基于Packet Tracer軟件的小型局域網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)與仿真

楊 姝,羅 佳

(電子科技大學(xué) 成都學(xué)院,四川 成都 611731)

基于Packet Tracer軟件的小型局域網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)與仿真

楊 姝,羅 佳

(電子科技大學(xué) 成都學(xué)院,四川 成都 611731)

小型局域網(wǎng)絡(luò)作為一種常見(jiàn)的網(wǎng)絡(luò),其設(shè)計(jì)思路與實(shí)現(xiàn)過(guò)程成為網(wǎng)絡(luò)工程課程教學(xué)中重要的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。為了讓學(xué)生更好地掌握網(wǎng)絡(luò)工程的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)過(guò)程,采用案例驅(qū)動(dòng)方式設(shè)計(jì)了一個(gè)小型局域網(wǎng)絡(luò)實(shí)踐題目,詳細(xì)闡述了如何運(yùn)用Cisco Packet Tracer對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行設(shè)計(jì)與仿真實(shí)現(xiàn)。應(yīng)用結(jié)果表明,此項(xiàng)目實(shí)踐在網(wǎng)絡(luò)工程課程教學(xué)中取得了良好效果。

局域網(wǎng);Cisco Packet Tracer;網(wǎng)絡(luò)工程;仿真

在網(wǎng)絡(luò)工程方向的專(zhuān)業(yè)課程中,能夠按照一定要求設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)具體的網(wǎng)絡(luò),是網(wǎng)絡(luò)綜合技能的基本要求和教學(xué)的重點(diǎn)環(huán)節(jié)。以設(shè)計(jì)一個(gè)常用的小型局域網(wǎng)絡(luò)[1-3]為例,討論和研究設(shè)計(jì)題目、考察目標(biāo)以及網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)和具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程顯得非常必要。

1 網(wǎng)絡(luò)仿真軟件工具

Packet Tracer是由Cisco公司發(fā)布的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)仿真輔助工具,為學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)課程的初學(xué)者設(shè)計(jì)、配置、排除網(wǎng)絡(luò)故障提供了網(wǎng)絡(luò)模擬環(huán)境[4-6]。用戶(hù)可以在該軟件的用戶(hù)界面上直接使用拖曳方法建立網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?可以了解數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡(luò)中的詳細(xì)處理過(guò)程,觀察網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)運(yùn)行情況;可以學(xué)習(xí)IOS的配置、訓(xùn)練故障排查能力[7-9]。

由于學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐課程的學(xué)生人數(shù)較多,網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)環(huán)節(jié)需要的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備種類(lèi)和數(shù)量較多,實(shí)驗(yàn)室難以充分滿足需要;而Packet Tracer模擬設(shè)備環(huán)境真實(shí)可靠,能夠進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湓O(shè)計(jì)、配置和排除故障等操作,且不受設(shè)備數(shù)量、種類(lèi)、經(jīng)費(fèi)的限制[10-12]。因此,選用Packet Tracer進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)與仿真實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)是較好的選擇。

2 實(shí)驗(yàn)題目設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的目的是讓學(xué)生靈活地掌握小型局域網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)、建立、應(yīng)用基本配置、測(cè)試連通性等綜合技能,掌握網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí),熟悉IP地址規(guī)劃及劃分子網(wǎng)、設(shè)備類(lèi)別選型、技術(shù)配置,掌握網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的配置過(guò)程和排除故障的技術(shù)。

根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求,選取一個(gè)小型局域網(wǎng)絡(luò),讓學(xué)生根據(jù)要求進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)與配置,使網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)具有非常明確的目標(biāo)和可操作性。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示。實(shí)驗(yàn)進(jìn)行前,教師要對(duì)實(shí)驗(yàn)所需知識(shí)進(jìn)行講解并做簡(jiǎn)單操作演示;而學(xué)生在實(shí)驗(yàn)完成后要對(duì)難點(diǎn)和排除故障方法進(jìn)行歸納和總結(jié)。

圖1 小型局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

2.1 設(shè)計(jì)編址方案

使用192.168.1.0/24地址空間,根據(jù)下列要求設(shè)計(jì)編址方案。

(1) 子網(wǎng)A:將該地址空間劃分子網(wǎng),以供100臺(tái)主機(jī)使用。將第一個(gè)可用IP地址分配給Fa0/0接口,將第二個(gè)可用IP地址分配給PC1,將子網(wǎng)中的最后一個(gè)可用IP地址分配給PC2。

(2) 子網(wǎng)B:將剩余地址空間劃分子網(wǎng),以供50臺(tái)主機(jī)使用。將第一個(gè)可用IP地址分配給Fa0/1接口,將第二個(gè)可用IP地址分配給激光打印機(jī),將子網(wǎng)中的最后一個(gè)可用IP地址分配給服務(wù)器。

2.2 添加并連接設(shè)備

將相應(yīng)設(shè)備添加到網(wǎng)絡(luò)中,包括2臺(tái)2960-24TT交換機(jī)、1臺(tái)1841路由器、2臺(tái)通用PC、1臺(tái)通用服務(wù)器、1臺(tái)通用打印機(jī)。

