顧金花　丁傳煒

摘要：現(xiàn)在很多學(xué)校的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)受限于實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)條件，很多實(shí)驗(yàn)無(wú)法開展。該文以PPP廣域網(wǎng)互聯(lián)技術(shù)為例，利用Cisco Packet Tracer 模擬器軟件搭建仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，可以解決學(xué)校實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)和場(chǎng)地不足的問(wèn)題，保證實(shí)驗(yàn)教學(xué)的正常開展。

關(guān)鍵詞： Cisco Packet Tracer；廣域網(wǎng)；PPP；仿真實(shí)驗(yàn)

中圖分類號(hào)：TP393文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-3044（2012）30-7186-04

現(xiàn)在的社會(huì)是網(wǎng)絡(luò)化的社會(huì)，社會(huì)對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)人才的需求也日益增多，為了滿足社會(huì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)人才的需求，各大高校在計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)開設(shè)《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)》課程。而網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的教學(xué)需要一定數(shù)量的計(jì)算機(jī)和相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)備，才能順利開展實(shí)驗(yàn)。但是限于資金、場(chǎng)地和設(shè)備等原因，專用網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室往往無(wú)法建立。Cisco Packet Tracer 模擬器軟件的出現(xiàn)，使得利用現(xiàn)有的有限設(shè)備，可以使復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)實(shí)驗(yàn)的順利完成成為可能。本文利用Cisco Packet Tracer 模擬器軟件搭建PPP互聯(lián)技術(shù)仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，并進(jìn)行了測(cè)試。

1 Cisco Packet Tracer簡(jiǎn)介

Packet Tracer 是思科公司針對(duì)其CCNA認(rèn)證專門開發(fā)的一個(gè)用來(lái)設(shè)計(jì)、配置和進(jìn)行故障排除的官方模擬軟件。我們知道，學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)沒有交換機(jī)和路由器相關(guān)設(shè)備進(jìn)行實(shí)際動(dòng)手配置，只會(huì)是紙上談兵，不能真正學(xué)到網(wǎng)絡(luò)的精髓。然而目前交換機(jī)和路由器的價(jià)格又十分昂貴，個(gè)人從經(jīng)濟(jì)能力上講沒有辦法承擔(dān)。所以思科公司開發(fā)了Packet Tracer 這款模擬器軟件，旨在構(gòu)造一種廉價(jià)的網(wǎng)絡(luò)實(shí)踐環(huán)境，讓使用者在這個(gè)模擬器軟件中自己選擇設(shè)備，包括交換機(jī)、路由器、計(jì)算機(jī)、服務(wù)器以及其他各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，然后完成設(shè)備的配置，并能進(jìn)行測(cè)試，感覺和真實(shí)場(chǎng)景幾乎沒有差別。

目前市面上的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備模擬器軟件很多，BOSON NETSIM、Packet Tracer、Dynamips、GNS3等等。與其他的模擬器軟件相比。Packet Tracer有其自身的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。它的優(yōu)點(diǎn)是：

1）Packet Tracer支持很多的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，例如：TCP、STP、PPP、RIP、OSPF和Frame Relay等等，可以適應(yīng)各種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境；

2）它支持幾乎所有的網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)備：包括交換機(jī)、路由器、計(jì)算機(jī)、服務(wù)器、各種線纜、終端和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，可以提供圖形化的配置界面和字符終端的配置界面，讓使用好象在操作真實(shí)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備一樣。

3）提供實(shí)時(shí)和仿真兩種模式，能夠在仿真模式中顯示數(shù)據(jù)報(bào)文動(dòng)態(tài)傳輸?shù)倪^(guò)程，以及每一個(gè)節(jié)點(diǎn)和時(shí)間段數(shù)據(jù)報(bào)文詳細(xì)的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)信息。

4）集成化的網(wǎng)絡(luò)調(diào)試環(huán)境，讓使用者可以在一個(gè)統(tǒng)一的界面中完成復(fù)雜而大型的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并仿真調(diào)試設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，為實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)工程提供有價(jià)值的參考，而避免網(wǎng)絡(luò)工程的失誤和預(yù)算的浪費(fèi)。

5）與其他模擬器軟件相比，Packet Tracer模擬器的資源消耗比較低，它只是提供一種仿真的集成環(huán)境，沒有采用內(nèi)部虛擬化的技術(shù)。

同時(shí)我們也應(yīng)該看到，Packet Tracer與其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備模擬器軟件相比也有一定的缺陷。Packet Tracer只是一個(gè)仿真的模擬器，它沒有采用虛擬化的技術(shù)，在Packet Tracer集成環(huán)境中的交換機(jī)和路由器動(dòng)行的并不是真實(shí)的IOS操作系統(tǒng)，它不能完全實(shí)現(xiàn)真實(shí)交換機(jī)和路由器的命令和功能。從這一點(diǎn)上來(lái)說(shuō)，它就不如GNS3那種采用虛擬化安裝真實(shí)IOS的模擬器來(lái)得真實(shí)可靠。

