基于Sisco Packet Tracer實現(xiàn)網(wǎng)絡課程的實驗教學

郭海智 謝 光 辛光紅

(三亞學院，海南 三亞 572022）

1.引言

隨著計算機網(wǎng)絡技術的迅猛發(fā)展，我國企事業(yè)單位對專業(yè)網(wǎng)絡技術人才的需求也日益增加，各行各業(yè)都迫切的需要網(wǎng)絡安全管理、網(wǎng)站建設、網(wǎng)絡維護等大量的網(wǎng)絡應用型技術人才。但是目前高校在建設實訓網(wǎng)絡實驗室的投入資金有限，購置的路由器、交換機等網(wǎng)絡設備還是不能滿足學生的需求，而且有些接口在實驗過程中會反復插拔使用，后期更新費用比較高，學生的實際操作機會少，使得學生在學習理解理論知識時感覺抽象難以理解。為此很多高校都引入網(wǎng)絡模擬仿真軟件來輔助教學。Packet Tracer是Cisco的一款仿真軟件，能夠進行虛擬網(wǎng)絡通信的模擬實驗，通過虛擬軟件技術，建立一個仿真的網(wǎng)絡實驗環(huán)境平臺[1-3]。

2.Packet Tracer簡介

Packet Tracer是由Cisco公司網(wǎng)絡學院發(fā)布的一個輔助學習工具，為學生設計、配置(、排除網(wǎng)絡故障提供了網(wǎng)絡模擬環(huán)境。 用戶可以在軟件的圖形用戶界面上直接使用拖曳方法建立網(wǎng)絡拓撲，在命令行界面學習 IOS的配置、鍛煉故障排查能力，并且可觀察數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡中行進的詳細處理過程，掌握網(wǎng)絡實時運行情況。

3.VLAN間通信原理

VLAN(虛擬局域網(wǎng))技術是路由交換中非?；A的技術。兩臺分屬不同 VLAN的計算機如果沒有配置路由就不能直接相互通信，因為要想在局域網(wǎng)內(nèi)通信，就必須在數(shù)據(jù)接頭部指定接收方的 MAC地址。為了獲取接收方的MAC地址，TCP/IP使用地址解析協(xié)議 (ARP)來實現(xiàn)，而ARP是通過廣播方式進行通信的。也就是說，如果廣播報文無法到達，那么就無從解析 MAC地址，即無法直接通信。劃分VLAN之后，VLAN與VLAN之間是不能通信的，只能通過路由器或三層交換機來實現(xiàn)。

4.Packet Tracer在網(wǎng)絡實驗教學實例

4.1 使用三層交換機實現(xiàn)VLAN間通信

在三層交換機上創(chuàng)建SVI(交換虛擬接口）可以作為與之關聯(lián)的VLAN的網(wǎng)關接口，實現(xiàn)不同VLAN間的通信[4]。采用SVI方式進行網(wǎng)絡配置需將創(chuàng)建虛擬VLAN接口，并為SVI配置IP地址、子網(wǎng)掩碼，作為各VLAN的網(wǎng)關。根據(jù)網(wǎng)絡拓撲圖1所示，Switch1為普通二層交換機，Switch2為具有路由功能的三層交換機，以下為Switch1和Switch2的配置。

圖1 網(wǎng)絡拓撲

首先配置是將Switch1創(chuàng)建了VLAN10，并將端口Fa0/5劃分到VLAN 10，將端口Fa0/24口設置為Trunk模式。其次配置是將Switch2創(chuàng)建了VLAN10，VLAN20并將端口Fa0/5劃分到VLAN 10，端口Fa0/15劃分到VLAN20，端口Fa0/24口設置為Trunk模式。再次是為三層交換Switch2 SVI配置。配置命令為：

Switch2(config-if)#ip address 192.168.10.254 255.255.255.0

Switch2(config-if)#ip address192.168.10.254 255.255.255.0

Switch2(config-if)#no shutdown

Switch2(config)#interface Vlan 20

Switch2(config-if)#ip address192.168.20.254 255.255.255.0

Switch2(config-if)#no shutdown

最后設置PC1的IP地址：192.168.10.11，子網(wǎng)掩碼：255.255.255.0，默認網(wǎng)關：

192.168.10 .254，PC2的 IP地址：192.168.10.12，子網(wǎng)掩碼：255.255.255.0，默認網(wǎng)關：192.168.10.254，PC3的 IP地址：192.168.20.22，子網(wǎng)掩碼：255.255.255.0，默認網(wǎng)關：192.168.20.254。

配置完成使用Ping命令測試PC1、PC2、PC3的連通性。

圖2 PC2 ping PC1的結果

圖3 PC2 ping PC3的結果

4.2 使用路由器實現(xiàn)不同VLAN間的通信設計模擬拓撲圖如圖4所示。

圖4 網(wǎng)絡拓撲

首先基于網(wǎng)絡拓撲圖4在交換機Switch上劃分兩個VLAN分別為VLAN10和VLAN20并把端口Fa0/5劃分給了VLAN 10，端口Fa0/15劃分給VLAN 20，與路由器Router相連的端口Fa0/1設置為Trunk模式[5]。

其次對路由器Router進行配置詳細命令如下：

router#configure term inal！進全局配置模式

router(config)#interface fastEthernet0/0！進入路由器的端口模式

router(config-if-FastEthernet0/0)#no shutdown ！激活當前端口

router(config-if-FastEthernet0/0)#exit

router(config)#interface

fastEthernet0/0.1 ！進入子接口1(為子接口模式)

router(config-subif)#encapsulation dot1Q 10 ！綁定VLAN中繼協(xié)議，其中10為VLAN號

router(config-subif)#ip address 192.168.1.1 255.255.255.0！設置子接口IP

router(config-subif)#no shutdown

router(config-subif)#exit

router(config)#interface fastEthernet0/0.2 ！進入子接口2(為子接口模式)

router(config-subif)#encapsulation dot1Q 20 ！綁定vlan中繼協(xié)議，其中20為VLAN號

router(config-subif)#ip address 192.168.2.1 255.255.255.0！設置子接口IP

router(config-subif)#no shutdown

最后設置PC1的IP地址：192.168.1.10，子網(wǎng)掩碼：255.255.255.0，默認網(wǎng)關：192.168.1.1

PC2的 IP地址：192.168.2.20，子網(wǎng)掩碼：255.255.255.0，默認網(wǎng)關：192.168.2.1。

配置結束使用Ping命令測試PC1、PC2的連通性。

圖5 PC2 Ping PC1結果

5.結語

本文應用Packet Tracer仿真軟件設計基于三層交換機SVI技術和基于路由器的單臂路由技術分別實現(xiàn)了網(wǎng)絡VLAN之間的互聯(lián)互通，使學生更容易理解掌握抽象化的網(wǎng)絡協(xié)議，有效提高了學生的學習興趣和動手能力。

[1]婁鈞，姜仲.面向軟件企業(yè)開發(fā)崗位的J a v a課程群建設[J].計算機教育，2009.2：145-147.

[2]岑崗，林雪芬.開放型項目學習的活動形式研究[J].浙江科技學院報，2008，20(2)：129-132.

[3]張平安.交換機與路由器配置管理任務教程[M].中國鐵道出版社，2010.

[4]路來智，袁萍萍.V L AN的三層交換配置在P ac k et T racer的實現(xiàn)[J].科技信息，2007(13)：324-349.

[5]曾鐵亮.局域網(wǎng)中的V L AN技術與實現(xiàn)[J].電腦編程技巧與維護，2010，(12).