基于Packet Tracer的校园网设计与仿真

蒋志松 霍旭轮

摘 要：信息技术的日趋成熟为各领域在管理机制及运营模式的完善与优化奠定了坚实的基础，而教育事业也不例外。本文基于此，对Packet Tracer下校园网设计与仿真进行相关研讨，旨在从根本上提升校园网的教学效益、管理效益及服务效益，以供参考。

关键词：Packet Tracer；校园网；设计与仿真

就目前来看，校园网的总体设计原则是满足学校、教师及学生三者共同的网络需求，具有开放性，已实现教学资源和信息共享。因此基于Packet Tracer软件的校园网设计与仿真，也应受到同行教师的高度重视。

一、Packet Tracer软件的相关概述

Packet Tracer是由思科公司开发出的辅助学习软件，其主要作用是为初学者提供设计、配置及网络故障分析的模拟环境[1]。使用者可在软件的用户界面中更快的建立起网络拓扑，并基于系统所提供的参数进行模拟，在网络处理过程中，更为直观的观察网络运行情况。因此，Packet Tracer软件的应用能够从根本上提升校园网设计与仿真过程中的质量及效率。

二、Packet Tracer下校园网的设计要求

在校园网设计与仿真期间，应明确相关设计要求，即：第一，校园网规模，其决定信息和资源的传输与储存；第二，校园网应具有接入、汇聚及核心层等多层交换体系，并利用相关配置端口等连接各个节点，以更好的实现与外界网络的连接与通讯；第三，设置不同类型的服务器，构建与外界之间的通讯平台；第四，校园网设计时可以加入VPN拨号入网等其他辅助功能。

三、Packet Tracer下校园网的具体设计与仿真

（一）网络设备在Packet Tracer下的校园网设计与仿真工作中，需应用到以下网络设备：1.交换机。主要肩负起储存及转发的职责，以太网交换机的储存及转发技术为基础，实现信息之间的转发及交换；2.三层交换机。主要指具有部分路由器功能的交换配置，在原有基础上加快与局域网下内数据及信息转发效率，实现信息的多次转发[2]；3.路由器。又称网关设备，是互联网的主要节点之一，通过路由策略将收到的数据包转发出去，能有效降低了校园网中进行数据传输的网络通道的堵塞风险。

（二）VLAN的设计与仿真。校园网设计与仿真中，VLAN的划分应以校园不同的功能区为重要参考依据。根据校园网的实际需求，利用虛拟技术，无论网络节点的增减、人员变动都不影响网络管理和用户体验。具体而言，学校宿舍区VLAN的划分应分别针对学生及教师宿舍；而教学区域应细化成机房、办公室、教室及实验室等划分VLAN，以此提升校园网的功能，达到全面管理校园的目的。因此，虚拟网技术可提高网络的安全性和灵活性。

（三）三层网络结构设计与仿真。校园网设计期间应构建起三层结构模型，具体而言，此三层结果模型主要涉及以下方面：

第一，接入层。主要是最终用户被允许接入网络的点，并通过该层对校园网用户及访客起到过滤及流量控制。其中，接入层也需提供带宽和第二层服务，将基于MAC地址的VLAN成员权限及数据流进一步筛选，从根本上保障校园网的安全性及运行高效性。接入层交换机的端口一般配置两种协议，access和trunk。

第二，汇聚层。其主要功能是连接网络接入层及核心层，为接入层提供数据的汇聚及传输处理，同时也可提供接入层虚拟网之间的互联、控制和限制接入层对核心的访问，能更好地保障核心层的安全和稳定。在校园局域网环境下，汇聚层可实现VLAN的聚合、学校部门级用户的接入、学校广播站等多点广播域的划分、保障信息介质的转换及传输安全等；汇聚层交换机一般配置trunk。

第三，核心层。其主要功能是尽可能快的交换数据，是校园网重要组成部分。因此在设计与仿真期间应注重规避数据包操作或减慢数据交换的行为，避免在核心层使用访问控制列表和数据过滤这类的功能。核心层具有以下功能：提供交换区的连接平台；保证其他服务区块的有效访问；提升信息转发数据包的效率。

（四）DHCP服务设计与仿真。DHCP服务主要指使网络环境中的主机进行IP地址分配等。在应用Packet Tracer软件打造DHCP中继时，应结合校园网具体需求，选择更为合适的DHCP服务器，降低配置时间和发生错误的可能性，更好的提升校园网运行高效性。

（五）外部网络接入设计与仿真。在设计与仿真校园网外部网络接入时，需配置路由器，并保证所配置的路由配置网络地址已加入RIP协议，以实现网络的连通；同时，两个及多个路由器之间应将其时钟频率统一。并使用ACL访问控制列表为网络提供防火墙。

四、Packet Tracer下校园网的测试

为根本上保证校园网的运行效果符合相关设计要求，在设计与仿真完毕之后，还应基于Packet Tracer软件对校园网进行测试，对其实际运行情况进行系统的评测，并以此发现校园网在设计与仿真过程中存在的局限性，而对原设计方案与流程进行不断的优化和改进。

校园网的设计与仿真具有长期性和专业性，仍需对该项工作进行深入的研究及探讨。就目前来看，利用Packet Tracer进行校园网设计过程中依然存在着诸多局限性，因此，为充分发挥校园网构建在促进学校信息化发展中的积极作用，更应从严谨的做好前期理论论证和需求调研收集工作入手，促进校园网可持续的发展进程。

参考文献：

[1]张鹤飞，云红艳，张德祥，井文英，钱成功.基于Packet Tracer的校园网设计与仿真[J].实验室研究与探索，2017，36（10）：127-130+157.

[2]魏浩，郭新明，解争龙.基于OPNET的校园网IP组播设计及仿真[J].福建电脑，2016，32（05）：33-34.