基于Packet Tracer的校園網設計與仿真

蔣志松 霍旭輪

摘 要：信息技術的日趨成熟為各領域在管理機制及運營模式的完善與優化奠定了堅實的基礎，而教育事業也不例外。本文基于此，對Packet Tracer下校園網設計與仿真進行相關研討，旨在從根本上提升校園網的教學效益、管理效益及服務效益，以供參考。

關鍵詞：Packet Tracer；校園網；設計與仿真

就目前來看，校園網的總體設計原則是滿足學校、教師及學生三者共同的網絡需求，具有開放性，已實現教學資源和信息共享。因此基于Packet Tracer軟件的校園網設計與仿真，也應受到同行教師的高度重視。

一、Packet Tracer軟件的相關概述

Packet Tracer是由思科公司開發出的輔助學習軟件，其主要作用是為初學者提供設計、配置及網絡故障分析的模擬環境[1]。使用者可在軟件的用戶界面中更快的建立起網絡拓撲，并基于系統所提供的參數進行模擬，在網絡處理過程中，更為直觀的觀察網絡運行情況。因此，Packet Tracer軟件的應用能夠從根本上提升校園網設計與仿真過程中的質量及效率。

二、Packet Tracer下校園網的設計要求

在校園網設計與仿真期間，應明確相關設計要求，即：第一，校園網規模，其決定信息和資源的傳輸與儲存；第二，校園網應具有接入、匯聚及核心層等多層交換體系，并利用相關配置端口等連接各個節點，以更好的實現與外界網絡的連接與通訊；第三，設置不同類型的服務器，構建與外界之間的通訊平臺；第四，校園網設計時可以加入VPN撥號入網等其他輔助功能。

三、Packet Tracer下校園網的具體設計與仿真

（一）網絡設備在Packet Tracer下的校園網設計與仿真工作中，需應用到以下網絡設備：1.交換機。主要肩負起儲存及轉發的職責，以太網交換機的儲存及轉發技術為基礎，實現信息之間的轉發及交換；2.三層交換機。主要指具有部分路由器功能的交換配置，在原有基礎上加快與局域網下內數據及信息轉發效率，實現信息的多次轉發[2]；3.路由器。又稱網關設備，是互聯網的主要節點之一，通過路由策略將收到的數據包轉發出去，能有效降低了校園網中進行數據傳輸的網絡通道的堵塞風險。

（二）VLAN的設計與仿真。校園網設計與仿真中，VLAN的劃分應以校園不同的功能區為重要參考依據。根據校園網的實際需求，利用虛擬技術，無論網絡節點的增減、人員變動都不影響網絡管理和用戶體驗。具體而言，學校宿舍區VLAN的劃分應分別針對學生及教師宿舍；而教學區域應細化成機房、辦公室、教室及實驗室等劃分VLAN，以此提升校園網的功能，達到全面管理校園的目的。因此，虛擬網技術可提高網絡的安全性和靈活性。

（三）三層網絡結構設計與仿真。校園網設計期間應構建起三層結構模型，具體而言，此三層結果模型主要涉及以下方面：

第一，接入層。主要是最終用戶被允許接入網絡的點，并通過該層對校園網用戶及訪客起到過濾及流量控制。其中，接入層也需提供帶寬和第二層服務，將基于MAC地址的VLAN成員權限及數據流進一步篩選，從根本上保障校園網的安全性及運行高效性。接入層交換機的端口一般配置兩種協議，access和trunk。

第二，匯聚層。其主要功能是連接網絡接入層及核心層，為接入層提供數據的匯聚及傳輸處理，同時也可提供接入層虛擬網之間的互聯、控制和限制接入層對核心的訪問，能更好地保障核心層的安全和穩定。在校園局域網環境下，匯聚層可實現VLAN的聚合、學校部門級用戶的接入、學校廣播站等多點廣播域的劃分、保障信息介質的轉換及傳輸安全等；匯聚層交換機一般配置trunk。

第三，核心層。其主要功能是盡可能快的交換數據，是校園網重要組成部分。因此在設計與仿真期間應注重規避數據包操作或減慢數據交換的行為，避免在核心層使用訪問控制列表和數據過濾這類的功能。核心層具有以下功能：提供交換區的連接平臺；保證其他服務區塊的有效訪問；提升信息轉發數據包的效率。

（四）DHCP服務設計與仿真。DHCP服務主要指使網絡環境中的主機進行IP地址分配等。在應用Packet Tracer軟件打造DHCP中繼時，應結合校園網具體需求，選擇更為合適的DHCP服務器，降低配置時間和發生錯誤的可能性，更好的提升校園網運行高效性。

（五）外部網絡接入設計與仿真。在設計與仿真校園網外部網絡接入時，需配置路由器，并保證所配置的路由配置網絡地址已加入RIP協議，以實現網絡的連通；同時，兩個及多個路由器之間應將其時鐘頻率統一。并使用ACL訪問控制列表為網絡提供防火墻。

四、Packet Tracer下校園網的測試

為根本上保證校園網的運行效果符合相關設計要求，在設計與仿真完畢之后，還應基于Packet Tracer軟件對校園網進行測試，對其實際運行情況進行系統的評測，并以此發現校園網在設計與仿真過程中存在的局限性，而對原設計方案與流程進行不斷的優化和改進。

校園網的設計與仿真具有長期性和專業性，仍需對該項工作進行深入的研究及探討。就目前來看，利用Packet Tracer進行校園網設計過程中依然存在著諸多局限性，因此，為充分發揮校園網構建在促進學校信息化發展中的積極作用，更應從嚴謹的做好前期理論論證和需求調研收集工作入手，促進校園網可持續的發展進程。

參考文獻：

[1]張鶴飛，云紅艷，張德祥，井文英，錢成功.基于Packet Tracer的校園網設計與仿真[J].實驗室研究與探索，2017，36（10）：127-130+157.

[2]魏浩，郭新明，解爭龍.基于OPNET的校園網IP組播設計及仿真[J].福建電腦，2016，32（05）：33-34.