c o nDCR2 c o n cat ion pppD C R 2 cononfigonfig#hosfig#chinefig#aaatest 1 o cfig#usernt n a m e Ds ea u t h e n t ia 1a m e r 1password 0 LINEDCR2 conf ig#interface sO /3DCR2 config s0/3#ip addr ess 1

14、9 2. 1 6 8. 1.2 255. 255. 255. 0DCR2 con f i g s0/3#encaps ulation pppDCR2 config s0/3#pppauthent icat ion pap testDCR2 config s0/3#ppppapsentusername r2 password r 2DCR2 config s0/3#no shut down三、Dynamips模擬器軟件及應(yīng)用實(shí)例D y n a m i p s是法國(guó)U T C大學(xué)的Christo p h e Fillo t編寫的C i s c o設(shè)備模擬器?？?以運(yùn)行在微軟(XP/ 2000/20

15、03)或者L i n u x操作系統(tǒng)上，D y n a m i p s不同于傳統(tǒng)的純軟件式模 擬器，它模擬了多種型號(hào)的C i s c。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I O S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(wú)法對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行管理和故障分析與排查。而D y n a m i p s平臺(tái)是使用虛擬機(jī)技術(shù)而且可以運(yùn)行C i s c。官 方的設(shè)備操作系統(tǒng)（I o S）,正是如此，在虛擬由的硬件 平臺(tái)上具備物理設(shè)備的所有功能。但是D y n a

16、m i p s不 能模擬交換機(jī)的功能。D y n a m i p s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D y n a m i p s的前端程序來(lái)簡(jiǎn)化D y n a m i p s的配置過(guò)程。其中，最著名的前端程序是D y n a g e no D y n a g e n通過(guò)類似INI文件格式的配置文件來(lái)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O S P F路由協(xié)議的配置實(shí)

17、驗(yàn)（如 圖3 ）。實(shí)驗(yàn)拓?fù)洌簣D3實(shí)驗(yàn)要求：在路由器1和2中分別啟用OS PF協(xié)議，使1和2中 的任意接口間可以連通。r_ o 0_ o0_ o0PPPi實(shí)驗(yàn)結(jié)果：路由器1的任意I P地址和路由器2的任意I P地址間可以p i n g通。配置步驟：D C R 1 :DCR l c o n f i g # 1D C R 1 con f i g o r k 1 9 2. 1 6 8. 1 . area 0D C R 1 con f i g o r k 1 9 2. 1 6 8. 2 . area 0D C R 1 con f i g o r k 1 9 2. 1 6 8. 5 . area 0D C

18、 R 2做同樣配置D C R 1 # s h o w iDCR2#show iD C R 1 # s h o w i c eDCR l c o n f i g #outer o s p fs p f 1 # n e t w2 5 5. 2 5 5. 2 5 5. 0s p f 1 # n e t w2 5 5. 2 5 5. 2 5 5. 0s p f 1 # n e t w2 5 5. 2 5 5. 2 5 5. 0routerouteo s p f i n t e r f anterface 1 oo p b a c k 1 1DCR1 config ospf network pointtopointDCRl#show ip ospf interfac e四、總結(jié)本文通過(guò)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(guò)程。通過(guò)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(wú)法開展計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的問(wèn)題，另一方面通過(guò)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(guò)實(shí)驗(yàn)