计算机网络搭建中的虚拟仿真技术研究

摘 要：计算机网络是由通信技术和计算机技术相结合而产生的，涉及大量抽象的网络协议理论知识和复杂的网络硬件设备，掌握起来非常困难，因此在计算机网络搭建中应用虚拟仿真技术具有重要意义。深入分析计算机网络搭建中的虚拟仿真技术，分析内容包括技术要求、仿真软件模型以及仿真技术的实现效果，并将之与传统技术做实验对比，实验结果表明：计算机网络搭建中的虚拟仿真技术在搭建配置、设备损坏程度以及还原度上都有较好的效果，能够提高搭建效率。

关键词：计算机；网络搭建；虚拟仿真技术

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2019）03-0081-03

Research on Virtual Simulation Technology in Computer Network Construction

HUANG Shudong

（Laiwu Vocational and Technical College，Laiwu 271100，China）

Abstract：Computer network is produced by the combination of communication technology and computer technology. It involves a large number of abstract network protocol theory knowledge and complex network hardware equipment，which is very difficult to master. Therefore，the application of virtual simulation technology in computer network construction is of great significance. In-depth analysis of virtual simulation technology in computer network construction，including technical requirements，simulation software model and simulation technology implementation effect，and experimental comparison with traditional technology，the experimental results show that virtual simulation technology in computer network construction has better effect in building configuration，equipment damage degree and reductive degree，and can improve the efficiency of building.

Keywords：computer；network construction；virtual simulation technology

0 引 言

计算机网络搭建是计算机领域的一个重要部分，对网络未来发展有着至关重要的作用。目前，我国计算机网络搭建中的虚拟仿真技术得到发展，越来越多的相关技术人才出现，满足了新时代对于计算机网络的需求[1]。在对计算机网络进行搭建的过程中需要建立相应的实验室，这就需要投入大量资金。由于研究工作资金有限，并且实验过程会对用品与硬件造成一定损耗，因此对计算机网络进行搭建不是一种十分完善的方式。相关工作者对虚拟仿真技术进行研究，使其更好地应用于计算机网络搭建，对我国互联网的发展起到了重要作用[2]。虚拟仿真技术具体体现在网络模型的构建上，这种技术可以通过计算机网络对模型进行设计，并通过模型计算出网络中的相关数据[3]。虚拟仿真技术源于科学，通过这种方式能够检测计算机网络的性能，使用網络模型模拟网络的运行情况，为计算机网络设计提供了无限可能，使网络不断优化，为用户带来了更好的体验[4]。

1 计算机网络搭建中的虚拟仿真技术探究

1.1 虚拟仿真技术要求

虚拟仿真技术出现的时间较早，由几家公司联合开发，这种虚拟仿真技术能够对多种类型的网络进行仿真，其中包括卫星网络、区域网络等。计算机网络的混合性较强，可以通过分层的方式进行虚拟仿真，完成相应的模型建设。具体可以分为网络层、结点层以及进程层，每一个层面都有其不同的作用。多个层面相互协作构建出网络虚拟仿真模型。在模型建立的过程中虚拟仿真技术需要以某个固定的对象作为参考，这种方式能够使网络模型的可用性及其继承性得到增强。虚拟仿真技术包含了两种不同的模型库，一种是普通仿真模型库，另一种是特定模型库。在虚拟仿真的过程中，需要添加多种协议，这些协议通常以公开的形式出现。相关技术工作者可以根据自身的需求进行代码编写，十分便捷。虚拟仿真技术具有针对性，可以通过计算机网络搭建对不同的IP网络进行虚拟，对每一部分协议进行更加真实的模仿。在计算机网络搭建过程中，流量业务主要依靠流量器产生，流量产生器包括FTP、VBR等。除此之外，还要进行路由队列管理，结合相应的算法，虚拟仿真技术将会得到更好的应用。

