Packet Tracer在“交换机/路由器配置”课程中的应用

周 磊

（长沙通信职业技术学院，湖南长沙 410015）

Packet Tracer在“交换机/路由器配置”课程中的应用

周 磊

（长沙通信职业技术学院，湖南长沙 410015）

通过分析Packet Tracer软件的功能和特点,指出在高职院校“交换机/路由器配置” 这门课程教学中使用该软件，可以降低实验投资成本，提高学生的动手能力，加深学生对基础理论和基本概念的认识和理解。文章通过配置NAT的实例介绍了PacketTracer的具体应用。

交换机/路由器配置；Packet Tracer；NAT

随着社会的发展，网络的触角越伸越广。社会越来越需要懂得网络基本原理、具有网络设备操作和管理技能的人才。高职院校是以培养具有一定理论知识和较强实践能力，面向基层、面向生产、面向服务和管理第一线职业岗位的实用型、技术型和技能型专门人才为目的高等院校[1]。而高职院校的网络技术专业也应秉承此目的，并以市场为导向，培养具有职业岗位能力的应用型人才。“交换机/路由器配置”是计算机通信、信息安全等高职专业的一门核心课程，也是一门实践性很强的课程。这门课程作为网络技术课程的深入，体现了网络工程中的实践内容，能较好的培养学生的职业技能，体现学生的职业能力。

然而在“交换机/路由器配置”课程的实际教学过程中存在很多问题，比如：学生认为路由器与交换机理论枯燥难懂，实践动手操作要求高，普遍缺乏兴趣；教师在教学中也存在教学方法不当，重理论、轻实践、操作与理论脱节等，但其中最普遍的还是这门课程需要使用大量的通信设备，不仅投入大，而且维护复杂，因此许多院校都无法提供充裕的设备来供学生实践练习，而且在理论教学环节中，教师也无法第一时间向学生演示相关设备的操作，造成了教学效果不好，学生学不到真才实学。基于上述原因，高校可应用既能节省设备投入经费又能跟上技术发展的仿真平台，改革交换机/路由器配置课程的教学，使学生真正学到用人单位需要的网络技能，而思科公司的PacketTracer软件能很好地弥补以上不足。

1 Packet Tracer软件

Packet Tracer软件是Cisco公司开发的网络虚拟环境学习工具，是一个为网络初学者设计的用于提供计算机网络设计、配置和网络故障排除模拟环境的学习平台[2]。Packet Tracer软件通过一组简化的网络设备和协议模型，通过可视化的仿真界面和灵活方便的配置窗口为学习者提供个性化仿真实验环境，利用该环境，学习者可以重复再现网络运行的任何细节，帮助学习者有效地学习网络协议、分析网络的性能，更加深入理解网络中的复杂行为。

将PacketTracer软件用于“交换机/路由器配置”课程教学之中，根据实验要求和目的，学生可以选择所需要的网络设备、通信协议及其参数，建立仿真的网络模型，搭建虚拟的网络实验环境[3]，并通过Packet Tracer软件的可视化仿真界面和灵活方便的配置窗口参与计算机网络工程建设，进行开放性实验操作，从而提高学生对学习计算机网络工程的兴趣，达到事半功倍的教学效果。

2 利用Packet Tracer软件实现NAT的配置

网络地址转换（NAT,Network Address Translation）[4]是为了延长IPV4技术的使用时间而研发的技术。在INTERNET上广泛应用的IPV4技术由于其先天性不足，导致能够在互联网上使用的地址短缺，但是开发IPV6技术需要足够长的时间，所以产生了NAT技术。简单地说，NAT属接入广域网 (WAN)技术，是一种将私有（保留）地址转化为合法IP地址的转换技术。在网络内部，各计算机间通过内部的IP地址进行通讯，而当内部的计算机要与外部INTERNET网络进行通讯时，具有NAT功能的设备负责将其内部的IP地址转换为合法的IP（经过申请的IP）地址进行通信。它被广泛应用于各种类型INTERNET接入方式和备种类型的网络中。原因很简单，NAT不仅完美地解决了lP地址不足的问题，而且还能够有效地避免来自网络外部的攻击，隐藏并保护网络内部的计算机。NAT的实现方式有三种，即静态转换Static Nat、动态转换Dynamic Nat和端口多路复用OverLoad。

2.1 设备选型

可以选择企业常用的连接INTERNET的方式来进行设计，将企业局域网视为内网，INTERNET视为外网，NAT能够实现内网多用户共享一个IP地址连接外网。则内网至少需要1台路由器，1台交换机，2台PC。而外网至少需要1台路由器，1台交换机，1台PC，测试的时候还需要1台服务器。

