基于Vmware與GNS3實(shí)現(xiàn)虛擬網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺

王鳳娥　溫高磊　霍杰標(biāo)

摘要：在信息和科技高速發(fā)達(dá)的今天，網(wǎng)絡(luò)已滲透到社會的各個領(lǐng)域，這使得對學(xué)生的培養(yǎng)更傾向于應(yīng)用型，因此網(wǎng)絡(luò)實(shí)踐教學(xué)顯得更加重要了。文章在論述《路由與交換技術(shù)》實(shí)踐課程重要性的同時，也分析了當(dāng)前計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室的現(xiàn)狀，最后介紹了以虛擬機(jī)軟件VMware 和網(wǎng)絡(luò)模擬器軟件GNS3 由網(wǎng)絡(luò)適配器為紐帶構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境的具體方法，實(shí)現(xiàn)了在單臺計算機(jī)上搭建高性能網(wǎng)絡(luò)仿真實(shí)驗(yàn)環(huán)境。

關(guān)鍵詞：虛擬機(jī)；VMware；網(wǎng)絡(luò)模擬器；GNS3；仿真

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2015）13-0144-02

隨著信息和科技的迅猛發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)已廣泛應(yīng)用到社會各個領(lǐng)域，并對QOS（網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量）和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備性能的要求也越來越高。為了與國情緊密接軌，多數(shù)高校都早已開設(shè)網(wǎng)絡(luò)專業(yè)，我校在開設(shè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和信息安全專業(yè)的基礎(chǔ)上，2012年又新增了物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)。路由與交換技術(shù)是上述專業(yè)的核心課程之一，它是一門理論與實(shí)踐并重的課程，網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室的重要性不言而喻。而現(xiàn)實(shí)是，實(shí)驗(yàn)用的二層交換機(jī)、三層交換機(jī)、路由器、無線AP和語音設(shè)備等有線和無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備價格昂貴、更新快，學(xué)校很難為學(xué)生提供足量滿足需要的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室。學(xué)生多、實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)絡(luò)設(shè)備少的狀況幾乎每所高校都存在，因此只能每次上實(shí)驗(yàn)課時進(jìn)行分組教學(xué)。我們學(xué)院的實(shí)驗(yàn)室中只有四組設(shè)備，實(shí)驗(yàn)的學(xué)生分成四組，部分同學(xué)實(shí)驗(yàn)，其他人觀察，若要求深入理解網(wǎng)絡(luò)的組建與運(yùn)行狀況、升華理論是不可能的，這就造成教師上課任務(wù)重，而學(xué)生學(xué)習(xí)效率低。鑒于上述問題，將網(wǎng)絡(luò)仿真軟件GNS3和虛擬機(jī)軟件Vmware引入到《路由與交換技術(shù)》教學(xué)中，用它們搭建虛擬網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)平臺，不僅可以實(shí)現(xiàn)和真實(shí)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備實(shí)驗(yàn)幾乎一樣的效果，而且對于網(wǎng)絡(luò)工程仿真實(shí)踐也有很好的效果。

文章詳細(xì)介紹了利用虛擬機(jī)軟件Vmware （Virtual Machine ware）和網(wǎng)絡(luò)仿真軟件GNS3 （Graphical Network Simulator）實(shí)現(xiàn)虛擬網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與Internet連通的實(shí)驗(yàn)。仿真軟件的出現(xiàn)，使當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)設(shè)備匱乏問題應(yīng)刃而解。

1 GNS3和Vmware介紹

GNS3是一款圖形化的網(wǎng)絡(luò)模擬器軟件，可以在多平臺（包括Windows， Linux， and MacOS等）運(yùn)行。優(yōu)點(diǎn)是可以完美模擬出思科設(shè)備網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，和PC機(jī)組建網(wǎng)絡(luò)（更易于各種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的構(gòu)建和測試）。因?yàn)閾碛袌D形化界面，GNS3簡單說它是dynamips的一個圖形前端，和直接使用dynamips相比要更容易上手、更具有可操作性。它整合了Dynamips 、wireshark（網(wǎng)絡(luò)封包分析軟件）、Dynagen（Dynamips的文字顯示前端）、wincap（公共的網(wǎng)絡(luò)訪問系統(tǒng)）等軟件。

