基于Packet Tracer软件的小型局域网络设计与仿真

杨 姝,罗 佳

(电子科技大学 成都学院,四川 成都 611731)

基于Packet Tracer软件的小型局域网络设计与仿真

杨 姝,罗 佳

(电子科技大学 成都学院,四川 成都 611731)

小型局域网络作为一种常见的网络,其设计思路与实现过程成为网络工程课程教学中重要的实验内容。为了让学生更好地掌握网络工程的设计与实现过程,采用案例驱动方式设计了一个小型局域网络实践题目,详细阐述了如何运用Cisco Packet Tracer对网络进行设计与仿真实现。应用结果表明,此项目实践在网络工程课程教学中取得了良好效果。

局域网;Cisco Packet Tracer;网络工程;仿真

在网络工程方向的专业课程中,能够按照一定要求设计和实现具体的网络,是网络综合技能的基本要求和教学的重点环节。以设计一个常用的小型局域网络[1-3]为例,讨论和研究设计题目、考察目标以及网络设计和具体实现过程显得非常必要。

1 网络仿真软件工具

Packet Tracer是由Cisco公司发布的一个网络仿真辅助工具,为学习网络课程的初学者设计、配置、排除网络故障提供了网络模拟环境[4-6]。用户可以在该软件的用户界面上直接使用拖曳方法建立网络拓扑;可以了解数据包在网络中的详细处理过程,观察网络实时运行情况;可以学习IOS的配置、训练故障排查能力[7-9]。

由于学习网络实验实践课程的学生人数较多,网络实现环节需要的网络设备种类和数量较多,实验室难以充分满足需要;而Packet Tracer模拟设备环境真实可靠,能够进行网络拓扑设计、配置和排除故障等操作,且不受设备数量、种类、经费的限制[10-12]。因此,选用Packet Tracer进行网络设计与仿真实验实践教学是较好的选择。

2 实验题目设计

实验设计的目的是让学生灵活地掌握小型局域网络的设计、建立、应用基本配置、测试连通性等综合技能,掌握网络设计基础知识,熟悉IP地址规划及划分子网、设备类别选型、技术配置,掌握网络设备的配置过程和排除故障的技术。

根据实验要求,选取一个小型局域网络,让学生根据要求进行网络设计与配置,使网络实验具有非常明确的目标和可操作性。网络拓扑结构如图1所示。实验进行前,教师要对实验所需知识进行讲解并做简单操作演示;而学生在实验完成后要对难点和排除故障方法进行归纳和总结。

图1 小型局域网网络拓扑图

2.1 设计编址方案

使用192.168.1.0/24地址空间,根据下列要求设计编址方案。

(1) 子网A:将该地址空间划分子网,以供100台主机使用。将第一个可用IP地址分配给Fa0/0接口,将第二个可用IP地址分配给PC1,将子网中的最后一个可用IP地址分配给PC2。

(2) 子网B:将剩余地址空间划分子网,以供50台主机使用。将第一个可用IP地址分配给Fa0/1接口,将第二个可用IP地址分配给激光打印机,将子网中的最后一个可用IP地址分配给服务器。

2.2 添加并连接设备

将相应设备添加到网络中,包括2台2960-24TT交换机、1台1841路由器、2台通用PC、1台通用服务器、1台通用打印机。

给设备命名并连接设备,将S1 Fa0/1连接到R1 Fa0/0,S1 Fa0/6连接到PC1,S1 Fa0/12连接到PC2,S2 Fa0/1连接到R1 Fa0/1,S2 Fa0/6连接到激光打印机,S2 Fa0/12连接到服务器。

2.3 应用基本配置和测试连通性

配置网络设备和终端设备并检查结果。

网络应当具有端到端连通性,即每台终端设备都能从任何其他终端设备登录并进行访问。

3 网络仿真实现

3.1 设计网络编址方案

划分IP地址的主机位数n和最大主机数N的满足关系,即2n-2>N。

子网A中最大主机数N=100(台)。根据以上关系,n=7,则网络位数m=32-n=25。推算出子网A的网络地址为:192.168.1.0/25,广播地址为192.168.1.127/25。

第一个IP地址为192.168.1.1/25,第二个IP地址为192.168.1.2/25,最后一个IP地址为192.168.1.126/25。

子网B中最大主机数N=50(台)。根据以上关系,n=6,则网络位数m=32-n=26。推算出子网A的网络地址为:192.168.1.128/26,广播地址为192.168.1.191/26。

