Ｂｏｓｏｎ Ｎｅｔｓｉｍ在计算机网络教学中的应用研究

钱爱增

摘 要：IP地址规划是计算机网络教学的重难点内容之一，理论抽象，教学难度大，传统教学方法往往流于空洞的理论说教，学生理解和接收均比较困难。针对这一问题，笔者将Boson Netsim模拟软件引入到该内容课堂教学中，利用该软件对教学内容重新进行了教学设计，通过对实例运行结果的分析引出并讲解课堂理论内容，然后从理论分析的角度进一步验证了实例运行结果，最后利用Boson Netsim模拟软件对一个IP地址规划实例进行了实现，对所学理论知识进行了具体应用，课堂教学摆脱了传统的理论说教，寓抽象的理论于浅显的实例分析中，取得了较好的教学效果。

关键词：IP地址子网掩码IP地址规划子网分割网络聚合

中图分类号：TP393.2 文献标识码：A 文章编号：1673-8454（2009）09-0060-04

一、Boson Netsim模拟软件简介

Boson公司的Netsim是一个适合多种操作系统的软件平台，提供了完整的动态网络系统设计、仿真和分析的可视化环境。学习者可通过该软件，自定义网络拓扑图，然后根据自己设计的拓扑图来配置交换机、路由器等设备，所有的操作与真实的环境完全相同。该软件除允许用户自定义网络拓扑图外，还提供一些定制好的经典的网络拓扑图，并给出操作步骤和命令答案，非常适合学生课后自学。而且由于Netsim是一款Cisco路由器、交换机模拟程序，可以模拟Cisco环境下的网络硬件平台。它能够为那些正在准备CCNA、CCNP考试，却苦于没有实验设备、实验环境为练习考试中命令的学生提供有力练习与操作。[1][2][3]

二、Boson Netsim模拟软件在IP地址规划课堂教学中的应用

IP地址规划课堂内容主要包括子网掩码的作用、网络聚合、网络分割和IP地址规划四大部分内容，Boson Netsim模拟软件在这几部分内容中的具体应用如下。

1.通过课堂教学示例引出课堂教学内容

（１）课堂教学示例

pc1、pc2均连接在一台二层交换机上，IP地址和子网掩码配置如表1所示，问pc1和pc2之间能否通信？

（２）利用Ｂｏｓｏｎ Ｎｅｔｓｉｍ模拟软件对（1）中各示例进行测试

第一步，启动Boson Netsim模拟软件网络拓扑设计程序，设计网络拓扑如图1所示，保存名字为2pc.top。

第二步，启动Boson Netsim模拟软件，打开刚才保存的拓扑结构，点击“pc1”按钮，在“c:>” 提示符下，按

表1中示例1为pc1配置IP信息，如图2所示，点击“OK”按钮即可完成pc1IP信息的配置，同样方法按表1中示例1为pc2配置IP信息。

第三步，点击“pc1”按钮，在“c:>”提示符下输入ping 192.168.1.1，测试结果不通，如图3所示。

按照上述步骤和方法，分别将表1中示例2、示例3、示例4中pc1和pc2的IP地址信息配上，然后用ping进行测试，结果为：示例2、示例3中pc1和pc2均互通，示例4中pc1和pc2不通。

（３）分析（2）示例测试结果，讲解子网掩码、网络聚合和子网分割课堂内容[4][5][6]

１）子网掩码

网络中的每个主机通过所配置的IP地址和子网掩码对应位逐位相与来确定本主机所属的网络号，如果两台主机的网络号相同，则两台主机处于同一个网络中，即相通，如果两台主机的网络号不同，则两台主机不处于同一个网络，即不通。

示例1中，pc1的IP与其子网掩码相与得网络号为192.168.0.0，而pc2的IP与子网掩码相与所得网络号为192.168.1.0，两个数不一样，所以不通，即从理论上给测试结果以佐证。

２）网络聚合

示例2中的pc1和pc2为什么能互通呢？示例2中pc1的IP与子网掩码相与得网络号为192.168.0.0，pc2的IP与子网掩码相与得网络号为192.168.0.0，两个数相同，所以结果互通，理论分析与实际测试结果一致。

分析示例1与示例2两组数据，我们发现示例2的子网掩码比示例1的子网掩码少了一个255，即少了1个8位。在示例2中，把原来用于网络位的位用作了主机位，减少了网络的数量，扩大了网络的范围，具体方法为：若减少了n位，则网络扩大2n倍，教材中将子网掩码中“1”对应位的个数记为“/数字”的形式，如255.255.255.0写成“/24”，表2为常用网络聚合。

从表2我们也可以看出，示例2中pc1和pc2配置的子网掩码为16位，属于同一个网络，所以能够互通，理论分析和实际测试结果一致。

３）子网分割

示例3中pc1的IP地址与子网掩码相与得网络号为192.168.0.0，pc2的IP地址与子网掩码相与所得网络号为192.168.0.0，两个网络号相同，所以pc1、pc2能够互通。再看示例4，pc1、pc2的IP地址与子网掩码相与所得网络号分别为192.168.0.0和192.168.0.128，两个网络号不同，所以pc1、pc2不能通信，理论分析和Boson Netsim模拟软件测试结果一致。

