網(wǎng)絡(luò)仿真軟件在計算機應(yīng)用中的研究范文

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隨著因特網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和普及，使計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)課程逐漸成為計算機、電子和通信等專業(yè)的一門重要專業(yè)課程。計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)課程的理論教學內(nèi)容主要分為兩部分：一部分網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，主要包括TCP/IP協(xié)議和數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議；另一部分網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)類型的國際標準和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。在講授計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)課程理論知識的同時，需要開展相應(yīng)的實驗教學，幫助學生鞏固理論知識，提高實踐能力。由于計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)課程實驗涉及的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備較多，一些實驗教學內(nèi)容因缺乏實驗設(shè)備無法進行。在長期從事計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)課程教學的過程中，借助網(wǎng)路仿真軟件完成計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)課程的輔助實驗教學，取得良好的效果。

1網(wǎng)絡(luò)仿真軟件背景

網(wǎng)絡(luò)模擬器是由一些公司或者專業(yè)研究機構(gòu)開發(fā)的網(wǎng)絡(luò)仿真工具軟件，是為網(wǎng)絡(luò)初學者設(shè)計，用于提供計算機網(wǎng)絡(luò)設(shè)計、配置和網(wǎng)絡(luò)故障排除模擬環(huán)境的學習平臺。網(wǎng)絡(luò)模擬器能夠模擬出各種網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)備，其仿真的操作界面更是讓人有一種在真實的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上操作的感覺，使用者可以在單機環(huán)境下自己設(shè)計網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)，并組建網(wǎng)絡(luò)進行測試。目前，網(wǎng)絡(luò)模擬器種類非常多，生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的大公司都積極出資出力開發(fā)與之相配套的網(wǎng)絡(luò)模擬軟件，思科、華為、AT&T等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備供應(yīng)商相繼推出了多款模擬器。廣受計算機網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)通信等專業(yè)的教學部門和培訓機構(gòu)青睞的網(wǎng)絡(luò)模擬器主要有PacketTracer、Dynamips、BosonNetSim、NS2（NetworkSimulator,version2）。

2網(wǎng)絡(luò)仿真軟件在實驗教學中的應(yīng)用

實驗教學是保證學生實踐能力得到培養(yǎng)和提高的前提，實驗內(nèi)容的合理設(shè)置是保證計算機網(wǎng)絡(luò)課程教學效果的關(guān)鍵。近年來，隨著辦學條件的改善，不少高職院校投入資金，購置路由器、交換機等高端網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，建設(shè)了網(wǎng)絡(luò)實訓室，使學生得以有機會接觸物理設(shè)備，進行實際操作，但硬件條件的改善并不意味著教學效果的提升，在實際的教學中，還存在著許多不盡人意的方面。第一，高職網(wǎng)絡(luò)技術(shù)教學環(huán)節(jié)中普遍存在的重理論、輕實踐的現(xiàn)象，教學過程中重視課堂教學而忽視實驗課程的問題，還沒有徹底扭轉(zhuǎn)。目前配套的實驗教材匱乏，沒有形成完整的實驗教學體系。第二，不少院校雖然建設(shè)了網(wǎng)絡(luò)實訓室，但投入的經(jīng)費有限，且不可能持續(xù)投入，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備數(shù)量上欠缺和種類上不完整。且某些網(wǎng)絡(luò)環(huán)境具有不可模擬性，導致實驗教學的效果有限且升級困難。第三，從學生認知規(guī)律的角度講，理論與實踐相結(jié)合，正確的理論指導正確的實踐，計算機網(wǎng)絡(luò)是一門理論性和實踐性均很強的課程，通過網(wǎng)路模擬軟件可以讓學生搭建局域網(wǎng)并對其劃分子網(wǎng)，配置路由靜態(tài)選擇協(xié)議或RIP協(xié)議等，配置DHCP及DNS服務(wù)器，讓學生可以通過仿真實驗了解這些協(xié)議的工作原理。通過PackertTracer軟件搭建網(wǎng)絡(luò)非常方便，只需拖拉所需設(shè)置至界面中并對其進行配置即可。如果進行搭建的網(wǎng)絡(luò)要求如下：允許使用的IP地址塊為：10.0.0.0/16；包含A、B、C、D共4個網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)A最多可以放置100臺計算機，網(wǎng)絡(luò)B中最多可以放置1000臺計算機、網(wǎng)絡(luò)C最多可以放置50臺計算機，網(wǎng)絡(luò)D最多可以放置300臺計算機；設(shè)計時分別在A、B、C、D4個網(wǎng)絡(luò)中放置5臺計算機；A、B、C、D四個網(wǎng)絡(luò)通過一臺路由器連接，路由器使用靜態(tài)路由表配置路由。

