几款网络模拟器软件在计算机网络实验课程中的应用

☆ 陆承景

（柘荣职业技术学校，福建柘荣 355300）

计算机网络实验课程是计算机网络专业最重要的实验课程，由于计算机网络实验涉及的内容比较多，受实验室条件的限制，在缺乏计算机网络实验硬件设备的条件下，如何开展计算机网络实验教学是值得研究的问题。通过在计算机网络实验教学中的实践，发现可以借助几款网络模拟器软件建立模拟实验环境，开展计算机网络的实验教学，进行网络仿真实验。

网络模拟器是专业研究机构和公司开发的网络仿真工具软件，是为网络初学者设计的用于提供计算机网络设计、配置和网络故障排除模拟环境的学习平台，它支持用户进行仿真、虚拟和活动的网络模型。网络模拟器能够模拟出各种网络硬件设备，使用者可以在单机环境下设计拓扑结构，组建网络进行仿真实验。学生可以在网络模拟器的网络环境中，进行反复练习，不仅提高自己的实践动手能力和解决实际问题的能力，而且提高了计算机网络实验效率，降低实验成本。同时，培养学生组建、维护和管理网络的能力，增强学生对计算机网络理论和概念的掌握和理解。

目前，网络模拟器种类繁多，一些网络设备公司都积极开发与之相配套的网络模拟软件，思科、华为、AT＆T等网络设备供应商都相继推出网络模拟器。广受网络、通信等专业的教学部门和培训机构青睐的网络模拟器主要有 Boson NetSim、Packet Tracer、Dynamips等模拟软件，现就这几款网络模拟器软件在计算机网络实验中的应用进行分析。

一、Boson Netsim网络模拟器软件及应用实例

Boson Netsim是Boson公司开发的一款网络模拟软件，它最先提出自定义网络拓扑的功能，大多数人都使用它来练习CCNA和CCNP的实验。它由Boson Network Designer（网络拓扑图设计）和Boson Netsim（实验模拟器）两部分组成。Boson NetSim能够实现交换机基本实验、路由器基本实验、远程访问基本实验以及进阶实验。路由实验可以实现静态路由，动态路由实验如RIP，IGRP，0SPF等，还可以实现 ISDN、PPP、CHAP、NAT 地址转换等实验，可以组建基于核心层、汇聚层、接入层三层交换的高级网络实验，使用交换机实现虚拟局域网VLAN划分的，生成树、VTP、TRUNK等交换实验。打开用Boson Network Designer设计好的网络拓扑结构图（*．top文件），对拓扑图里的路由器、交换机、用户机等网络设备进行配置实验。用户可以在Boson NetSim中放入各种型号的路由器或交换机，配置各种协议命令，观察实验结果，对运行的协议进行诊断等。因此，Boson Netsim主要可用于完成部分网络基础类、部分网络安全类和网络管理类实验。

例如：我们做路由器NAT实验。

实验拓扑图（如图1）：

图1

实验要求：

路由器R1 路由器R2接口 IP地址 接口 IP地址FastEthernet0／1 192．168．1．1／24 FastEthernet 0／1 192．168．1．2／24 FastEthernet0／0 192．168．0．1／24 FastEthernet0／0 192．168．2．1／24 PC1 192．168．0．2／24 PC2 192．168．2．2／24 PC1 的网关 192．168．0．1 PC2 的网关 192．168．2．1

实验目标：

内部的PC1需要访问外部的服务器PC2，在路由器R1 上做地址转换，将 192．168．0．0／24 转换成192．168．1．10－192．168．1．20 之间的地址，并且做端口的地址复用。

配置步骤：

第一步，配置所有接口的IP地址，并测试连通性。

第二步，R1＿config＃ip access－list standard 1

第三步，测试。

二、Packet Tracer模拟器软件及应用实例

Packet Tracer软件是Cisco公司开发的网络模拟器工具软件支持用户建立仿真、虚拟和活动网络模型。同其他仿真器一样，Packet Tracer软件通过一组简化的网络设备和协议模型，让用户在软件的图形用户界面上直接使用拖曳方法建立网络拓扑结构。软件中实现的IOS子集允许用户配置设备，并可提供数据包在网络中行进的详细处理过程，展示网络实时运行情况。

