基于Vmware与GNS3实现虚拟网络教学平台

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.