計算機網(wǎng)絡搭建中的虛擬仿真技術(shù)研究

摘 要：計算機網(wǎng)絡是由通信技術(shù)和計算機技術(shù)相結(jié)合而產(chǎn)生的，涉及大量抽象的網(wǎng)絡協(xié)議理論知識和復雜的網(wǎng)絡硬件設備，掌握起來非常困難，因此在計算機網(wǎng)絡搭建中應用虛擬仿真技術(shù)具有重要意義。深入分析計算機網(wǎng)絡搭建中的虛擬仿真技術(shù)，分析內(nèi)容包括技術(shù)要求、仿真軟件模型以及仿真技術(shù)的實現(xiàn)效果，并將之與傳統(tǒng)技術(shù)做實驗對比，實驗結(jié)果表明：計算機網(wǎng)絡搭建中的虛擬仿真技術(shù)在搭建配置、設備損壞程度以及還原度上都有較好的效果，能夠提高搭建效率。

關(guān)鍵詞：計算機；網(wǎng)絡搭建；虛擬仿真技術(shù)

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：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

計算機網(wǎng)絡搭建是計算機領(lǐng)域的一個重要部分，對網(wǎng)絡未來發(fā)展有著至關(guān)重要的作用。目前，我國計算機網(wǎng)絡搭建中的虛擬仿真技術(shù)得到發(fā)展，越來越多的相關(guān)技術(shù)人才出現(xiàn)，滿足了新時代對于計算機網(wǎng)絡的需求[1]。在對計算機網(wǎng)絡進行搭建的過程中需要建立相應的實驗室，這就需要投入大量資金。由于研究工作資金有限，并且實驗過程會對用品與硬件造成一定損耗，因此對計算機網(wǎng)絡進行搭建不是一種十分完善的方式。相關(guān)工作者對虛擬仿真技術(shù)進行研究，使其更好地應用于計算機網(wǎng)絡搭建，對我國互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展起到了重要作用[2]。虛擬仿真技術(shù)具體體現(xiàn)在網(wǎng)絡模型的構(gòu)建上，這種技術(shù)可以通過計算機網(wǎng)絡對模型進行設計，并通過模型計算出網(wǎng)絡中的相關(guān)數(shù)據(jù)[3]。虛擬仿真技術(shù)源于科學，通過這種方式能夠檢測計算機網(wǎng)絡的性能，使用網(wǎng)絡模型模擬網(wǎng)絡的運行情況，為計算機網(wǎng)絡設計提供了無限可能，使網(wǎng)絡不斷優(yōu)化，為用戶帶來了更好的體驗[4]。

1 計算機網(wǎng)絡搭建中的虛擬仿真技術(shù)探究

1.1 虛擬仿真技術(shù)要求

虛擬仿真技術(shù)出現(xiàn)的時間較早，由幾家公司聯(lián)合開發(fā)，這種虛擬仿真技術(shù)能夠?qū)Χ喾N類型的網(wǎng)絡進行仿真，其中包括衛(wèi)星網(wǎng)絡、區(qū)域網(wǎng)絡等。計算機網(wǎng)絡的混合性較強，可以通過分層的方式進行虛擬仿真，完成相應的模型建設。具體可以分為網(wǎng)絡層、結(jié)點層以及進程層，每一個層面都有其不同的作用。多個層面相互協(xié)作構(gòu)建出網(wǎng)絡虛擬仿真模型。在模型建立的過程中虛擬仿真技術(shù)需要以某個固定的對象作為參考，這種方式能夠使網(wǎng)絡模型的可用性及其繼承性得到增強。虛擬仿真技術(shù)包含了兩種不同的模型庫，一種是普通仿真模型庫，另一種是特定模型庫。在虛擬仿真的過程中，需要添加多種協(xié)議，這些協(xié)議通常以公開的形式出現(xiàn)。相關(guān)技術(shù)工作者可以根據(jù)自身的需求進行代碼編寫，十分便捷。虛擬仿真技術(shù)具有針對性，可以通過計算機網(wǎng)絡搭建對不同的IP網(wǎng)絡進行虛擬，對每一部分協(xié)議進行更加真實的模仿。在計算機網(wǎng)絡搭建過程中，流量業(yè)務主要依靠流量器產(chǎn)生，流量產(chǎn)生器包括FTP、VBR等。除此之外，還要進行路由隊列管理，結(jié)合相應的算法，虛擬仿真技術(shù)將會得到更好的應用。

虛擬模型實驗室是由美國相關(guān)網(wǎng)絡公司研發(fā)的一種虛擬仿真環(huán)境，基于虛擬模型實驗室可以進行網(wǎng)絡教學、算法使用、數(shù)據(jù)分析以及交互式環(huán)境的建立。虛擬仿真技術(shù)可以還原計算機網(wǎng)絡搭建的真實虛擬仿真過程，虛擬仿真軟件具有很強的編程能力，其可以對計算機網(wǎng)絡中的多種協(xié)議進行仿真測試，判斷其具體性能。