路由器型号：2811 2台，并且需要添加WIC-2T的模块（用于DTE-DCE的连接）

交换机型号：2950-24 2台

PC：3台

服务器：1台（测试时使用）

2.2 网络拓扑结构的构建

图1 网络拓扑结构

此网络结构能够实现企业内部的私有网段192.168.1.0/24计算机通过企业内部路由器的PAT技术接入互连网。其中PC0接入SWITCH0的F0/5，并配置IP地址192.168.1.2，PC1接入SWITCH0的F0/15，并配置 IP地址 192.168.1.3，PC2接入SWITCH1的 F0/5，并配置 IP地址 223.1.1.2。ROUTER0的F0/1端口连接SWITCH0的F0/1，并配置IP地址192.168.1.1。ROUTER1的F0/1端口连接SWITCH1的F0/1，并配置IP地址223.1.1.1。ROUTER0的S0/3/0端口连接ROUTER1的S0/3/0，并分别配置IP地址为221.1.1.2,221.1.1.1。只有两台路由器连接时使用DTE-DCE线缆，其余连接均使用双绞线。

2.3 NAT的配置

在配置网络地址转换的过程之前，首先必须搞清楚内部接口和外部接口，以及在哪个外部接口上启用NAT[5]。通常情况下，连接到用户内部网络的接口是NAT内部接口，而连接到外部网络 （如Internet）的接口是NAT外部接口。默认情况下，内部IP地址是无法被路由到外网的，内部主机要与外部Internet通信，IP包到达NAT路由器时，IP包头的源地址被替换成一个合法的外网IP，并在NAT转换表中保存这条记录。当外部主机发送一个应答到内网时，用内网地址替换掉这个外网地址。

在网络拓扑结构中，需要在企业内部路由器（ROUTER0）上配置NAT，从而实现内网多用户共享一个IP地址连接外网，具体操作命令如下：

2.4 结果验证

为了验证内网能够访问外网，需要在网络拓扑图中添加一台服务器，并配置IP地址223.1.1.3。

图2 验证网络拓扑图

图4 PCO登录web服务器

3）在ROUTER0上输入指令SHOW IP NAT TR ANSLATIONS，查看转换表。

图5 查看Router0的转换表

可以从结果看到，内网的2台PC访问外网的服务器时，NAT已经将内网地址（192.168.1.2和192.168.1.3） 转换为同一个外网地址（221.1.1.2），并且用不同的端口号来区分不同的机器。结果符合网络拓扑结构的设计，已经正确验证。

3 结束语

本文详细描述了NAT的配置过程，通过实例介绍了仿真软件Packet Tracer在“交换机/路由器配置”课程教学中的应用。将PacketTracer软件应用于课程教学，通过其可视化的仿真界面和灵活方便的配置窗口，加深了学生对基础理论和基本概念的认识和理解，培养了学生解决交换机、路由器配置相关问题的综合能力，这对加强学生的动手能力培养会有很大帮助，为学生今后组建网络和使用网络设备打下坚实基础。

[1]刘丽丽,宋群,李创举.路由器与交换机配置的教学改革方案设计[J].职教与成教,2010,(6).

[2]薛琴.基于Packet Tracer的计算机网络仿真实验教学[J].实验室研究与探索，2010，(2).

[3]杨倩晨.仿真模拟软件在高职计算机专业教学中的应用[J].科技信息,2010(16):226-228.

[4]ToddLamle.CCNA.学习指南[M].程代伟,徐宏池,亚平,等,译.北京:电子工业出版社,2008.

[5]徐洪学,郭秀英.仿真软件Packet Tracer在计算机网络工程课程教学中的应用[J].沈阳教育学院学报，2010,（1）.

Application of Packet Tracer in“Switch/Router Configuration”teaching

ZHOU Lei
（Changsha Telecommunications and Technology Vocational College,Changsha,Hu’nan,China 410015）

Through the analysis of Packet Tracer software’s functions and characteristics,it is pointed out that using simulation software Packet Tracer in the course of“Switch/Router Configuration”in higher vocational colleges may reduce the experiment capitalized cost and improve the efficiency of students’doing experiment.It can deepen students’understanding of the basic theories and concepts.The paper introduces the application of Packet Tracer by the practical example that has NAT configuration.

switch/router configuration;Packet Tracer;NAT

10.3969/j.issn.1671-9581.2012.03.029】

TP393

A

1671-9581(2012)03-0116-05

2012-03-15

周磊(1981-)，男，湖南湘潭人，长沙通信职业技术学院讲师，硕士，研究方向：信息安全。