電子郵件與域名解析實驗在仿真器中的設計與實現

摘要：為了使學生深入理解電子郵件傳輸和域名解析的工作原理，設計一套電子郵件與域名解析相結合的綜合型實驗。先規劃網絡拓撲，設計IP編址方案，配置電子郵件服務器和域名服務器參數，再在Cisco Packet Tracer仿真器中實現和驗證，并觀察網絡數據包的傳輸過程和報文格式。教學實踐證明，該實驗能顯著提高學生對電子郵件協議和域名解析協議的理解，教學效果良好。

關鍵詞：電子郵件;域名解析;仿真器;實驗教學

中圖分類號：G64 文獻標識碼：A 文章編號：1 006-8228（2020）08-49-04

0 引言

計算機網絡課程是大學計算機類、通信類等工科專業的核心課程之一，在人才培養方案中占有重要的地位，課程教學質量直接關系到人才培養的質量[1-4]。計算機網絡課程的部分知識點比較抽象、難以理解，而實踐教學能加深學生對理論知識的理解，提高學生解決實際問題的能力[5-9]。電子郵件是計算機網絡中最常見的網絡應用之一，域名解析是計算機網絡一個重要服務，搜索設計電子郵件實驗和域名解析實驗相關文獻，發現單獨設計電子郵件或域名解析實驗的文獻較多，例如舒小松[10]設計并實現基于思科模擬器中不同VLAN之間發送電子郵件實驗，陸利剛[11]設計并實現基于Packet Tracer的域名解析系統教學實驗，但是未發現設計電子郵件與域名解析相結合的實驗，本文利用電子郵件系統的工作原理設計一個兩者相結合的綜合型實驗這[12]，并在Cisco Packet Tracer仿真軟件中實現，取得良好的教學效果。

1 電子郵件系統

電子郵件系統由用戶代理、電子郵件服務器和電子郵件協議三個部分組成，用戶代理是郵件客戶端軟件，用于撰寫、編輯、收發電子郵件，電子郵件服務器用于接收、存儲、轉發和傳輸電子郵件，電子郵件傳輸過程如圖1所示[12]。

2 實驗設計與實現

電子郵件與域名解析實驗的實驗環境是CiscoPacket Tracer仿真平臺，實驗內容包括網絡拓撲規劃、IP編址、郵件服務器配置和域名服務器配置等。

2.1 實驗拓撲結構圖

實驗拓撲結構如圖2所示，PCO、DNSl和MAIL-Serverl屬于同一個局域網，PCl、DNS2和MAIL-Server2屬于同一個局域網，兩個局域網通過路由器Router0進行連接。

實驗拓撲中需要設置兩個域：zjpc.edu.cn和zpc.edu.cn，分別由域名服務器DNSl和DNS2負責進行域名解析，同時設置兩個電子郵件服務器MAIL-Serverl和MAIL-Server2，分別負責zjpc.edu.cn和zpc.edu.cn域內電子郵件的接收和發送工作。

2.2 計算機和服務器的IP編址方案

根據圖2的實驗拓撲結構，對兩臺DNS服務器、兩臺電子郵件服務器和兩臺計算機的IP地址參數進行配置，具體如表1，子網掩碼均為255.255.255.0。

2.3 域名服務器的配置

DNSl和DNS2服務器中啟用域名解析服務，并分別添加資源記錄。如表2和表3所示。

2.4 電子郵件服務器的配置

MAIL-Serverl和MAIL-Server2服務器中啟用電子郵件服務，電子郵件服務器的配置如表4所示。

2.5 計算機電子郵件賬號的配置

在PCO和PCl中的Configure Terminal中配置郵件，配置參數如表5所示。

3 實驗結果驗證與分析

PCO中運行MAIL BROWSER程序，編寫如圖3所示的一封電子郵件，收件人為zpc@zpc.edu.cn，在Cisco Packet Tracer中啟動模擬仿真模式，發送電子郵件，DNS解析與電子郵件的傳輸過程中解析smtp.zjpc.edu.cn和zpc.edu.cn的請求和響應數據包如圖4和圖5所示，MAIL-Serverl電子郵件服務器產生的協議數據單元如圖6所示，說明通過DNS協議和SMTP協議實現了域名解析和電子郵件的發送。

PCl中運行MAIL BROWSER程序，如圖7所示，同樣啟動Cisco Packet Tracer模擬仿真模式，接收電子郵件，DNS解析與接收電子郵件的過程中解析pop.zpc.edu.cn的請求和響應數據包如圖8所示，MAIL-Server2電子郵件服務器產生的協議數據單元如圖9所示，說明通過DNS協議和POP3協議實現了域名解析和電子郵件的接收。

4 結束語

以CiscoPacket Tracer為仿真平臺，設計并實現了一個電子郵件與域名解析相結合的綜合型實驗，學生在仿真實驗平臺中驗證和跟蹤電子郵件傳輸和域名解析過程，觀察解讀電子郵件報文和域名解析報文，從而提高對電子郵件發送、接收和域名解析的認識，加深對電子郵件協議和域名解析協議的理解。

參考文獻（References）：

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[12]葉阿勇.計算機網絡實驗與學習指導[M].電子工業出版社，2014.

*基金項目：浙江省高等教育“十三五”第二批教學改革研究項目“三階漸進+四化融合+三雀量規：《數據恢復技術》的混合式教學改革研究”（JG20190497）;浙江警察學院2019年課堂教學改革項目“混合式教學模式在《計算機網絡》課程中的探索與實踐”（20190201）

作者簡介：陳潮（1980-），男，浙江諸暨人，碩士，副教授，主要研究方向：計算機網絡與網絡安全。