1.2 虛擬仿真軟件模型

虛擬仿真技術(shù)由各類路由器、交換器構(gòu)成，這些軟件在使用過程中能夠?qū)崿F(xiàn)互通。與此同時，在仿真軟件的使用過程中還會用到多種設備，其中包括PC機、終端服務器等。虛擬仿真技術(shù)可以對計算機網(wǎng)絡進行搭建，并且繪制成相應的結(jié)構(gòu)圖。使用虛擬仿真軟件，可以對計算機網(wǎng)絡下發(fā)命令。仿真軟件的工作方式可以分為物理作業(yè)與邏輯作業(yè)兩種。邏輯作業(yè)的主要任務是對網(wǎng)絡進行拓撲配置，物理作業(yè)的主要任務是通過物理知識與物理維數(shù)對計算機網(wǎng)絡搭建工作有更加深刻的認識。在計算機網(wǎng)絡中，有一些標識被稱作網(wǎng)絡地理標識。很多城市的網(wǎng)絡配線室都存在這種標識。在使用過程中，仿真技術(shù)需要依靠具體的操作來實現(xiàn)計算機網(wǎng)絡搭建。例如某一家公司需要進行計算機網(wǎng)絡的搭建，就需要使用這種軟件建立相應的服務系統(tǒng)。通過軟件的配置與分析，計算機網(wǎng)絡搭建需要相應設備的支持，其中包括Web服務器、郵件接收器、DNS服務器。除此之外，還需要多個PC機，以實現(xiàn)網(wǎng)絡之間的連接，PC機作為一種交換與連接的設備，能夠?qū)⒉煌姆掌髋c協(xié)議結(jié)合在一起。公司在進行網(wǎng)絡搭建時可以遠程登錄，對網(wǎng)絡平臺進行控制。虛擬仿真軟件能夠在最大程度上還原真實環(huán)境，其模型構(gòu)建如圖1所示。

首先，進行服務器連接；其次，進行配線連接，將設備與線路分別命名，形成相應的網(wǎng)絡拓撲。虛擬仿真軟件對計算機網(wǎng)絡的搭建能夠起到很大的促進作用，虛擬仿真軟件對計算機網(wǎng)絡的搭建由兩部分組成，即網(wǎng)絡設計與網(wǎng)絡環(huán)境模擬。其中網(wǎng)絡設計是指實際搭建過程中用到的拓撲圖，軟件中有一些自帶的拓撲圖可以使用，每一個拓撲圖都有相應的拓展名，以便于保存，用戶可以使用計算機網(wǎng)絡進行隨意搜索。網(wǎng)絡環(huán)境模擬需要依靠相應設備對真實實驗情況進行模擬仿真，完成對網(wǎng)絡與協(xié)議的檢測工作。

1.3 虛擬仿真技術(shù)的實現(xiàn)

計算機網(wǎng)絡搭建應用虛擬仿真技術(shù)，能夠使作業(yè)成本大大降低，解決許多實際問題。在以往計算機網(wǎng)絡搭建過程中，由于資金不足，計算機網(wǎng)絡搭建工作受到了一定限制，而虛擬仿真技術(shù)的使用很好地解決了這一問題。計算機網(wǎng)絡搭建具體可分為以下三個方面。第一，驗證搭建理論，使用相應的體系與協(xié)議確定計算機網(wǎng)絡搭建方法，并對網(wǎng)絡訪問進行控制。第二，對網(wǎng)絡配置進行實驗，確定其可用性。網(wǎng)絡配置包含許多方面的內(nèi)容，例如路由器、防火墻等，這些配置都需要逐一進行實驗，才能投入到計算機網(wǎng)絡搭建工作中。第三，綜合測試，計算機網(wǎng)絡搭建常用于中小型企業(yè)、校園等地點，因此要求網(wǎng)絡具有一定的透明性，并使用虛擬仿真軟件進行可視化設計。相關(guān)技術(shù)工作者可以通過網(wǎng)絡拓撲進行仿真實驗，這種實驗的還原程度很高，與真實的網(wǎng)絡環(huán)境沒有區(qū)別。計算機網(wǎng)絡搭建中的虛擬仿真技術(shù)可以讓使用者通過豐富的圖形化界面，對虛擬設備進行硬件配置、網(wǎng)絡連線、結(jié)果測試、排除故障等操作，在相對真實的模擬環(huán)境中，體驗真實的計算機網(wǎng)絡搭建過程，完成搭建任務，并取得有效成果。而且虛擬仿真搭建過程中需要用到的設備，只需要使用鼠標將選中目標拖曳出來即可，仿真軟件能夠提供種類多樣的設備和相同設備不同型號的選擇，非常方便、靈活。而在實際的網(wǎng)絡搭建過程中，各種設備需求難以滿足，從各種不同型號設備中選取所需設備更難以實現(xiàn)，而虛擬仿真技術(shù)可以很好地解決這個問題。虛擬仿真技術(shù)的應用在很大程度上節(jié)約了設備成本。在虛擬網(wǎng)絡中，可以嘗試不同的配置方法，以尋求最優(yōu)方案。即使配置不成功，也不會損壞設備，可以刪除不匹配設備，重新拖曳新的設備進行配置，但在實際的網(wǎng)絡搭建過程中，一旦配置錯誤，操作流程不對，就會損壞真實設備，而且不可能把真實設備全部更換后，再用新設備進行網(wǎng)絡搭建管理，因此，虛擬仿真技術(shù)提供了更靈活、更完善的配置方法，減少不必要的損失。

