几款网络模拟器软件在计算机网络实验课程中的应用

1、几款网络模拟器软件在计算机网络实验课程中的应用计算机网络实验课程是计算机网络专业最重要的实 验课程，由于计算机网络实验涉及的容比较多，受实验室条 件的限制，在缺乏计算机网络实验硬件设备的条件下，如何 开展计算机网络实验教学是值得研究的问题。通过在计算机 网络实验教学中的实践，发现可以借助几款网络模拟器软件 建立模拟实验环境，开展计算机网络的实验教学，进行网络 仿真实验。网络模拟器是专业研究机构和公司开发的网络仿真工 具软件，是为网络初学者设计的用于提供计算机网络设计、 配置和网络故障排除模拟环境的学习平台，它支持用户进行 仿真、虚拟和活动的网络模型。网络模拟器能够模拟由各种 网络硬件设备，使用

2、者可以在单机环境下设计拓扑结构，组 建网络进行仿真实验。学生可以在网络模拟器的网络环境 中，进行反复练习，不仅提高自己的实践动手能力和解决实 际问题的能力，而且提高了计算机网络实验效率，降低实验 成本。同时，培养学生组建、维护和管理网络的能力，增强 学生对计算机网络理论和概念的掌握和理解。目前，网络模拟器种类繁多，一些网络设备公司都积极 开发与之相配套的网络模拟软件，思科、华为、AT&T等 网络设备供应商都相继推出网络模拟器。广受网络、通信等专业的教学部门和培训机构青睐的网络模拟器主要有B oson NetSim> Packet Tracer、Dy n am i p s等模拟软件

3、，现就这几款网络模拟器软件在计 算机网络实验中的应用进行分析。一、Boson Netsi m网络模拟器软件及应用 实例Boson Net s im是Boson公司开发的i 款网络模拟软件，它最先提出自定义网络拓扑的功能，大多数人都使用它来练习CCNA和CCNP的实验。它由B。 son Network Designer （网络拓扑图设 计）和Boson Netsim （实验模拟器）两部分组 成。Boson NetSi m能够实现交换机基本实验、 路由器基本实验、远程访问基本实验以及进阶实验。路由实验可以实现静态路由，动态路由实验如R IP, I GRP, 0 S P F等，还可以实现 I SDN

4、、PPP、CHAP、N AT地址转换等实验，可以组建基于核心层、汇聚层、接入 层三层交换的高级网络实验，使用交换机实现虚拟局域网V LAN划分的，生成树、VTP、TRUNK等交换实验。打开用 BosonNetwork Designer设计好的网络拓扑结构图（？?. t o p文件），对拓扑图里的 路由器、交换机、用户机等网络设备进行配置实验。用户可以在B oson NetSi m中放入各种型号的路由器或交换机， 配置各种协议命令，观察实验结果，对运行的协 议进行诊断等。因此，BosonNetsi m主要可用于完成部分网络基础类、部分网络安全类和网络管理类实 验。例如：我们做路由器NAT实验。实

5、验拓扑图（如图1）:图1实验要求：实验目标：部的P C 1需要访问外部的服务器P C 2 ,在路由器R1上做地址转换，将192. 1 6 8. 0. 0 /2 4转换成 192. 168. 1. 10-192. 168. 1. 20之 间的地址，并且做端口的地址复用。配置步骤：第一步，配置所有接口的I P地址，并测试连通性。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，测试。二、Packet Trace r模拟器软件及应用实 例Packet Trace r软件是C i s c o公司开 发的网络模拟器工具软件支持用户建立仿真、虚拟和活动网 络模型。同其他仿真器一样，Packet Tracer 软件通过一组简化的网络设备和协议模型，让用户在软件的 图形用户界面上直接使用拖曳方法建立网络拓扑结构。软件 中实现的I O S子集允许用户配置设备，并可提供数据包在 网络中行进的详细处理过程，展示网络实时运行情况。Packet Tracer软件提供逻辑工作区(Lo g i c