給設(shè)備命名并連接設(shè)備,將S1 Fa0/1連接到R1 Fa0/0,S1 Fa0/6連接到PC1,S1 Fa0/12連接到PC2,S2 Fa0/1連接到R1 Fa0/1,S2 Fa0/6連接到激光打印機(jī),S2 Fa0/12連接到服務(wù)器。

2.3 應(yīng)用基本配置和測(cè)試連通性

配置網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和終端設(shè)備并檢查結(jié)果。

網(wǎng)絡(luò)應(yīng)當(dāng)具有端到端連通性,即每臺(tái)終端設(shè)備都能從任何其他終端設(shè)備登錄并進(jìn)行訪問(wèn)。

3 網(wǎng)絡(luò)仿真實(shí)現(xiàn)

3.1 設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)編址方案

劃分IP地址的主機(jī)位數(shù)n和最大主機(jī)數(shù)N的滿足關(guān)系,即2n-2>N。

子網(wǎng)A中最大主機(jī)數(shù)N=100(臺(tái))。根據(jù)以上關(guān)系,n=7,則網(wǎng)絡(luò)位數(shù)m=32-n=25。推算出子網(wǎng)A的網(wǎng)絡(luò)地址為:192.168.1.0/25,廣播地址為192.168.1.127/25。

第一個(gè)IP地址為192.168.1.1/25,第二個(gè)IP地址為192.168.1.2/25,最后一個(gè)IP地址為192.168.1.126/25。

子網(wǎng)B中最大主機(jī)數(shù)N=50(臺(tái))。根據(jù)以上關(guān)系,n=6,則網(wǎng)絡(luò)位數(shù)m=32-n=26。推算出子網(wǎng)A的網(wǎng)絡(luò)地址為:192.168.1.128/26,廣播地址為192.168.1.191/26。

第一個(gè)IP地址為192.168.1.129/26,第二個(gè)IP地址為192.168.1.130/26,最后一個(gè)IP地址為192.168.1.190/26。

記錄網(wǎng)絡(luò)編址方案見(jiàn)表1。

表1 網(wǎng)絡(luò)編址方案

3.2 添加并連接設(shè)備

(1) 在仿真軟件Cisco Packet Tracer中,根據(jù)圖1進(jìn)行搭建。

(2) 在圖形界面中選取相應(yīng)設(shè)備進(jìn)行添加。

(3) 給設(shè)備命名并選取雙絞線連接設(shè)備。

3.3 應(yīng)用基本配置

(1) 在仿真軟件Cisco Packet Tracer中,根據(jù)圖1更改設(shè)備名稱(chēng)。

交換機(jī)和路由器分別在各自的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和打印機(jī)分別在圖形界面中進(jìn)行更改。

(2) 配置R1路由器口令、標(biāo)語(yǔ)、描述等。

R1(config)# enable secret class //特權(quán)執(zhí)行加密口令 R1(config)#Banner motd &Authorized Access Only& //標(biāo)語(yǔ)為Authorized Access Only(僅限授權(quán)訪問(wèn)) R1(config)#line console 0 R1(config-line)#password cisco R1(config-line)#login //配置控制臺(tái)口令 R1(config)#line vty 0 5 R1(config-line)#password cisco R1(config-line)#login //配置Telnet線路口令

(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 //開(kāi)啟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 //開(kāi)啟Fa0/1接口 R1(config-if)#description Link to Server & Printer //配置Fa0/1的接口描述

(4) 配置終端設(shè)備。

各終端設(shè)備的配置如圖2—圖6所示。

圖2 PC1具體配置

圖3 PC2具體配置

圖4 服務(wù)器具體配置

圖5 激光打印機(jī)網(wǎng)關(guān)配置

圖6 激光打印機(jī)IP及子網(wǎng)掩碼配置

(5) 測(cè)試連通性并檢查配置。

從PC1和PC2 ping網(wǎng)絡(luò)上的所有終端設(shè)備。如果出現(xiàn)錯(cuò)誤,再次ping,確保ARP表得到更新。如果仍然出現(xiàn)錯(cuò)誤,要進(jìn)一步檢查子網(wǎng)劃分、電纜和IP地址,找出問(wèn)題并解決。

4 結(jié)束語(yǔ)

網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)是網(wǎng)絡(luò)工程中的綜合性課題,其實(shí)驗(yàn)實(shí)踐課程的設(shè)計(jì)與研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。采用案例驅(qū)動(dòng)的方式設(shè)計(jì)了一個(gè)具體的綜合性實(shí)驗(yàn),并結(jié)合仿真軟件進(jìn)行仿真實(shí)現(xiàn),可以讓學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)課程學(xué)習(xí)中積極思考并排查故障。實(shí)踐證明這種方法在網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)中取得了良好的效果。

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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

楊姝(1982—),女,四川德陽(yáng),碩士,實(shí)驗(yàn)師,研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)通信技術(shù).

E-mail：18483626@qq.com

TP393.1

A

1002-4956(2015)1- 0150- 03