幾款網絡模擬器軟件在計算機網絡實驗課程中的應用

☆ 陸承景

（柘榮職業技術學校，福建柘榮 355300）

計算機網絡實驗課程是計算機網絡專業最重要的實驗課程，由于計算機網絡實驗涉及的內容比較多，受實驗室條件的限制，在缺乏計算機網絡實驗硬件設備的條件下，如何開展計算機網絡實驗教學是值得研究的問題。通過在計算機網絡實驗教學中的實踐，發現可以借助幾款網絡模擬器軟件建立模擬實驗環境，開展計算機網絡的實驗教學，進行網絡仿真實驗。

網絡模擬器是專業研究機構和公司開發的網絡仿真工具軟件，是為網絡初學者設計的用于提供計算機網絡設計、配置和網絡故障排除模擬環境的學習平臺，它支持用戶進行仿真、虛擬和活動的網絡模型。網絡模擬器能夠模擬出各種網絡硬件設備，使用者可以在單機環境下設計拓撲結構，組建網絡進行仿真實驗。學生可以在網絡模擬器的網絡環境中，進行反復練習，不僅提高自己的實踐動手能力和解決實際問題的能力，而且提高了計算機網絡實驗效率，降低實驗成本。同時，培養學生組建、維護和管理網絡的能力，增強學生對計算機網絡理論和概念的掌握和理解。

目前，網絡模擬器種類繁多，一些網絡設備公司都積極開發與之相配套的網絡模擬軟件，思科、華為、AT＆T等網絡設備供應商都相繼推出網絡模擬器。廣受網絡、通信等專業的教學部門和培訓機構青睞的網絡模擬器主要有 Boson NetSim、Packet Tracer、Dynamips等模擬軟件，現就這幾款網絡模擬器軟件在計算機網絡實驗中的應用進行分析。

一、Boson Netsim網絡模擬器軟件及應用實例

Boson Netsim是Boson公司開發的一款網絡模擬軟件，它最先提出自定義網絡拓撲的功能，大多數人都使用它來練習CCNA和CCNP的實驗。它由Boson Network Designer（網絡拓撲圖設計）和Boson Netsim（實驗模擬器）兩部分組成。Boson NetSim能夠實現交換機基本實驗、路由器基本實驗、遠程訪問基本實驗以及進階實驗。路由實驗可以實現靜態路由，動態路由實驗如RIP，IGRP，0SPF等，還可以實現 ISDN、PPP、CHAP、NAT 地址轉換等實驗，可以組建基于核心層、匯聚層、接入層三層交換的高級網絡實驗，使用交換機實現虛擬局域網VLAN劃分的，生成樹、VTP、TRUNK等交換實驗。打開用Boson Network Designer設計好的網絡拓撲結構圖（*．top文件），對拓撲圖里的路由器、交換機、用戶機等網絡設備進行配置實驗。用戶可以在Boson NetSim中放入各種型號的路由器或交換機，配置各種協議命令，觀察實驗結果，對運行的協議進行診斷等。因此，Boson Netsim主要可用于完成部分網絡基礎類、部分網絡安全類和網絡管理類實驗。

例如：我們做路由器NAT實驗。

實驗拓撲圖（如圖1）：

圖1

實驗要求：

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 的網關 192．168．0．1 PC2 的網關 192．168．2．1

實驗目標：

內部的PC1需要訪問外部的服務器PC2，在路由器R1 上做地址轉換，將 192．168．0．0／24 轉換成192．168．1．10－192．168．1．20 之間的地址，并且做端口的地址復用。

配置步驟：

第一步，配置所有接口的IP地址，并測試連通性。

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

第三步，測試。

二、Packet Tracer模擬器軟件及應用實例

Packet Tracer軟件是Cisco公司開發的網絡模擬器工具軟件支持用戶建立仿真、虛擬和活動網絡模型。同其他仿真器一樣，Packet Tracer軟件通過一組簡化的網絡設備和協議模型，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絡拓撲結構。軟件中實現的IOS子集允許用戶配置設備，并可提供數據包在網絡中行進的詳細處理過程，展示網絡實時運行情況。

