利用开源工具改革计算机网络应用课程教学模式

秦宝龙

摘 要：以前计算机网络应用教学，一般都在网络实验室搭建环境做实验，这样需要配备单独的网络实验室，教学成本很高。如今的教学可以利用开源工具软件，实现模拟网络实验环境的搭建，在提高教学质量的同时，又能节约成本。学生在自备的计算机上，也能用开源工具进行本课程的模拟实验，提高动手能力。

关键词：开源 模拟器 虚拟化 GNS3 eNSP VirtualBox

中图分类号：G633 文献标识码：A 文章编号：1674-2117（2014）08-0014-02

1 什么是开源

开源软件（open source software，简称为OSS，公开源代码的软件）具备可以免费使用和公布源代码的主要特征。

开源软件发展已经有几十年的历史，例如，计算机网络领域中服务器端的Linux操作系统。开源无处不在，我们身边很多智能手机、电视机和一些家用电器里使用的Android系统就是谷歌公司发布的开源软件。在很多开发和生产环境中人们常使用开源软件达到节约成本的目的。

开源GNS3是优秀的网络设备模拟器，华为公司的eNSP模拟器虽然不是开源但它是免费的。如今在计算机网络应用教学中这些开源软件发挥着重要作用。

2 在计算机网络应用教学中需要哪些开源软件

2.1 网络设备模拟器的选择

2.1.1 GNS3模拟器

Cisco的模拟器很多但是大部分都收费，对于初学者是不必要的。如果想学习Cisco网络设备的使用，就要学习GNS3模拟器。GNS3是具有图形化界面的，可以运行在多平台（包括Windows， Linux， MacOS等）的网络设备模拟软件。它可以模拟Cisco的网络设备并且能连接到真实系统中，能模拟实现与真实网络环境完全一样的效果。它能够快速部署和搭建各种复杂的网络环境，而且使用附带的Wireshark协议分析工具分析网络上传输的数据包，是网络环境测试及计算机网络应用教学的一件利器，在全世界广受欢迎，它的开发和更新很快，版本更新及时。

2.1.2 eNSP模拟器

华为和Cisco在很多领域中是竞争对手，他们的设备配置命令和格式都存在很大差别，都有自己的私有协议来实现某些功能。国内很多支持民族品牌的企业和单位都在使用国产网络设备，华为是其中的佼佼者。该公司全球化业务广泛，设备性能也在不断提升。所以如果想学习使用华为设备，就应选择华为的eNSP模拟器来学习网络配置管理。目前eNSP是免费软件，而且各种功能很强大，更新频率也比较快。

2.2 开源虚拟化软件的使用

众所周知，虚拟化就是把一台计算机模拟成多台计算机来使用，这也是目前最为流行的云计算的基础。虚拟化给企业带来众多好处，如节省硬件投资、能源开销和运维成本，提高硬件利用率和运维效率等。目前VMware的产品在虚拟化领域被广泛使用，它的一款成熟的产品VMware Workstation在Windows平台上使用，但它是收费软件。而在开源领域VirtualBox完全能实现此功能，现在越来越多的人开始使用它。

2.3 开源操作系统

模拟搭建一个综合的网络环境，不能缺少服务器操作系统，在开源领域这样的系统数不胜数，应用最流行的当属RedHat Linux。它的企业版Linux系统可以免费使用，但升级和技术支持是需要付费的。而它的社区版CentOS系统基本功能一样，完全能满足一般生产和实验环境的搭建。如果在桌面环境想使用开源的系统，可以选择Fedora或Ubuntu等。

2.4 免费的远程管理工具

很多网络管理员都用过开源Putty软件，确实很好用。但是，在大规模的网络管理中，笔者认为还是XShell方便。XShell是商业化的软件，但是它有针对学校定制的免费版本，功能强大，用起来很方便。

3 搭建网络应用实验平台

3.1 传统计算机网络应用课程教学

以前我们讲授计算机网络应用课程时，先进行理论讲解，然后学生分组，在网络实验室中对几台网络设备进行配置学习。在此教学模式下学生动手实践少，课后无法进行深入学习，影响了知识点的巩固和连贯性。而且每次课前搭建实验环境需要耗费很多时间，教学投入非常大，这种教学模式制约了学生的动手能力，效率不高。

3.2 利用开源工具搭建计算机网络应用课程实验环境

3.2.1 安装与配置网络设备模拟器

若使用GNS3模拟器，可以从http：//www.gns3.net/网站上找到最新版本的GNS3软件下载链接，根据个人计算机所使用的操作系统类型及版本，对照下载相应版本的GNS3即可。它的安装很简单，一般默认安装即可。

安装好GNS3后，我们从网络上搜索并下载Cisco路由器操作系统ios的镜像文件，然后加载到GNS3模拟器里。

GNS3主要模拟路由器、交换机、防火墙以及主机，并通过虚拟接口与外部虚拟机或网络进行连接，模拟效果非常好。

若要使用华为的eNSP模拟器，可以从华为官方网站http：//www.huawei.com.cn/上搜索、下载和安装。eNSP模拟器功能同样强大，可以与外部主机或网络进行连接互通，如果正在使用或将来要使用华为的网络设备，用它来规划设计网络拓扑是不错的选择，对于网络教学也是非常好用的工具。

3.2.2 VirtualBox的安装使用

一般计算机网络应用课程教学中都会用到一些网络操作系统，如FTP服务、WEB服务、NTP服务、DNS服务，等等，都是网络设计中必不可少的元素。平时我们需要使用多台服务器支撑这些应用，但是如果用VirtualBox就可以在个人计算机上做这些工作，这就是虚拟化。此软件可以在https：//www.virtualbox.org/网站上找到最新版本下载并安装使用。

接下来从开源Linux的网站上下载ISO镜像文件，安装在已配置好的VirtualBox虚拟机里。这些系统可以结合GNS3建立综合的实验环境，实现复杂网络架构的模拟测试。这样在一台计算机上就能模拟实现各种网络环境的搭建和测试实验。

3.2.3 远程管理工具的使用

网络环境搭建后需要一种工具来远程统一管理这些网络设备和服务器操作系统。XShell是一款功能强大的安全终端模拟软件，支持SSH和TELNET等协议，能够实现从互联网到远程主机的安全连接。可以下载使用Xshell的免费版本，为了安全起见把网络设备和服务器操作系统都配置SSH协议，使用加密技术进行通信，保证信息传递的安全性。

总之，如今开源世界正如火如荼，在开源的世界里我们能够找到需要的解决方案，应用在计算机网络应用教学中。在以后的教学和实验中我们还会找到更多的开源工具提高教学质量。

（内蒙古警察职业学院，内蒙古 呼和浩特 010010）

参考文献：

[1]汪庆淼.GNS3在计算机网络实验教学中的应用[J].高校实验室工作研究，2012，（6）.

[2]刘磊.基于VirtualBox的Linux教学及实验环境的构建[J].教学园地，2012，（10）.endprint