Packet Tracer软件提供逻辑工作区（Logica1） 与物理工作区（Physica1）2个工作区，实时模式（Real－time）与仿真模式（simulation）2种工作模式，在逻辑工作区和实时模式下，利用网络仿真设备可以灵活方便地建立各种计算机网络实验场景。Packet Tracer能够模拟的终端设备有服务器、台式机、PDA、IPPone等；中间设备包括交换机、路由器、广域网网云等；传输媒体有串行线、CONSOLE线、光纤、双绞线等；支持的协议有 TCP／IP、RIP、OSPF、EIGRP、PPP、帧中继、DHCP、DNS、TELNET等协议。通常模拟设备包含3个配置选项窗口：PhysieM、Config和CLI。Physical选项窗口用于模拟更换设备的扩展模块，Config选项窗口是以图形界面方式对设备进行配置，CLI选项窗口用于以命令行方式对设备进行配置。用户可以在软件的图形用户界面上直接使用拖曳方法建立网络拓扑，并可提供数据包在网络中行进的详细处理过程，观察网络实时运行情况。因此，Packet Tracer主要可用于完成部分网络基础类、部分网络安全类和网络管理类实验。

例如：我们做路由器串口PPP－PAP配置实验（如图2）。

图2

实验要求：通过serial口将路由器1和2相连。

实验结果：通过serial口两台路由器可以ping通。

配置之前的设备：

过程同上。

配置之后的设备：

三、Dynamips模拟器软件及应用实例

Dynamips是法国UTC大学的Christophe Fillot编写的Cisco设备模拟器。可以运行在微软（XP／2000／2003）或者Linux操作系统上，Dynamips不同于传统的纯软件式模拟器，它模拟了多种型号的Cisco路由器的硬件平台，用户可以在模拟器中直接加载并运行真正的IOS镜像，并且确保在绝大多数情况下得到的结果与真实设备的结果相同。相比较其他网络模拟软件，其优势极其明显。其他模拟平台只是单纯模拟配置命令，只局限在学习配置命令的层面，无法对网络进行管理和故障分析与排查。而Dynamips平台是使用虚拟机技术而且可以运行Cisco官方的设备操作系统（IOS），正是如此，在虚拟出的硬件平台上具备物理设备的所有功能。但是Dynamips不能模拟交换机的功能。

Dynamips是一个纯粹的命令行程序。当我们需要模拟一个由多台设备组成的复杂网络时，纯粹的命令行配置会显著地增加配置复杂度。许多第三方团体或个人开发了各种Dynamips的前端程序来简化Dynamips的配置过程。其中，最著名的前端程序是Dynagen。Dynagen通过类似INI文件格式的配置文件来定义模拟设备的型号、参数，以网络的拓扑方式连接，主要可用于完成网络管理类中高级和复杂的实验以及部分网络基础类、部分网络安全类实验。

例如：我们做单区域OSPF路由协议的配置实验（如图 3）。

实验拓扑：

图3

实验要求：

DCR1 DCR2接口 IP地址 接口 IP地址Serial 0／2 192．168．2．1／24 Serial0 ／3 192．168．2．2／24 FastEthernet0／0 192．168．1．1／24 FastEthernet0／0 192．168．4．2／24 Loopback11 192．168．5．1／24 FastEthernet 0／1 192．168．3．2／24

在路由器1和2中分别启用OSPF协议，使1和2中的任意接口间可以连通。

实验结果：路由器1的任意IP地址和路由器2的任意IP地址间可以ping通。

配置步骤：

四、总结

本文通过介绍几款网络模拟器在计算机网络实验教学中的应用，并对几款常用的网络模拟器进行了简单的分析，论述如何在计算机网络实践教学中利用网络模拟器进行仿真实验的过程。通过仿真实验的教学实践，一方面解决了因缺乏实验设备无法开展计算机网络实验教学的问题，另一方面通过各种类型的网络仿真设备构建和配置计算机网络，加深学生对计算机网络理论和概念的掌握和理解，培养学生组建、维护和管理计算机网络的技能，达到通过实验教学促进理论教学的目的，使学生将理论知识与实践操作紧密结合起来从而提高了计算机网络教学的效果。

[1]费添林．在计算机网络课程中组建Netsim虚拟实验室[J]．电脑知识与技术,2009,(5)．

[2]徐晋涛,冯增才．计算机专业实训教学的研究与探索[J]．实验室科学,2010,(13)．

[3]梁广民．思科网络实验室CCNA实验指南[M]．北京:电子工业出版社,2009．

[4]蒋永国,郭忠文,洪锋．基于Packet Tracer5．0配置单区域和多区域 0SPF[J]．计算机教育,2009,(13)．

[5]Dynamips中文手册．