利用開源工具改革計算機網絡應用課程教學模式

秦寶龍

摘 要：以前計算機網絡應用教學，一般都在網絡實驗室搭建環(huán)境做實驗，這樣需要配備單獨的網絡實驗室，教學成本很高。如今的教學可以利用開源工具軟件，實現模擬網絡實驗環(huán)境的搭建，在提高教學質量的同時，又能節(jié)約成本。學生在自備的計算機上，也能用開源工具進行本課程的模擬實驗，提高動手能力。

關鍵詞：開源 模擬器 虛擬化 GNS3 eNSP VirtualBox

中圖分類號：G633 文獻標識碼：A 文章編號：1674-2117（2014）08-0014-02

1 什么是開源

開源軟件（open source software，簡稱為OSS，公開源代碼的軟件）具備可以免費使用和公布源代碼的主要特征。

開源軟件發(fā)展已經有幾十年的歷史，例如，計算機網絡領域中服務器端的Linux操作系統。開源無處不在，我們身邊很多智能手機、電視機和一些家用電器里使用的Android系統就是谷歌公司發(fā)布的開源軟件。在很多開發(fā)和生產環(huán)境中人們常使用開源軟件達到節(jié)約成本的目的。

開源GNS3是優(yōu)秀的網絡設備模擬器，華為公司的eNSP模擬器雖然不是開源但它是免費的。如今在計算機網絡應用教學中這些開源軟件發(fā)揮著重要作用。

2 在計算機網絡應用教學中需要哪些開源軟件

2.1 網絡設備模擬器的選擇

2.1.1 GNS3模擬器

Cisco的模擬器很多但是大部分都收費，對于初學者是不必要的。如果想學習Cisco網絡設備的使用，就要學習GNS3模擬器。GNS3是具有圖形化界面的，可以運行在多平臺（包括Windows， Linux， MacOS等）的網絡設備模擬軟件。它可以模擬Cisco的網絡設備并且能連接到真實系統中，能模擬實現與真實網絡環(huán)境完全一樣的效果。它能夠快速部署和搭建各種復雜的網絡環(huán)境，而且使用附帶的Wireshark協議分析工具分析網絡上傳輸的數據包，是網絡環(huán)境測試及計算機網絡應用教學的一件利器，在全世界廣受歡迎，它的開發(fā)和更新很快，版本更新及時。

2.1.2 eNSP模擬器

華為和Cisco在很多領域中是競爭對手，他們的設備配置命令和格式都存在很大差別，都有自己的私有協議來實現某些功能。國內很多支持民族品牌的企業(yè)和單位都在使用國產網絡設備，華為是其中的佼佼者。該公司全球化業(yè)務廣泛，設備性能也在不斷提升。所以如果想學習使用華為設備，就應選擇華為的eNSP模擬器來學習網絡配置管理。目前eNSP是免費軟件，而且各種功能很強大，更新頻率也比較快。

2.2 開源虛擬化軟件的使用

眾所周知，虛擬化就是把一臺計算機模擬成多臺計算機來使用，這也是目前最為流行的云計算的基礎。虛擬化給企業(yè)帶來眾多好處，如節(jié)省硬件投資、能源開銷和運維成本，提高硬件利用率和運維效率等。目前VMware的產品在虛擬化領域被廣泛使用，它的一款成熟的產品VMware Workstation在Windows平臺上使用，但它是收費軟件。而在開源領域VirtualBox完全能實現此功能，現在越來越多的人開始使用它。

2.3 開源操作系統

模擬搭建一個綜合的網絡環(huán)境，不能缺少服務器操作系統，在開源領域這樣的系統數不勝數，應用最流行的當屬RedHat Linux。它的企業(yè)版Linux系統可以免費使用，但升級和技術支持是需要付費的。而它的社區(qū)版CentOS系統基本功能一樣，完全能滿足一般生產和實驗環(huán)境的搭建。如果在桌面環(huán)境想使用開源的系統，可以選擇Fedora或Ubuntu等。

