思科網(wǎng)絡(luò)設(shè)備實(shí)訓(xùn)室仿真集成方案

趙鍇

目前針對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備配置的機(jī)房造價(jià)較高而效率較低，如何在保證低造價(jià)的情況下設(shè)計(jì)一個(gè)能仿真大量思科網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，滿足學(xué)生實(shí)驗(yàn)需要的網(wǎng)絡(luò)配置環(huán)境，成了多數(shù)學(xué)校的當(dāng)務(wù)之急。經(jīng)過(guò)本設(shè)計(jì)后，每臺(tái)計(jì)算機(jī)可以獨(dú)立使用思科進(jìn)行二層和三層的網(wǎng)絡(luò)配置仿真實(shí)驗(yàn)，并可將虛擬設(shè)備與物理設(shè)備結(jié)合在一起進(jìn)行綜合性較強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)，同時(shí)方便了學(xué)生使用，并可以方便地創(chuàng)建新的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渑渲谩?/p>

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理專業(yè)的核心課程之一就是路由交換機(jī)的配置與規(guī)劃。由于思科公司的產(chǎn)品在市場(chǎng)上的占有率超過(guò)65%，而其他多數(shù)公司的設(shè)備的配置界面又與思科類似，故在多數(shù)學(xué)校中，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備配置類的課程以思科設(shè)備為主。但是在應(yīng)用中存在思科產(chǎn)品價(jià)格高、搭建網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫褂迷O(shè)備數(shù)量多、學(xué)生配置時(shí)效率低等缺點(diǎn)，尋找適合的思科產(chǎn)品仿真方法成了降低教學(xué)成本、提高學(xué)生實(shí)踐能力的一條有效途徑。

1 相關(guān)背景說(shuō)明

針對(duì)思科產(chǎn)品的仿真軟件在近幾年主要有以下幾種，但都存在不同程度的缺點(diǎn)。

1）Cisco Packet Tracer。如名稱所示，該軟件為思科公司官方出品，優(yōu)點(diǎn)是可以模擬路由器、三層交換機(jī)、二層交換機(jī)、廣域網(wǎng)，其界面友好，配置使用方便；缺點(diǎn)是只能進(jìn)行CCNA程度的初級(jí)拓?fù)浞抡妫狈Ω邔哟蔚墓δ埽贿m合更深入的教學(xué)應(yīng)用。

2）GNS3和Dynamips。這兩種軟件對(duì)于路由器的模擬仿真使用相同的核心，但是GNS3具備圖形拓?fù)湟?guī)劃界面，比后者更方便。其優(yōu)點(diǎn)是兩者都可以加載真實(shí)的思科IOS進(jìn)行仿真，所以可以支持思科7200以下路由器的多數(shù)特性；缺點(diǎn)是不能仿真交換機(jī)，如果需要交換機(jī)的部分功能，依靠在路由器中加載交換模塊實(shí)現(xiàn)，但是交換模塊只能實(shí)現(xiàn)部分交換機(jī)的功能，而且配置命令與交換機(jī)不同。

3）IOU。最新的思科設(shè)備仿真軟件為IOU，其分為支持三層特性的映像和支持二層特性的映像兩種。該軟件為思科公司制作，源自于真實(shí)的IOS，可以運(yùn)行于Linux系統(tǒng)下。其優(yōu)點(diǎn)是可以支持大多數(shù)的配置命令，可以自行搭建拓?fù)洌蝗秉c(diǎn)是搭建同時(shí)具備二層和三層特性的拓?fù)鋾r(shí)需要特殊操作，而且不支持二層的小部分特性，而且由于運(yùn)行于Linux，學(xué)生不熟悉。

除此之外的其他仿真軟件，如Boson Netsim、YS-RouteSim等軟件，又只能支持部分命令，僅能做部分實(shí)驗(yàn)。

本文對(duì)使用IOU構(gòu)建基于Windows XP及以上系統(tǒng)的思科設(shè)備仿真系統(tǒng)方案進(jìn)行論述。

2 方案論述

2.1 構(gòu)建Windows系統(tǒng)下的Linux模擬環(huán)境

如果在機(jī)房中使用Linux系統(tǒng)，一般可以安裝虛擬機(jī)或者直接規(guī)劃磁盤(pán)安裝雙系統(tǒng)。前者的缺點(diǎn)是虛擬機(jī)需要較大的磁盤(pán)、CPU和內(nèi)存資源，對(duì)計(jì)算機(jī)配置要求比較高。后者則不利于計(jì)算機(jī)管理，因?yàn)長(zhǎng)inux系統(tǒng)一般沒(méi)有還原軟件或還原卡支持，極易出現(xiàn)故障。為了節(jié)省計(jì)算機(jī)資源，同時(shí)方便學(xué)生使用，故此選擇在Windows系統(tǒng)下安裝andLinux軟件。該軟件模擬了Linux環(huán)境，可以支持IOU的運(yùn)行，同時(shí)方便在Windows系統(tǒng)中對(duì)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湮募M(jìn)行讀寫(xiě)。