8、a 1 )与物理工作区(Physical) 2个工 作区，实时模式(Rea 1 - t i m e )与仿真模式(s i m u 1 a t i o n) 2种工作模式，在逻辑工作区和实时模 式下，利用网络仿真设备可以灵活方便地建立各种计算机网 络实验场景。PacketTracer能够模拟的终端设备有服务器、台式机、PDA、IPPone等；中间设 备包括交换机、路由器、广域网网云等；传输媒体有串行线、 CONS OLE线、光纤、双绞线等；支持的协议有TCP /IP、RIP、OSPF、EIGRP、PPP、帧中继、 DHCP、DNS、TELNE T等协议。通常模拟设备包 含3个配置选项窗口： Ph

9、ysieM、Config和C LI。 Physical选项窗口用于模拟更换设备的扩展 模块，C o n f i g选项窗口是以图形界面方式对设备进行 配置，CL 选项窗口用于以命令行方式对设备进行配置。用户可以在软件的图形用户界面上直接使用拖曳方法建立 网络拓扑，并可提供数据包在网络中行进的详细处理过程， 观察网络实时运行情况。因此，Packet Tracer主要可用于完成部分网络基础类、部分网络安全类和网络 管理类实验。例如：我们做路由器串口PPP PA P配置实验（如图2）。图2实验要求：通过s e r i a 1 口将路由器1和2相连。实验结果：通过s e r i a 1 口两台路由器可

10、以p i n g通。DCR2#show ip interface br i e f配置之前的设备：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 :过程同上。配置之后的设备：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模拟器软件及应用实例D y n a m i p s是法国U T C大学的Christo p h e Fillo t编写的C i s c o设备模拟器。可 以运行在微软(XP/ 2000/20

15、03)或者L i n u x操作系统上，D y n a m i p s不同于传统的纯软件式模 拟器，它模拟了多种型号的C i s c。路由器的硬件平台， 用户可以在模拟器中直接加载并运行真正的I O S镜像，并 且确保在绝大多数情况下得到的结果与真实设备的结果相 同。相比较其他网络模拟软件，其优势极其明显。其他模拟平台只是单纯模拟配置命令，只局限在学习配置命令的层 面，无法对网络进行管理和故障分析与排查。而D y n a m i p s平台是使用虚拟机技术而且可以运行C i s c。官 方的设备操作系统（I o S）,正是如此，在虚拟由的硬件 平台上具备物理设备的所有功能。但是D y n a

16、m i p s不 能模拟交换机的功能。D y n a m i p s是一个纯粹的命令行程序。当我们需 要模拟一个由多台设备组成的复杂网络时，纯粹的命令行配 置会显著地增加配置复杂度。许多第三方团体或个人开发了 各种D y n a m i p s的前端程序来简化D y n a m i p s的配置过程。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通过类似INI文件格式的配置文件来定 义模拟设备的型号、参数，以网络的拓扑方式连接，主要可 用于完成网络管理类中高级和复杂的实验以及部分网络基 础类、部分网络安全类实验。例如：我们做单区域O S P F路由协议的配置实

17、验（如 图3 ）。实验拓扑：图3实验要求：在路由器1和2中分别启用OS PF协议，使1和2中 的任意接口间可以连通。r_ o 0_ o0_ o0PPPi实验结果：路由器1的任意I P地址和路由器2的任意I P地址间可以p i n g通。配置步骤：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做同样配置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、总结本文通过介绍几款网络模拟器在计算机网络实验教学中的应用，并对几款常用的网络模拟器进行了简单的分析，论述如何在计算机网络实践教学中利用网络模拟器进行仿真实验的过程。通过仿真实验的教学实践，一方面解决了因缺乏实验设备无法开展计算机网络实验教学的问题，另一方面通过各种类型的网络仿真设备构建和配置计算机网络，加深学生对计算机网络理论和概念的掌握和理解，培养学生组建、维护和管理计算机网络的技能，达到通过实验