Packet Tracer軟件提供邏輯工作區（Logica1） 與物理工作區（Physica1）2個工作區，實時模式（Real－time）與仿真模式（simulation）2種工作模式，在邏輯工作區和實時模式下，利用網絡仿真設備可以靈活方便地建立各種計算機網絡實驗場景。Packet Tracer能夠模擬的終端設備有服務器、臺式機、PDA、IPPone等；中間設備包括交換機、路由器、廣域網網云等；傳輸媒體有串行線、CONSOLE線、光纖、雙絞線等；支持的協議有 TCP／IP、RIP、OSPF、EIGRP、PPP、幀中繼、DHCP、DNS、TELNET等協議。通常模擬設備包含3個配置選項窗口：PhysieM、Config和CLI。Physical選項窗口用于模擬更換設備的擴展模塊，Config選項窗口是以圖形界面方式對設備進行配置，CLI選項窗口用于以命令行方式對設備進行配置。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絡拓撲，并可提供數據包在網絡中行進的詳細處理過程，觀察網絡實時運行情況。因此，Packet Tracer主要可用于完成部分網絡基礎類、部分網絡安全類和網絡管理類實驗。

例如：我們做路由器串口PPP－PAP配置實驗（如圖2）。

圖2

實驗要求：通過serial口將路由器1和2相連。

實驗結果：通過serial口兩臺路由器可以ping通。

配置之前的設備：

過程同上。

配置之后的設備：

三、Dynamips模擬器軟件及應用實例

Dynamips是法國UTC大學的Christophe Fillot編寫的Cisco設備模擬器。可以運行在微軟（XP／2000／2003）或者Linux操作系統上，Dynamips不同于傳統的純軟件式模擬器，它模擬了多種型號的Cisco路由器的硬件平臺，用戶可以在模擬器中直接加載并運行真正的IOS鏡像，并且確保在絕大多數情況下得到的結果與真實設備的結果相同。相比較其他網絡模擬軟件，其優勢極其明顯。其他模擬平臺只是單純模擬配置命令，只局限在學習配置命令的層面，無法對網絡進行管理和故障分析與排查。而Dynamips平臺是使用虛擬機技術而且可以運行Cisco官方的設備操作系統（IOS），正是如此，在虛擬出的硬件平臺上具備物理設備的所有功能。但是Dynamips不能模擬交換機的功能。

Dynamips是一個純粹的命令行程序。當我們需要模擬一個由多臺設備組成的復雜網絡時，純粹的命令行配置會顯著地增加配置復雜度。許多第三方團體或個人開發了各種Dynamips的前端程序來簡化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備的型號、參數，以網絡的拓撲方式連接，主要可用于完成網絡管理類中高級和復雜的實驗以及部分網絡基礎類、部分網絡安全類實驗。

例如：我們做單區域OSPF路由協議的配置實驗（如圖 3）。

實驗拓撲：

圖3

實驗要求：

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協議，使1和2中的任意接口間可以連通。

實驗結果：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

本文通過介紹幾款網絡模擬器在計算機網絡實驗教學中的應用，并對幾款常用的網絡模擬器進行了簡單的分析，論述如何在計算機網絡實踐教學中利用網絡模擬器進行仿真實驗的過程。通過仿真實驗的教學實踐，一方面解決了因缺乏實驗設備無法開展計算機網絡實驗教學的問題，另一方面通過各種類型的網絡仿真設備構建和配置計算機網絡，加深學生對計算機網絡理論和概念的掌握和理解，培養學生組建、維護和管理計算機網絡的技能，達到通過實驗教學促進理論教學的目的，使學生將理論知識與實踐操作緊密結合起來從而提高了計算機網絡教學的效果。

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[5]Dynamips中文手冊．