虚拟模型实验室是由美国相关网络公司研发的一种虚拟仿真环境，基于虚拟模型实验室可以进行网络教学、算法使用、数据分析以及交互式环境的建立。虚拟仿真技术可以还原计算机网络搭建的真实虚拟仿真过程，虚拟仿真软件具有很强的编程能力，其可以对计算机网络中的多种协议进行仿真测试，判断其具体性能。

1.2 虚拟仿真软件模型

虚拟仿真技术由各类路由器、交换器构成，这些软件在使用过程中能够实现互通。与此同时，在仿真软件的使用过程中还会用到多种设备，其中包括PC机、终端服务器等。虚拟仿真技术可以对计算机网络进行搭建，并且绘制成相应的结构图。使用虚拟仿真软件，可以对计算机网络下发命令。仿真软件的工作方式可以分为物理作业与逻辑作业两种。逻辑作业的主要任务是对网络进行拓扑配置，物理作业的主要任务是通过物理知識与物理维数对计算机网络搭建工作有更加深刻的认识。在计算机网络中，有一些标识被称作网络地理标识。很多城市的网络配线室都存在这种标识。在使用过程中，仿真技术需要依靠具体的操作来实现计算机网络搭建。例如某一家公司需要进行计算机网络的搭建，就需要使用这种软件建立相应的服务系统。通过软件的配置与分析，计算机网络搭建需要相应设备的支持，其中包括Web服务器、邮件接收器、DNS服务器。除此之外，还需要多个PC机，以实现网络之间的连接，PC机作为一种交换与连接的设备，能够将不同的服务器与协议结合在一起。公司在进行网络搭建时可以远程登录，对网络平台进行控制。虚拟仿真软件能够在最大程度上还原真实环境，其模型构建如图1所示。

首先，进行服务器连接；其次，进行配线连接，将设备与线路分别命名，形成相应的网络拓扑。虚拟仿真软件对计算机网络的搭建能够起到很大的促进作用，虚拟仿真软件对计算机网络的搭建由两部分组成，即网络设计与网络环境模拟。其中网络设计是指实际搭建过程中用到的拓扑图，软件中有一些自带的拓扑图可以使用，每一个拓扑图都有相应的拓展名，以便于保存，用户可以使用计算机网络进行随意搜索。网络环境模拟需要依靠相应设备对真实实验情况进行模拟仿真，完成对网络与协议的检测工作。

1.3 虚拟仿真技术的实现

计算机网络搭建应用虚拟仿真技术，能够使作业成本大大降低，解决许多实际问题。在以往计算机网络搭建过程中，由于资金不足，计算机网络搭建工作受到了一定限制，而虚拟仿真技术的使用很好地解决了这一问题。计算机网络搭建具体可分为以下三个方面。第一，验证搭建理论，使用相应的体系与协议确定计算机网络搭建方法，并对网络访问进行控制。第二，对网络配置进行实验，确定其可用性。网络配置包含许多方面的内容，例如路由器、防火墙等，这些配置都需要逐一进行实验，才能投入到计算机网络搭建工作中。第三，综合测试，计算机网络搭建常用于中小型企业、校园等地点，因此要求网络具有一定的透明性，并使用虚拟仿真软件进行可视化设计。相关技术工作者可以通过网络拓扑进行仿真实验，这种实验的还原程度很高，与真实的网络环境没有区别。计算机网络搭建中的虚拟仿真技术可以让使用者通过丰富的图形化界面，对虚拟设备进行硬件配置、网络连线、结果测试、排除故障等操作，在相对真实的模拟环境中，体验真实的计算机网络搭建过程，完成搭建任务，并取得有效成果。而且虚拟仿真搭建过程中需要用到的设备，只需要使用鼠标将选中目标拖曳出来即可，仿真软件能够提供种类多样的设备和相同设备不同型号的选择，非常方便、灵活。而在实际的网络搭建过程中，各种设备需求难以满足，从各种不同型号设备中选取所需设备更难以实现，而虚拟仿真技术可以很好地解决这个问题。虚拟仿真技术的应用在很大程度上节约了设备成本。在虚拟网络中，可以尝试不同的配置方法，以寻求最优方案。即使配置不成功，也不会损坏设备，可以删除不匹配设备，重新拖曳新的设备进行配置，但在实际的网络搭建过程中，一旦配置错误，操作流程不对，就会损坏真实设备，而且不可能把真实设备全部更换后，再用新设备进行网络搭建管理，因此，虚拟仿真技术提供了更灵活、更完善的配置方法，减少不必要的损失。