2.4 免費的遠程管理工具

很多網絡管理員都用過開源Putty軟件，確實很好用。但是，在大規(guī)模的網絡管理中，筆者認為還是XShell方便。XShell是商業(yè)化的軟件，但是它有針對學校定制的免費版本，功能強大，用起來很方便。

3 搭建網絡應用實驗平臺

3.1 傳統計算機網絡應用課程教學

以前我們講授計算機網絡應用課程時，先進行理論講解，然后學生分組，在網絡實驗室中對幾臺網絡設備進行配置學習。在此教學模式下學生動手實踐少，課后無法進行深入學習，影響了知識點的鞏固和連貫性。而且每次課前搭建實驗環(huán)境需要耗費很多時間，教學投入非常大，這種教學模式制約了學生的動手能力，效率不高。

3.2 利用開源工具搭建計算機網絡應用課程實驗環(huán)境

3.2.1 安裝與配置網絡設備模擬器

若使用GNS3模擬器，可以從http：//www.gns3.net/網站上找到最新版本的GNS3軟件下載鏈接，根據個人計算機所使用的操作系統類型及版本，對照下載相應版本的GNS3即可。它的安裝很簡單，一般默認安裝即可。

安裝好GNS3后，我們從網絡上搜索并下載Cisco路由器操作系統ios的鏡像文件，然后加載到GNS3模擬器里。

GNS3主要模擬路由器、交換機、防火墻以及主機，并通過虛擬接口與外部虛擬機或網絡進行連接，模擬效果非常好。

若要使用華為的eNSP模擬器，可以從華為官方網站http：//www.huawei.com.cn/上搜索、下載和安裝。eNSP模擬器功能同樣強大，可以與外部主機或網絡進行連接互通，如果正在使用或將來要使用華為的網絡設備，用它來規(guī)劃設計網絡拓撲是不錯的選擇，對于網絡教學也是非常好用的工具。

3.2.2 VirtualBox的安裝使用

一般計算機網絡應用課程教學中都會用到一些網絡操作系統，如FTP服務、WEB服務、NTP服務、DNS服務，等等，都是網絡設計中必不可少的元素。平時我們需要使用多臺服務器支撐這些應用，但是如果用VirtualBox就可以在個人計算機上做這些工作，這就是虛擬化。此軟件可以在https：//www.virtualbox.org/網站上找到最新版本下載并安裝使用。

接下來從開源Linux的網站上下載ISO鏡像文件，安裝在已配置好的VirtualBox虛擬機里。這些系統可以結合GNS3建立綜合的實驗環(huán)境，實現復雜網絡架構的模擬測試。這樣在一臺計算機上就能模擬實現各種網絡環(huán)境的搭建和測試實驗。

3.2.3 遠程管理工具的使用

網絡環(huán)境搭建后需要一種工具來遠程統一管理這些網絡設備和服務器操作系統。XShell是一款功能強大的安全終端模擬軟件，支持SSH和TELNET等協議，能夠實現從互聯網到遠程主機的安全連接。可以下載使用Xshell的免費版本，為了安全起見把網絡設備和服務器操作系統都配置SSH協議，使用加密技術進行通信，保證信息傳遞的安全性。

總之，如今開源世界正如火如荼，在開源的世界里我們能夠找到需要的解決方案，應用在計算機網絡應用教學中。在以后的教學和實驗中我們還會找到更多的開源工具提高教學質量。

（內蒙古警察職業(yè)學院，內蒙古 呼和浩特 010010）

參考文獻：

[1]汪慶淼.GNS3在計算機網絡實驗教學中的應用[J].高校實驗室工作研究，2012，（6）.

[2]劉磊.基于VirtualBox的Linux教學及實驗環(huán)境的構建[J].教學園地，2012，（10）.endprint