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

    2015-07-13 12:56:06王鳳娥溫高磊霍杰標(biāo)
    電腦知識與技術(shù) 2015年13期
    關(guān)鍵詞:虛擬機(jī)仿真

    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。

    參考文獻(xiàn):

    [1]微軟公司. 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的管理——以Windows Server 2003 為例[M]. 北京: 高等教育出版社,2005.

    [2]吳宇峰.基于軟件的虛擬網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報,2008(20): 20-26.

    [3] Rick McDonald.思科網(wǎng)絡(luò)技術(shù)學(xué)院CCNA Exploration: 網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識[M]. 北京: 人民郵電出版社,2009.

    [4]GNS3,an opensource multiplatform.graphical network simulator[EB/OL].http://www.gns3.net/.

    [5]魯松.計算機(jī)虛擬化技術(shù)及應(yīng)用[M]. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社,2008.

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