Vmware是目前使用頻率較高的虛擬機(jī)軟件，具有良好的可操作性和實(shí)用功能，可以搭建服務(wù)器，仿真成度高可同時在一臺計算機(jī)上虛擬出多個操作系統(tǒng)，用于安裝 Linux、WIN7 等其它操作系統(tǒng)。VMware在多操作系統(tǒng)的支持上和執(zhí)行效率上都要比其他虛擬機(jī)軟件（如Virtual PC）更勝一籌。在提倡開源節(jié)流的今天，在網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)及網(wǎng)絡(luò)工程仿真中經(jīng)常要用到多臺計算機(jī)，用虛擬機(jī)實(shí)現(xiàn)電腦一臺變多臺是一個非常不錯的選擇，特別是教師指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)課程實(shí)踐以及仿真實(shí)踐時，不必為設(shè)備擔(dān)心了。

2 虛擬網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)平臺的搭建

互聯(lián)網(wǎng)簡單的說由三部分組成：客戶端，傳輸網(wǎng)，服務(wù)提供端。大部分模擬器只能模擬出來網(wǎng)絡(luò)部分（即傳輸網(wǎng)），GNS3也不例外，不同的是可以和計算機(jī)進(jìn)行組網(wǎng)連接。我們用PC機(jī)做為客戶端，用GNS3模擬網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，在Vmware模擬的操作系統(tǒng)下構(gòu)建服務(wù)器。GNS3能讓這三部分協(xié)調(diào)工作，互聯(lián)網(wǎng)的三個主要部分就已齊備，我們可以更好的模擬互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境，如果想實(shí)驗(yàn)延伸一下，還可以對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行抓包測試。

實(shí)驗(yàn)過程：

1）實(shí)驗(yàn)環(huán)境是在GNS3下構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，具體配置過程因篇幅有限部分省略，其中左側(cè)云狀部分C1節(jié)點(diǎn)代表Internet，右側(cè)R1，R2，R3，R4部分代表GNS3環(huán)境下構(gòu)建的虛擬網(wǎng)絡(luò)，本次實(shí)驗(yàn)?zāi)康木褪菍?shí)現(xiàn)虛擬路由器可以訪問現(xiàn)實(shí)環(huán)境中的互聯(lián)網(wǎng)，驗(yàn)證方法為虛擬路由器R4能夠ping通www.baidu.com。

2）在GNS3和計算機(jī)之間借助網(wǎng)卡建立一個連接，進(jìn)入C1的節(jié)點(diǎn)配置模式，在以太網(wǎng)的NIO下拉菜單中顯示所有網(wǎng)卡，選中網(wǎng)卡，之后點(diǎn)擊“添加”，在C1里面安裝了你所選擇的網(wǎng)卡。

3）給互聯(lián)網(wǎng)設(shè)置出口。為使虛擬網(wǎng)卡通過計算機(jī)安裝的網(wǎng)卡連接互聯(lián)網(wǎng)，需要對它進(jìn)行設(shè)置，打開“本地連接的屬性”，點(diǎn)擊“共享”菜單。允許其他網(wǎng)卡通過共享物理網(wǎng)卡的方式訪問Internet，在選擇一個專用網(wǎng)絡(luò)的下拉菜單中選擇是使用的虛擬網(wǎng)卡，然后點(diǎn)擊“確定”。

4）對路由器R1，R2，R3，R4進(jìn)行配置。給它們的接口各自配置一個IP地址，再配置一條默認(rèn)路由，將下一跳地址設(shè)置為虛擬網(wǎng)卡的IP地址，于是路由器就會把數(shù)據(jù)包發(fā)送到虛擬網(wǎng)卡進(jìn)行路由選擇，由于篇幅有限，僅給出R1配置的部分代碼：

5）至此，理論上GNS3環(huán)境下構(gòu)建的虛擬網(wǎng)絡(luò)可以和互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行通信，但執(zhí)行 ping www.baidu.com 時網(wǎng)絡(luò)是不通的，而ping 百度的IP地址時是通的，ping 它的域名地址卻是不通的。這是由于GNS3環(huán)境下路由器不能對域名進(jìn)行解析造成的，因此需要對路由器進(jìn)行最后的配置。

配置域名解析：

R2（config）#ipdomain-lookup

R2（config）#ipname-server 218.196.249.8

最后，執(zhí)行ping baidu.com，發(fā)現(xiàn)通了，實(shí)驗(yàn)圓滿完成。

3 結(jié)束語

由網(wǎng)絡(luò)模擬器軟件GNS3和虛擬機(jī)軟件VMware搭建虛擬網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)平臺優(yōu)勢明顯，其搭建方法簡單，成本低，效果好，能完美的模擬實(shí)驗(yàn)，和用真實(shí)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備實(shí)驗(yàn)幾乎沒區(qū)別。與計算機(jī)相結(jié)合，可以幫助師生在有臺計算機(jī)的情況下，就可以做較為復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)，同時也解決了網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室的資源匱乏的狀況。

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