基于CiscoPacketTracer的PPP互联技术仿真实验平台的设计及实现

顾金花　丁传炜

摘要：现在很多学校的网络实验受限于实验实训条件，很多实验无法开展。该文以PPP广域网互联技术为例，利用Cisco Packet Tracer 模拟器软件搭建仿真实验平台，可以解决学校实验经费和场地不足的问题，保证实验教学的正常开展。

关键词： Cisco Packet Tracer；广域网；PPP；仿真实验

中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1009-3044（2012）30-7186-04

现在的社会是网络化的社会，社会对计算机网络技术人才的需求也日益增多，为了满足社会对网络人才的需求，各大高校在计算机相关专业开设《计算机网络技术》课程。而网络技术的教学需要一定数量的计算机和相关的网络硬件设备，才能顺利开展实验。但是限于资金、场地和设备等原因，专用网络实验室往往无法建立。Cisco Packet Tracer 模拟器软件的出现，使得利用现有的有限设备，可以使复杂的网络教学实验的顺利完成成为可能。本文利用Cisco Packet Tracer 模拟器软件搭建PPP互联技术仿真实验平台，并进行了测试。

1 Cisco Packet Tracer简介

Packet Tracer 是思科公司针对其CCNA认证专门开发的一个用来设计、配置和进行故障排除的官方模拟软件。我们知道，学习网络没有交换机和路由器相关设备进行实际动手配置，只会是纸上谈兵，不能真正学到网络的精髓。然而目前交换机和路由器的价格又十分昂贵，个人从经济能力上讲没有办法承担。所以思科公司开发了Packet Tracer 这款模拟器软件，旨在构造一种廉价的网络实践环境，让使用者在这个模拟器软件中自己选择设备，包括交换机、路由器、计算机、服务器以及其他各种网络设备，然后完成设备的配置，并能进行测试，感觉和真实场景几乎没有差别。

目前市面上的网络设备模拟器软件很多，BOSON NETSIM、Packet Tracer、Dynamips、GNS3等等。与其他的模拟器软件相比。Packet Tracer有其自身的优点和缺点。它的优点是：

1）Packet Tracer支持很多的网络协议，例如：TCP、STP、PPP、RIP、OSPF和Frame Relay等等，可以适应各种网络环境；

2）它支持几乎所有的网络硬件设备：包括交换机、路由器、计算机、服务器、各种线缆、终端和无线网络设备，可以提供图形化的配置界面和字符终端的配置界面，让使用好象在操作真实的网络设备一样。

3）提供实时和仿真两种模式，能够在仿真模式中显示数据报文动态传输的过程，以及每一个节点和时间段数据报文详细的网络参数信息。

4）集成化的网络调试环境，让使用者可以在一个统一的界面中完成复杂而大型的网络拓扑结构，并仿真调试设备的运转情况，为实际的网络工程提供有价值的参考，而避免网络工程的失误和预算的浪费。

5）与其他模拟器软件相比，Packet Tracer模拟器的资源消耗比较低，它只是提供一种仿真的集成环境，没有采用内部虚拟化的技术。

同时我们也应该看到，Packet Tracer与其他网络设备模拟器软件相比也有一定的缺陷。Packet Tracer只是一个仿真的模拟器，它没有采用虚拟化的技术，在Packet Tracer集成环境中的交换机和路由器动行的并不是真实的IOS操作系统，它不能完全实现真实交换机和路由器的命令和功能。从这一点上来说，它就不如GNS3那种采用虚拟化安装真实IOS的模拟器来得真实可靠。

Packet Tracer是一个低消耗学习网络设备的仿真的环境，在各大高校网络教学中得到了广泛的应用，解决了学校硬件资源不足的弊端。我们要充分发挥Packet Tracer的优点，在学习了网络设备调试的基础知识以后，更多还要在真机上进行实践，这样才能真正地学会计算机网络。

2 在Packet Tracer模拟器上搭建PPP互联技术仿真实验平台

本次实验以计算机网络教学中常见的PPP广域网互联技术为例，介绍如何在Cisco Packet Tracer 模拟器中搭建仿真实验平台，让学生可以在仿真环境中学会如何配置PPP广域网互联技术。

1）PPP广域网技术介绍

路由器作为网络层设备，除了提供本地网络的三层连通外，更主要的功能是提供了用户网络的WAN接入，路由器的Serial接口支持HDLC、PPP和Frame Relay的广域网封装协议，其中，目前使用最广泛的是PPP协议。

PPP（Point-to-Point Protocol）是HDLC的扩展，1994年正式成为因特网的标准协议[RFC 1661]。PPP协议是目前使用最广泛的广域网协议，这是因为它具有以下特性： 能够控制数据链路的建立；能够对IP地址进行分配和使用；允许同时采用多种网络层协议；能够配置和测试数据链路；能够进行错误检测；有协商选项，能够对网络层的地址和数据压缩等进行协商。

PPP定义了一整套的协议，包括链路控制协议（LCP）、网络层控制协议（NCP）和验证协议（PAP和CHAP）等。PPP协议作为数据链路层（layer 2）协议既支持用于同步链路连接，也支持异步链路连接，它具有验证协议CHAP、PAP，更好了保证了网络的安全性。

PPP提供了两种可选的身份认证方法：PAP：口令验证协议Password Authentication Protocol；CHAP：挑战握手协议Challenge Handshake Authentication Protocol。在PPP会话中，验证是可选的，如果需要验证，则须通信双方的路由器要交换彼此的验证信息，在一般情况下，CHAP是首选协议。

2）PPP互联技术网络拓扑图的设计如图1：

3）实验步骤

① IP地址规划

③ 在PC2上配置网络参数如图3

④ 在路由器R1和R2上增加串行接口模块，实现两个不同网络之间的广域网互联，如图4

本实验所选路由器是思科2811路由器，本身不带串行接口模块，所以要在关机的情况下手动增添NM-4A/S串行接口模块，然后再重新开机启动路由器。

⑤ 为路由器R1配置网络参数，并把R1路由器更名为left

⑥ 为路由器R2配置网络参数，并把R2路由器更名为right

⑦ 在路由器R1上利用encapsulationppp命令封装PPP协议并利用PPP Authentication chap命令设置CHAP验证密码

⑧ 在路由器R2上利用encapsulationppp命令封装PPP协议并利用PPP Authentication chap命令设置CHAP验证密码

⑨ 为路由器R1设置RIP动态路由协议

⑩ 为路由器R2设置RIP动态路由协议

3 测试网络连通性

测试通过。

测试通过。

4 结束语

利用Cisco Packet Tracer 模拟器软件搭建仿真实验平台，不仅解决了实验经费紧张和实验场地不足等问题，更重要的是营造了“自主学习”的环境。利用此平台，学生可以运用所学的知识，进行各种虚拟体验，而且还可以开展创新性的实验。通过体验培养学生的学习兴趣，学生的兴趣一旦被激发出来，就会自主地学习，从而加速和巩固学习知识的过程。

参考文献：

[1] http：//www.cisco.com/web/learning/netacad/course_catalog/docs/Cisco_PacketTracer_AGG.pdf.

[2] 崔北亮.CCNA 认证指南（640-802）[M].北京：电子工业出版社，2009.

[3] 薛琴.基于 Packet Tracer 的计算机网络仿真实验教学[J].实验室研究与探索，2010，29（2）：57-60.