基于Vmware與GNS3網(wǎng)絡仿真環(huán)境的搭建

王鳳+娥溫+高磊+霍杰標

【摘 要】在信息和科技高速發(fā)達的今天，網(wǎng)絡已滲透到社會的各個領域，這使得對學生的培養(yǎng)更傾向于應用型，因此網(wǎng)絡實踐教學顯得更加重要了。文章在論述《路由與交換技術(shù)》實踐課程重要性的同時，也分析了當前計算機網(wǎng)絡實驗室的現(xiàn)狀，最后介紹了以虛擬機軟件VMware 和網(wǎng)絡模擬器軟件GNS3 由網(wǎng)絡適配器為紐帶構(gòu)建網(wǎng)絡實驗教學環(huán)境的具體方法，實現(xiàn)了在單臺計算機上搭建高性能網(wǎng)絡仿真實驗環(huán)境。

【關鍵詞】虛擬機；VMware；網(wǎng)絡模擬器；GNS3；仿真

0 前言

隨著信息和科技的迅猛發(fā)展，網(wǎng)絡已廣泛應用到社會各個領域，并對QOS（網(wǎng)絡服務質(zhì)量）和網(wǎng)絡設備性能的要求也越來越高。為了與國情緊密接軌，多數(shù)高校都早已開設網(wǎng)絡專業(yè)，我校在開設網(wǎng)絡技術(shù)和信息安全專業(yè)的基礎上，2012年又新增了物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)。路由與交換技術(shù)是上述專業(yè)的核心課程之一，它是一門理論與實踐并重的課程，網(wǎng)絡實驗室的重要性不言而喻。而現(xiàn)實是，實驗用的二層交換機、三層交換機、路由器、無線AP和語音設備等有線和無線網(wǎng)絡設備價格昂貴、更新快，學校很難為學生提供足量滿足需要的網(wǎng)絡實驗室。學生多、實驗室網(wǎng)絡設備少的狀況幾乎每所高校都存在，因此只能每次上實驗課時進行分組教學。我們學院的實驗室中只有四組設備，實驗的學生分成四組，部分同學實驗，其他人觀察，若要求深入理解網(wǎng)絡的組建與運行狀況、升華理論是不可能的，這就造成教師上課任務重，而學生學習效率低。鑒于上述問題，將網(wǎng)絡仿真軟件GNS3和虛擬機軟件Vmware引入到《路由與交換技術(shù)》教學中，用它們搭建虛擬網(wǎng)絡實驗平臺，不僅可以實現(xiàn)和真實網(wǎng)絡設備實驗幾乎一樣的效果，而且對于網(wǎng)絡工程仿真實踐也有很好的效果。

本文詳細介紹了利用虛擬機軟件Vmware （Virtual Machine ware）和 網(wǎng)絡仿真軟件GNS3 （Graphical Network Simulator） 實現(xiàn)虛擬網(wǎng)絡設備與Internet連通的實驗。仿真軟件的出現(xiàn)，使當前網(wǎng)絡設備匱乏問題應刃而解。

1 GNS3和Vmware介紹

GNS3是一款圖形化的網(wǎng)絡模擬器軟件，可以在多平臺（包括Windows， Linux， and MacOS等）運行。優(yōu)點是可以完美模擬出思科設備網(wǎng)絡環(huán)境，和PC機組建網(wǎng)絡（更易于各種網(wǎng)絡環(huán)境的構(gòu)建和測試）。因為擁有圖形化界面，GNS3簡單說它是dynamips的一個圖形前端，和直接使用dynamips相比要更容易上手、更具有可操作性。它整合了Dynamips 、wireshark（網(wǎng)絡封包分析軟件）、Dynagen（Dynamips的文字顯示前端）、wincap（公共的網(wǎng)絡訪問系統(tǒng)）等軟件。

Vmware是目前使用頻率較高的虛擬機軟件，具有良好的可操作性和實用功能，可以搭建服務器，仿真成度高可同時在一臺計算機上虛擬出多個操作系統(tǒng)，用于安裝 Linux、WIN7 等其它操作系統(tǒng)。VMware在多操作系統(tǒng)的支持上和執(zhí)行效率上都要比其他虛擬機軟件（如Virtual PC）更勝一籌。在提倡開源節(jié)流的今天，在網(wǎng)絡實驗及網(wǎng)絡工程仿真中經(jīng)常要用到多臺計算機，用虛擬機實現(xiàn)電腦一臺變多臺是一個非常不錯的選擇，特別是教師指導學生進行網(wǎng)絡課程實踐以及仿真實踐時，不必為設備擔心了。