示例4的子网掩码比示例3的子网掩码多了一位，把原来用作主机的位用作了子网位，增加了网络的数量，缩小了网络的范围，具体方法为：若扩大n位，则网络缩小2n倍，表3为常用的子网分割。

从表3我们可以看出，示例4中pc1和pc2所配置的子网掩码均为255.255.255.128，是25位的子网掩码，他们分别处于两个子网当中，所以pc1和pc2不能通信。

2.利用上文理论知识进行IP地址规划

（１）应用示例

如图4所示，某公司通过4台路由器（Router）将多个子公司网络连接起来，其中网络1需要50个节点地址，网络2~网络4中每个子网需要10个节点地址，路由器间通过链路相连，试为该公司进行合理网络规划。

分析图4所示的该公司网络拓扑，该拓扑中共包括7个网络，根据要求该公司共需要IP地址个数为（50+1）+（10+1）×3+2×3=90个。由网络聚合和子网分割内容可知，本实例需要进行子网分割，否则会造成IP地址的浪费，为使IP地址规划最为合理，网络1分配一个64个IP地址的网络，网络2~网络4各分配1个含16个IP地址的网络，3个路由器链路连接网络各分配1个含4个IP地址的网络，具体见表4。

（２）使用Ｂｏｓｏｎ Ｎｅｔｓｉｍ模拟软件对实例进行验证实现

1）使用Boson Netsim模拟软件设计网络拓扑，如图4所示，保存文件名位4pc-4r.top。

2）使用Boson Netsim模拟软件打开上面保存的网络拓扑文件4pc-4r.top，按照表4分别为图4所示网络拓扑中的各个设备配置上IP地址、子网掩码和默认网关等信息，在Router1、Router2、Router3和Router4上分别启动rip协议，并广播本路由器上连接的所有网络。

3）点击操作界面中的“Router1”按钮，在“Router>”提示符下输入enable命令，进入路由器特权模式，提示符变为“Router#”，执行show ip route命令，结果如下：

Router#show ip route

Codes: C - connected, S - static, I - IGRP, R - RIP, M - mobile, B - BGP

D - EIGRP, EX - EIGRP external, O - OSPF, IA - OSPF inter area

E1 - OSPF external type 1, E2 - OSPF external type 2, E - EGP

i - IS-IS, L1 - IS-IS level-1, L2 - IS-IS level-2, * - candidate default

U - per-user static route

Gateway of last resort is not set

C192.168.0.0/26 is directly connected, 192.168.0.62

C192.168.0.112/30 is directly connected, 192.168.0.113

R192.168.0.64/28 [120/1] via 192.168.0.114, 00:05:27, Serial0

C192.168.0.116/30 is directly connected, 192.168.0.117

R192.168.0.80/28 [120/1] via 192.168.0.118, 00:02:12, Serial1

C192.168.0.120/30 is directly connected, 192.168.0.121

R192.168.0.96/28 [120/1] via 192.168.0.122, 00:03:27, Serial2

从上述信息中我们可以看到Router1通过路由协议学到了所有的网络路由，分别为192.168.0.0/26、192.168.0.64/28、192.168.0.80/28、192.168.0.96/28、192.168.0.112/30、192.168.0.116/30、192.168.0.120/30，同样方法可以看到Router2、Router3和Router4均通过路由协议学到了所有的网络路由。

在pc1上分别对pc2、pc3和pc4利用ping命令进行测试，测试结果为pc1、pc2、pc3和pc4均能相互通信。即通过Boson Netsim模拟软件验证了表4所规划网络的正确性、可行性和合理性。

三、教学效果分析

教学效果评价是检验教学方法是否得当的标准，方法有多种，像问卷调查和走访等。[7] 我们采用了问卷调查的方法，对计算机系计算机网络专业的46名同学进行了问卷调查，问卷内容为：问题1：你对本节课教学内容掌握情况如何？问题2：Boson Netsim模拟软件对课堂教学内容学习是否有帮助？问题3：你对本节课授课方式是否满意？

调查结果如表5、6、7所示。

从调查问卷上看，大多数学生对本节课所讲授的内容均能掌握或基本掌握，Boson Netsim模拟软件对学生学习IP地址规划理论均有帮助，多数同学喜欢这种授课方式，对本节实验课比较满意，从而我们可以看出引入Boson Netsim模拟软件后对教学效果的提升。

参考文献：

[1]米伟娜,王海燕.基于Boson Netsim虚拟平台的VLAN实验教学设计[J].现代教育技术,2008,18(10):121-124.

[2]潘晓明,吴建生. Boson Netsim在高职高专计算机网络课程教学中的应用[J].软件导刊,2008,7(9):70-71.

[3]黄勇. Boson Netsim模拟软件在交换机VLAN配置教学中的应用[J]. 科技资讯,2006,2:165-166.

[4]谢希仁.计算机网络教程[M].人民邮电出版社,2002,5:166-224.

[5]马立云,马皓.计算机网络基础教程[M]. 清华大学出版社,北方交通大学出版社,2005,8:166-202.

[6]Andrew S. Tanenbaum,雄桂喜,王小虎译.Computer Networks (Third Edition) 计算机网络(第3版)[M].清华大学出版社,1998,7:302-343.

[7]南国农,李运林.电化教育学(第二版)[M].高等教育出版社,1998,8:239-259.