圖1

andLinux系統(tǒng)的安裝和使用本文不贅述，僅說(shuō)明其主要配置。創(chuàng)建IOU的工作目錄，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。其中router目錄放置路由器仿真軟件，switch放置交換機(jī)放置軟件，test目錄放置拓?fù)浼胺抡鎲?dòng)文件。如果需要，也可以自行創(chuàng)建新的拓?fù)淠夸洠亲⒁獠灰褂眠^(guò)長(zhǎng)或英文目錄。router目錄里包括IOU的路由映像86bi_linuxadventerprisek9-ms、序列號(hào)文件iourc和映像加載程序wrapper-linux；switch目錄與router目錄類似，但其映像文件為支持二層特性的i86bi_linuxl2-upk9-ms.M；test目錄中放置拓?fù)湔f(shuō)明文件NETMAP和仿真集成啟動(dòng)文件start.sh。然后將IOU文件拷貝到andLinux的安裝目錄中。

andLinux安裝成功后會(huì)在系統(tǒng)中創(chuàng)建虛擬網(wǎng)卡TAP-Colinux，其IP地址為192.168.11.1，而and-Linux系統(tǒng)的網(wǎng)卡IP地址默認(rèn)為192.168.11.150。使用安裝andLinux時(shí)候的用戶名和密碼登陸and-Linux系統(tǒng)后，輸入命令“sudo passwd root”，配置root用戶密碼，然后輸入命令“su – root”，切換到root用戶。

2.2 配置IOU的運(yùn)行環(huán)境

修改IOU目錄的權(quán)限：

2.3 編寫(xiě)仿真設(shè)備啟動(dòng)文件start.sh

本例如下：

-p后是該設(shè)備的端口號(hào)，本例是端口2000。-e后是啟動(dòng)的以太口模塊數(shù)，本例啟動(dòng)一個(gè)以太口模塊，上面有4個(gè)以太口，分別為e0/0、e0/1、e0/2、e0/3；如果是-e 2則啟動(dòng)兩個(gè)以太口模塊，端口分別為e0/0、e0/1、e0/2、e0/3、e1/0、e1/1、e1/2、e1/3。-s后是啟動(dòng)的Serial端口模塊，本例啟動(dòng)一個(gè)serial口模塊，其模塊序號(hào)為以太口模塊數(shù)加一，如-e1，則serial端口名為s1/0、s1/1、s1/2、s1/3；如果為-e2，則為s2/0、s2/1、s2/2、s2/3。也可以登錄路由使用show命令查看。-U后為啟動(dòng)映像的序號(hào)，其與NETMAP匹配。如果要仿真多臺(tái)路由器或交換機(jī)，可以添加多條相應(yīng)加載映像的語(yǔ)句。

其中注意設(shè)備端口號(hào)和映像的序號(hào)不可重復(fù)。對(duì)于仿真交換機(jī)來(lái)說(shuō)，一般不需要加載Serial端口模塊。telnet到交換機(jī)后，對(duì)端口使用switchport，即可將路由端口配置為交換端口。

2.4 拓?fù)湮募﨨ETMAP的說(shuō)明

本例中文件內(nèi)容為：

拓?fù)淙鐖D2所示。

該拓?fù)渲?號(hào)設(shè)備的e0/0端口連接到2號(hào)設(shè)備的e0/0端口，2號(hào)設(shè)備的e0/1端口連接到3號(hào)設(shè)備的e0/0端口。特別要注意不要連接以太端口到serial端口。

圖2

2.5 啟動(dòng)仿真設(shè)備

進(jìn)入實(shí)驗(yàn)拓?fù)淠夸洠疚臑閠est后執(zhí)行命令：

稍等片刻即可telnet到IP地址192.168.11.150端口2000登陸仿真路由設(shè)備1，其他的也類似。

2.6 停止所有仿真設(shè)備

需要時(shí)執(zhí)行命令“. ./stop.sh”，該文件放置于IOU目錄，文件內(nèi)容如下：

2.7 注意事項(xiàng)

在Windows使用記事板編輯shell腳本會(huì)在每行尾出現(xiàn)回車換行文件，Unix和Linux的shell無(wú)法識(shí)別該符號(hào)，會(huì)報(bào)錯(cuò)。可以使用UltraEdit等第三方軟件，也可以按照下面的方法處理。

1）vi -b start.sh。

2）在命令模式下輸入“%s/^M//g”，其中“^M”符不是“^”再加上“M”，而是由“Ctrl+v”“Ctrl+M”鍵生成的。

3）在命令模式下輸入wq,保存推出。

VI編輯點(diǎn)擊鍵盤(pán)Insert按鍵進(jìn)入編輯狀態(tài)，點(diǎn)擊Esc按鍵進(jìn)入命令模式狀態(tài)。

3 結(jié)束語(yǔ)

本仿真集成方案充分利用當(dāng)前計(jì)算機(jī)的資源，在雙核CPU和2 G內(nèi)存支持的情況下，可以順利仿真10臺(tái)以上思科路由或交換設(shè)備。其在投資很少的情況下對(duì)思科網(wǎng)絡(luò)設(shè)備做到90%以上的仿真。同時(shí)可以使用虛擬機(jī)軟件完成絕大部分網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)課的實(shí)驗(yàn)，做到了一機(jī)多用，能極大地降低教學(xué)成本。