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基于Vmware与GNS3实现虚拟网络教学平台

2015-07-13王凤娥温高磊霍杰标

电脑知识与技术 2015年13期
关键词:虚拟机仿真

王凤娥 温高磊 霍杰标

摘要:在信息和科技高速发达的今天,网络已渗透到社会的各个领域,这使得对学生的培养更倾向于应用型,因此网络实践教学显得更加重要了。文章在论述《路由与交换技术》实践课程重要性的同时,也分析了当前计算机网络实验室的现状,最后介绍了以虚拟机软件VMware 和网络模拟器软件GNS3 由网络适配器为纽带构建网络实验教学环境的具体方法,实现了在单台计算机上搭建高性能网络仿真实验环境。

关键词:虚拟机;VMware;网络模拟器;GNS3;仿真

中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2015)13-0144-02

随着信息和科技的迅猛发展,网络已广泛应用到社会各个领域,并对QOS(网络服务质量)和网络设备性能的要求也越来越高。为了与国情紧密接轨,多数高校都早已开设网络专业,我校在开设网络技术和信息安全专业的基础上,2012年又新增了物联网专业。路由与交换技术是上述专业的核心课程之一,它是一门理论与实践并重的课程,网络实验室的重要性不言而喻。而现实是,实验用的二层交换机、三层交换机、路由器、无线AP和语音设备等有线和无线网络设备价格昂贵、更新快,学校很难为学生提供足量满足需要的网络实验室。学生多、实验室网络设备少的状况几乎每所高校都存在,因此只能每次上实验课时进行分组教学。我们学院的实验室中只有四组设备,实验的学生分成四组,部分同学实验,其他人观察,若要求深入理解网络的组建与运行状况、升华理论是不可能的,这就造成教师上课任务重,而学生学习效率低。鉴于上述问题,将网络仿真软件GNS3和虚拟机软件Vmware引入到《路由与交换技术》教学中,用它们搭建虚拟网络实验平台,不仅可以实现和真实网络设备实验几乎一样的效果,而且对于网络工程仿真实践也有很好的效果。

文章详细介绍了利用虚拟机软件Vmware (Virtual Machine ware)和网络仿真软件GNS3 (Graphical Network Simulator)实现虚拟网络设备与Internet连通的实验。仿真软件的出现,使当前网络设备匮乏问题应刃而解。

1 GNS3和Vmware介绍

GNS3是一款图形化的网络模拟器软件,可以在多平台(包括Windows, Linux, and MacOS等)运行。优点是可以完美模拟出思科设备网络环境,和PC机组建网络(更易于各种网络环境的构建和测试)。因为拥有图形化界面,GNS3简单说它是dynamips的一个图形前端,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(网络封包分析软件)、Dynagen(Dynamips的文字显示前端)、wincap(公共的网络访问系统)等软件。

Vmware是目前使用频率较高的虚拟机软件,具有良好的可操作性和实用功能,可以搭建服务器,仿真成度高可同时在一台计算机上虚拟出多个操作系统,用于安装 Linux、WIN7 等其它操作系统。VMware在多操作系统的支持上和执行效率上都要比其他虚拟机软件(如Virtual PC)更胜一筹。在提倡开源节流的今天,在网络实验及网络工程仿真中经常要用到多台计算机,用虚拟机实现电脑一台变多台是一个非常不错的选择,特别是教师指导学生进行网络课程实践以及仿真实践时,不必为设备担心了。

2 虚拟网络实验平台的搭建

互联网简单的说由三部分组成:客户端,传输网,服务提供端。大部分模拟器只能模拟出来网络部分(即传输网),GNS3也不例外,不同的是可以和计算机进行组网连接。我们用PC机做为客户端,用GNS3模拟网络环境,在Vmware模拟的操作系统下构建服务器。GNS3能让这三部分协调工作,互联网的三个主要部分就已齐备,我们可以更好的模拟互联网环境,如果想实验延伸一下,还可以对网络进行抓包测试。

实验过程:

1)实验环境是在GNS3下构建的网络环境,具体配置过程因篇幅有限部分省略,其中左侧云状部分C1节点代表Internet,右侧R1,R2,R3,R4部分代表GNS3环境下构建的虚拟网络,本次实验目的就是实现虚拟路由器可以访问现实环境中的互联网,验证方法为虚拟路由器R4能够ping通www.baidu.com。

2)在GNS3和计算机之间借助网卡建立一个连接,进入C1的节点配置模式,在以太网的NIO下拉菜单中显示所有网卡,选中网卡,之后点击“添加”,在C1里面安装了你所选择的网卡。

3)给互联网设置出口。为使虚拟网卡通过计算机安装的网卡连接互联网,需要对它进行设置,打开“本地连接的属性”,点击“共享”菜单。允许其他网卡通过共享物理网卡的方式访问Internet,在选择一个专用网络的下拉菜单中选择是使用的虚拟网卡,然后点击“确定”。

4)对路由器R1,R2,R3,R4进行配置。给它们的接口各自配置一个IP地址,再配置一条默认路由,将下一跳地址设置为虚拟网卡的IP地址,于是路由器就会把数据包发送到虚拟网卡进行路由选择,由于篇幅有限,仅给出R1配置的部分代码:

5)至此,理论上GNS3环境下构建的虚拟网络可以和互联网进行通信,但执行 ping www.baidu.com 时网络是不通的,而ping 百度的IP地址时是通的,ping 它的域名地址却是不通的。这是由于GNS3环境下路由器不能对域名进行解析造成的,因此需要对路由器进行最后的配置。

配置域名解析:

R2(config)#ipdomain-lookup

R2(config)#ipname-server 218.196.249.8

最后,执行ping baidu.com,发现通了,实验圆满完成。

3 结束语

由网络模拟器软件GNS3和虚拟机软件VMware搭建虚拟网络实验平台优势明显,其搭建方法简单,成本低,效果好,能完美的模拟实验,和用真实的网络设备实验几乎没区别。与计算机相结合,可以帮助师生在有台计算机的情况下,就可以做较为复杂的网络实验,同时也解决了网络实验室的资源匮乏的状况。

参考文献:

[1]微软公司. 网络操作系统的管理——以Windows Server 2003 为例[M]. 北京: 高等教育出版社,2005.

[2]吴宇峰.基于软件的虚拟网络实验室建设[J].科技创新导报,2008(20): 20-26.

[3] Rick McDonald.思科网络技术学院CCNA Exploration: 网络基础知识[M]. 北京: 人民邮电出版社,2009.

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

[5]鲁松.计算机虚拟化技术及应用[M]. 北京: 机械工业出版社,2008.

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