在虛擬仿真技術(shù)應用過程中，不需要專門的工作環(huán)境，也不需要維護人員，節(jié)約了場地成本以及雇傭管理人員的費用。虛擬仿真搭建可以在任意一臺電腦上完成，打破了實際搭建過程中的時間與空間限制，使模擬仿真可以隨時隨地進行，使得模擬仿真工作更輕松，效率更高。在虛擬仿真過程中，也會出現(xiàn)一些與實際計算機網(wǎng)絡搭建不完全相同的地方，比如不同設備之間的連接方式，虛擬仿真實驗只需要選擇一種介質(zhì)就可以，甚至可以完全由系統(tǒng)智能判斷、選擇合適的介質(zhì)，而連線環(huán)節(jié)不會出現(xiàn)失誤。而在實際搭建過程中，使用者可能不清楚不同的設備需要選擇哪種傳輸介質(zhì)，或者出現(xiàn)傳輸介質(zhì)連接不完整、設備松動、電線串擾等消極因素，造成實驗不成功，但虛擬仿真過程可以在很大程度上避免這些問題。另外，在Web服務器配置過程中，虛擬仿真技術(shù)不需要特意配置設備Web站點，只需打開HTTP協(xié)議即可，而在實際的網(wǎng)絡搭建過程中，Web站點的配置可能會因為登錄用戶的權(quán)限設置、版本的不兼容以及默認站點的位置不正確等問題造成配置不成功。因此，虛擬仿真技術(shù)需要與實際的計算機網(wǎng)絡搭建結(jié)合起來，不能只簡單地進行虛擬仿真實驗。可以先通過虛擬仿真技術(shù)，熟悉設備、設備的管理方法、設備的型號、設備的排障方法以及設備的配置方法等，然后再結(jié)合真實設備進行搭建，以取得更好的效果，有效解決設備經(jīng)費緊張問題，解決虛擬仿真技術(shù)不能解決的問題。

2 實驗分析與結(jié)果

為了驗證計算機網(wǎng)絡搭建中虛擬仿真技術(shù)的有效性，將之與傳統(tǒng)技術(shù)做實驗對比，實驗結(jié)果如表1所示。

通過實驗數(shù)據(jù)可以看出，在計算機網(wǎng)絡搭建中虛擬仿真技術(shù)在搭建配置、設備損壞程度以及還原度方面都取得了較好的效果，能夠高效率地完成網(wǎng)絡搭建任務，減少因失敗造成的資源損失，具有較高的推廣價值。

3 結(jié) 論

綜上所述，通過對虛擬仿真技術(shù)在計算機網(wǎng)絡搭建過程中的應用進行分析可得，虛擬仿真技術(shù)作為一項新興技術(shù)，目前還在不斷分析與完善中，其在計算機網(wǎng)絡搭建過程中的應用，可以有效提高網(wǎng)絡搭建效率，節(jié)約資源。筆者相信隨著科學技術(shù)的飛快發(fā)展，虛擬仿真技術(shù)將會廣泛應用于不同的領(lǐng)域當中，并會促進計算機網(wǎng)絡發(fā)生質(zhì)的改變。

參考文獻：

[1] 謝偉增，金振乾.基于Packet Tracer的《計算機網(wǎng)絡技術(shù)》課程虛擬仿真實驗教學 [J].信息與電腦（理論版），2017，11（4）：223-226.

[2] 李楠，孫鳳茹，張華衛(wèi).基于Packet Tracer虛擬仿真軟件的計算機網(wǎng)絡實驗教學模式的探索 [J].中國建材科技，2017，26（6）：144-145+147.

[3] 許小東，吳軍強，杜選.構(gòu)建虛實結(jié)合的計算機網(wǎng)絡類實驗平臺的研究 [J].實驗技術(shù)與管理，2017，34（6）：127-130.

[4] 蔡麗萍，熊金波，金彪，等.多學科交叉融合虛擬仿真實驗中心網(wǎng)絡平臺建設探索[J].實驗室研究與探索，2018，37（1）：230-233+255.

作者簡介：黃淑東（1967.05-），男，漢族，山東萊蕪人，工程師，理學學士，研究方向：計算機技術(shù)。