Packet Tracer是一個(gè)低消耗學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的仿真的環(huán)境，在各大高校網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中得到了廣泛的應(yīng)用，解決了學(xué)校硬件資源不足的弊端。我們要充分發(fā)揮Packet Tracer的優(yōu)點(diǎn)，在學(xué)習(xí)了網(wǎng)絡(luò)設(shè)備調(diào)試的基礎(chǔ)知識(shí)以后，更多還要在真機(jī)上進(jìn)行實(shí)踐，這樣才能真正地學(xué)會(huì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。

2 在Packet Tracer模擬器上搭建PPP互聯(lián)技術(shù)仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

本次實(shí)驗(yàn)以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中常見的PPP廣域網(wǎng)互聯(lián)技術(shù)為例，介紹如何在Cisco Packet Tracer 模擬器中搭建仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，讓學(xué)生可以在仿真環(huán)境中學(xué)會(huì)如何配置PPP廣域網(wǎng)互聯(lián)技術(shù)。

1）PPP廣域網(wǎng)技術(shù)介紹

路由器作為網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備，除了提供本地網(wǎng)絡(luò)的三層連通外，更主要的功能是提供了用戶網(wǎng)絡(luò)的WAN接入，路由器的Serial接口支持HDLC、PPP和Frame Relay的廣域網(wǎng)封裝協(xié)議，其中，目前使用最廣泛的是PPP協(xié)議。

PPP（Point-to-Point Protocol）是HDLC的擴(kuò)展，1994年正式成為因特網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議[RFC 1661]。PPP協(xié)議是目前使用最廣泛的廣域網(wǎng)協(xié)議，這是因?yàn)樗哂幸韵绿匦裕?能夠控制數(shù)據(jù)鏈路的建立；能夠?qū)P地址進(jìn)行分配和使用；允許同時(shí)采用多種網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議；能夠配置和測(cè)試數(shù)據(jù)鏈路；能夠進(jìn)行錯(cuò)誤檢測(cè)；有協(xié)商選項(xiàng)，能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)層的地址和數(shù)據(jù)壓縮等進(jìn)行協(xié)商。

PPP定義了一整套的協(xié)議，包括鏈路控制協(xié)議（LCP）、網(wǎng)絡(luò)層控制協(xié)議（NCP）和驗(yàn)證協(xié)議（PAP和CHAP）等。PPP協(xié)議作為數(shù)據(jù)鏈路層（layer 2）協(xié)議既支持用于同步鏈路連接，也支持異步鏈路連接，它具有驗(yàn)證協(xié)議CHAP、PAP，更好了保證了網(wǎng)絡(luò)的安全性。

PPP提供了兩種可選的身份認(rèn)證方法：PAP：口令驗(yàn)證協(xié)議Password Authentication Protocol；CHAP：挑戰(zhàn)握手協(xié)議Challenge Handshake Authentication Protocol。在PPP會(huì)話中，驗(yàn)證是可選的，如果需要驗(yàn)證，則須通信雙方的路由器要交換彼此的驗(yàn)證信息，在一般情況下，CHAP是首選協(xié)議。

2）PPP互聯(lián)技術(shù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D的設(shè)計(jì)如圖1：

3）實(shí)驗(yàn)步驟

① IP地址規(guī)劃

③ 在PC2上配置網(wǎng)絡(luò)參數(shù)如圖3

④ 在路由器R1和R2上增加串行接口模塊，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)不同網(wǎng)絡(luò)之間的廣域網(wǎng)互聯(lián)，如圖4

本實(shí)驗(yàn)所選路由器是思科2811路由器，本身不帶串行接口模塊，所以要在關(guān)機(jī)的情況下手動(dòng)增添NM-4A/S串行接口模塊，然后再重新開機(jī)啟動(dòng)路由器。

⑤ 為路由器R1配置網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，并把R1路由器更名為left

⑥ 為路由器R2配置網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，并把R2路由器更名為right

⑦ 在路由器R1上利用encapsulationppp命令封裝PPP協(xié)議并利用PPP Authentication chap命令設(shè)置CHAP驗(yàn)證密碼

⑧ 在路由器R2上利用encapsulationppp命令封裝PPP協(xié)議并利用PPP Authentication chap命令設(shè)置CHAP驗(yàn)證密碼

⑨ 為路由器R1設(shè)置RIP動(dòng)態(tài)路由協(xié)議

⑩ 為路由器R2設(shè)置RIP動(dòng)態(tài)路由協(xié)議

3 測(cè)試網(wǎng)絡(luò)連通性

測(cè)試通過(guò)。

測(cè)試通過(guò)。

4 結(jié)束語(yǔ)

利用Cisco Packet Tracer 模擬器軟件搭建仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，不僅解決了實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)緊張和實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地不足等問(wèn)題，更重要的是營(yíng)造了“自主學(xué)習(xí)”的環(huán)境。利用此平臺(tái)，學(xué)生可以運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)，進(jìn)行各種虛擬體驗(yàn)，而且還可以開展創(chuàng)新性的實(shí)驗(yàn)。通過(guò)體驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生的興趣一旦被激發(fā)出來(lái)，就會(huì)自主地學(xué)習(xí)，從而加速和鞏固學(xué)習(xí)知識(shí)的過(guò)程。

參考文獻(xiàn)：

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