2 虛擬網(wǎng)絡實驗平臺的搭建

互聯(lián)網(wǎng)簡單的說由三部分組成：客戶端，傳輸網(wǎng)，服務提供端。大部分模擬器只能模擬出來網(wǎng)絡部分（即傳輸網(wǎng)），GNS3也不例外，不同的是可以和計算機進行組網(wǎng)連接。我們用PC機做為客戶端，用GNS3模擬網(wǎng)絡環(huán)境，在Vmware模擬的操作系統(tǒng)下構(gòu)建服務器。GNS3能讓這三部分協(xié)調(diào)工作，互聯(lián)網(wǎng)的三個主要部分就已齊備，我們可以很好的模擬互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境，如果想實驗延伸一下，還可以對網(wǎng)絡進行抓包測試。

實驗過程：

（1）實驗環(huán)境是在GNS3下構(gòu)建的網(wǎng)絡環(huán)境，具體配置過程因篇幅有限部分省略，其中左側(cè)云狀部分C1節(jié)點代表Internet，右側(cè)R1，R2，R3，R4部分代表GNS3環(huán)境下構(gòu)建的虛擬網(wǎng)絡，本次實驗目的就是實現(xiàn)虛擬路由器可以訪問現(xiàn)實環(huán)境中的互聯(lián)網(wǎng)，驗證方法為虛擬路由器R4能夠ping通 www.baidu.com。

（2）在GNS3和計算機之間借助網(wǎng)卡建立一個連接，進入C1的節(jié)點配置模式，在以太網(wǎng)的NIO下拉菜單中顯示所有網(wǎng)卡，選中網(wǎng)卡，之后點擊“添加”，在C1里面安裝了你所選擇的網(wǎng)卡。

（3）給互聯(lián)網(wǎng)設置出口。為使虛擬網(wǎng)卡通過計算機安裝的網(wǎng)卡連接互聯(lián)網(wǎng)，需要對它進行設置， 打開“本地連接的屬性”，點擊“共享”菜單。允許其他網(wǎng)卡通過共享物理網(wǎng)卡的方式訪問Internet，在選擇一個專用網(wǎng)絡的下拉菜單中選擇是使用的虛擬網(wǎng)卡，然后點擊“確定”。

（4）對路由器R1，R2，R3，R4進行配置。給它們的接口各自配置一個IP地址，再配置一條默認路由，將下一跳地址設置為虛擬網(wǎng)卡的IP地址，于是路由器就會把數(shù)據(jù)包發(fā)送到虛擬網(wǎng)卡進行路由選擇，由于篇幅有限，僅給出R1配置的部分代碼：

（5）至此，理論上GNS3環(huán)境下構(gòu)建的虛擬網(wǎng)絡可以和互聯(lián)網(wǎng)進行通信，但執(zhí)行 ping www.baidu.com 時網(wǎng)絡是不通的，而ping 百度的IP地址時是通的，ping 它的域名地址卻是不通的。這是由于GNS3環(huán)境下路由器不能對域名進行解析造成的，因此需要對路由器進行最后的配置。

配置域名解析：

R2（config）#ipdomain-lookup

R2（config）#ipname-server 218.196.249.8

最后，執(zhí)行ping baidu.com，發(fā)現(xiàn)通了，實驗圓滿完成。

3 結(jié)論

由網(wǎng)絡模擬器軟件GNS3和 虛擬機軟件VMware搭建虛擬網(wǎng)絡實驗平臺優(yōu)勢明顯，其搭建方法簡單，成本低，效果好，（下轉(zhuǎn)第43頁）（上接第19頁）能完美的模擬實驗，和用真實的網(wǎng)絡設備實驗幾乎沒區(qū)別。與計算機相結(jié)合，可以幫助師生在有臺計算機的情況下，就可以做較為復雜的網(wǎng)絡實驗，同時也解決了網(wǎng)絡實驗室的資源匱乏的狀況。

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[責任編輯：曹明明]