第一个IP地址为192.168.1.129/26,第二个IP地址为192.168.1.130/26,最后一个IP地址为192.168.1.190/26。

记录网络编址方案见表1。

表1 网络编址方案

3.2 添加并连接设备

(1) 在仿真软件Cisco Packet Tracer中,根据图1进行搭建。

(2) 在图形界面中选取相应设备进行添加。

(3) 给设备命名并选取双绞线连接设备。

3.3 应用基本配置

(1) 在仿真软件Cisco Packet Tracer中,根据图1更改设备名称。

交换机和路由器分别在各自的CLI(command-line interface,命令行界面)中使用以下命令更改:

router(config)#hostname R1 switch(config)#hostname S1 switch(config)#hostname S2

PC和打印机分别在图形界面中进行更改。

(2) 配置R1路由器口令、标语、描述等。

R1(config)# enable secret class //特权执行加密口令 R1(config)#Banner motd &Authorized Access Only& //标语为Authorized Access Only(仅限授权访问) R1(config)#line console 0 R1(config-line)#password cisco R1(config-line)#login //配置控制台口令 R1(config)#line vty 0 5 R1(config-line)#password cisco R1(config-line)#login //配置Telnet线路口令

(3) 配置R1路由器接口。

R1(config)# interface fastEthernet 0/0 R1(config-if)#ip address 192.168.1.1 255.255.255.128 //配置R1 Fa0/0的接口IP地址 R1(config-if)#no shutdown //开启Fa0/0接口 R1(config-if)#description Link to PC LAN //配置Fa0/0的接口描述 R1(config)# interface fastEthernet 0/1 R1(config-if)#ip address 192.168.1.129 255.255.255.192 //配置R1 Fa0/1的接口IP地址 R1(config-if)#no shutdown //开启Fa0/1接口 R1(config-if)#description Link to Server & Printer //配置Fa0/1的接口描述

(4) 配置终端设备。

各终端设备的配置如图2—图6所示。

图2 PC1具体配置

图3 PC2具体配置

图4 服务器具体配置

图5 激光打印机网关配置

图6 激光打印机IP及子网掩码配置

(5) 测试连通性并检查配置。

从PC1和PC2 ping网络上的所有终端设备。如果出现错误,再次ping,确保ARP表得到更新。如果仍然出现错误,要进一步检查子网划分、电缆和IP地址,找出问题并解决。

4 结束语

网络设计与实现是网络工程中的综合性课题,其实验实践课程的设计与研究具有重要的现实意义。采用案例驱动的方式设计了一个具体的综合性实验,并结合仿真软件进行仿真实现,可以让学生在网络课程学习中积极思考并排查故障。实践证明这种方法在网络实验课程教学中取得了良好的效果。

References)

[1] 张卫,愈黎阳.计算机网络工程[M].北京:清华大学出版社,2010.

[2] 周舸,余欣,朱镕申.计算机网络技术基础[M].北京:人民邮电出版社,2014.

[3] 佟震亚,马巧梅.计算机网络与通信[M].北京:人民邮电出版社,2010.

[4] 黄筱燕,肖媛娥.Packet Tracer在计算机网络教学中的应用研究[J].井冈山学院学报,2009(1):54-56,86.

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[9] 王春枝,李红,欧阳勇.计算机网络课程实验教学研究[J].实验室研究与探索,2007,26(12):350-352.

[10] 琚生根,陈黎,周刚,等.“计算机网络”实验课程的教学探讨[J].实验技术与管理,2013,30(4):159-161.

[11] 王艳丽,阴国富.计算机网络工程实验优化探索[J].现代电子技术,2008(13):167-168,171.

[12] 丁美荣.基于综合设计性实验项目的计算机网络实践教学[J].实验室研究与探索,2009,28(3):118-120,130.

Design and simulation of small-sized local area network based on Packet Tracer software

Yang Shu,Luo Jia

(Chengdu College,University of Electronic Science and Technology of China,Chengdu 611731,China)

The small-sized local area network is a familiar network. Its design idea and implementation process have become the important experimental and practical content during the teaching of Network Engineering course process. For the students can have a good command for the design and implementation process of network engineering,a practical subject of small-sized local area network is put forward and designed based on the case driving method. This paper discusses the design and implementation of local area network by the Cisco Packet Tracer. The practical results show that this subject obtains a good effect during the teaching process of Network Engineering course.

local area network; Cisco Packet Tracer; network engineering; simulation

2014- 07- 30

杨姝(1982—),女,四川德阳,硕士,实验师,研究方向为计算机通信技术.

E-mail：18483626@qq.com

TP393.1

A

1002-4956(2015)1- 0150- 03