在虚拟仿真技术应用过程中，不需要专门的工作环境，也不需要维护人员，节约了场地成本以及雇佣管理人员的费用。虚拟仿真搭建可以在任意一台电脑上完成，打破了实际搭建过程中的时间与空间限制，使模拟仿真可以随时随地进行，使得模拟仿真工作更轻松，效率更高。在虚拟仿真过程中，也会出现一些与实际计算机网络搭建不完全相同的地方，比如不同设备之间的连接方式，虚拟仿真实验只需要选择一种介质就可以，甚至可以完全由系统智能判断、选择合适的介质，而连线环节不会出现失误。而在实际搭建过程中，使用者可能不清楚不同的设备需要选择哪种传输介质，或者出现传输介质连接不完整、设备松动、电线串扰等消极因素，造成实验不成功，但虚拟仿真过程可以在很大程度上避免这些问题。另外，在Web服务器配置过程中，虚拟仿真技术不需要特意配置设备Web站点，只需打开HTTP协议即可，而在实际的网络搭建过程中，Web站点的配置可能会因为登录用户的权限设置、版本的不兼容以及默认站点的位置不正确等问题造成配置不成功。因此，虚拟仿真技术需要与实际的计算机网络搭建结合起来，不能只简单地进行虚拟仿真实验。可以先通过虚拟仿真技术，熟悉设备、设备的管理方法、设备的型号、设备的排障方法以及设备的配置方法等，然后再结合真实设备进行搭建，以取得更好的效果，有效解决设备经费紧张问题，解决虚拟仿真技术不能解决的问题。

2 实验分析与结果

为了验证计算机网络搭建中虚拟仿真技术的有效性，将之与传统技术做实验对比，实验结果如表1所示。

通过实验数据可以看出，在计算机网络搭建中虚拟仿真技术在搭建配置、设备损坏程度以及还原度方面都取得了较好的效果，能够高效率地完成网络搭建任务，减少因失败造成的资源损失，具有较高的推广价值。

3 结 论

综上所述，通过对虚拟仿真技术在计算机网络搭建过程中的应用进行分析可得，虚拟仿真技术作为一项新兴技术，目前还在不断分析与完善中，其在计算机网络搭建过程中的应用，可以有效提高网络搭建效率，节约资源。笔者相信随着科学技术的飞快发展，虚拟仿真技术将会广泛应用于不同的领域当中，并会促进计算机网络发生质的改变。

参考文献：

[1] 谢伟增，金振乾.基于Packet Tracer的《计算机网络技术》课程虚拟仿真实验教学 [J].信息与电脑（理论版），2017，11（4）：223-226.

[2] 李楠，孙凤茹，张华卫.基于Packet Tracer虚拟仿真软件的计算机网络实验教学模式的探索 [J].中国建材科技，2017，26（6）：144-145+147.

[3] 许小东，吴军强，杜选.构建虚实结合的计算机网络类实验平台的研究 [J].实验技术与管理，2017，34（6）：127-130.

[4] 蔡丽萍，熊金波，金彪，等.多学科交叉融合虚拟仿真实验中心网络平台建设探索[J].实验室研究与探索，2018，37（1）：230-233+255.

作者简介：黄淑东（1967.05-），男，汉族，山东莱芜人，工程师，理学学士，研究方向：计算机技术。