在搭建過程中應(yīng)先要分析網(wǎng)絡(luò)的IP地址進行子網(wǎng)的劃分，允許使用的IP地址塊：10.0.0.0/16，所以四個網(wǎng)絡(luò)總共可以使用的IP地址數(shù)為2^16=65536個，這個地址塊中最小地址為10.0.0.0，最大地址為10.0.255.255。網(wǎng)絡(luò)A最多可以放置100臺計算機，即2^7,所以設(shè)置網(wǎng)絡(luò)A地址為10.0.1.0/25子網(wǎng)掩碼255.255.255.128，網(wǎng)絡(luò)B中最多可以放置1000臺計算機，即2^10，掩碼位置22位，網(wǎng)絡(luò)B地址范圍為10.0.4.0/22子網(wǎng)掩碼255.255.252.0，網(wǎng)絡(luò)C最多可以放置50臺計算機，即2^6，網(wǎng)絡(luò)C地址范圍為10.0.3.0/26子網(wǎng)掩碼255.255.255.192，網(wǎng)絡(luò)D最多可以放置300臺計算機，即2^9，掩碼數(shù)位32-9＝23位，網(wǎng)絡(luò)D地址范圍為10.0.2.0/23子網(wǎng)掩碼255.255.254.0。對數(shù)據(jù)分析完以后我們可以在packettracer中搭建網(wǎng)絡(luò)，搭建結(jié)果見圖1。在局域網(wǎng)搭建完成后對主機的IP地址進行配置，主要配置其網(wǎng)關(guān)、IP地址和子網(wǎng)掩碼，通過這樣的配置使學生了解網(wǎng)絡(luò)中網(wǎng)關(guān)、IP地址和子網(wǎng)掩碼的作用。

IP地址配置完成后應(yīng)對路由器進行配置，路由器所配置的所有是本地網(wǎng)絡(luò)的IP地址及和其它網(wǎng)絡(luò)相連的IP地址。如Router1與本地10.0.4.0/255.255.252.0網(wǎng)絡(luò)相連應(yīng)配置其此網(wǎng)絡(luò)的IP地址（如10.0.4.1此地址就是與其相連的主機的網(wǎng)關(guān)）；與10.0.8.0/255.255.255.0相連，則需給路由與此網(wǎng)絡(luò)相連的IP地址（如10.0.8.1）；與10.0.9.0/255.255.255.0相連，依然要分配IP地址（如10.0.9.1）。將所有路由的IP地址分配完全以后，應(yīng)分配靜態(tài)的路由選擇協(xié)議，路由器Router1到網(wǎng)絡(luò)10.0.1.0的下一跳路由器為Router2可分配地址為10.0.9.2，到網(wǎng)絡(luò)10.0.2.0的下一跳路由器為Router4可分配IP地址為10.0.8.2，到網(wǎng)絡(luò)10.0.3.0的下一跳可是路由器Router2和Router4可自行選擇一下。通過此實驗學生可以了解如何搭建局域網(wǎng)，如何給局域網(wǎng)中的主機分配IP地址和子網(wǎng)掩碼及如何給路由器分配IP地址并配置路由器的靜態(tài)轉(zhuǎn)發(fā)表。至于大家只了解概念的DHCP協(xié)議也可通過此模擬軟件搭建網(wǎng)絡(luò)使大家了解實際應(yīng)用中的意義。對于網(wǎng)絡(luò)192.168.3.0/24和網(wǎng)絡(luò)192.168.2.0/24中的主機動態(tài)的分配IP地址。那么應(yīng)先搭建網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并配置相應(yīng)的服務(wù)器，見圖2。

先配置DHCP的IP地址及網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)關(guān)應(yīng)是ROUTER1的路由器的IP地址（如192.168.1.1），DHCP服務(wù)器的IP地址可為192.168.1.2。對于網(wǎng)絡(luò)192.168.3.0/24和網(wǎng)絡(luò)192.168.4.0/24可動態(tài)分配的地址范圍是從192.168.3.1－192.168.3.254和192.168.4.1－192.168.4.254，通過DHCP配置相應(yīng)的地址池，相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)將連接到此服務(wù)器給相應(yīng)的主機分配IP地址。當然也必然將路由器指向此DHCP服務(wù)器以后方可分配IP地址。雙擊路由器ROUTER0，點擊CLI進行命令配置，加入如下代碼。此命令配置指出端口0和1的DHCP服務(wù)器的地址是192.168.1.2。配置完以后主機的IP地址分配就應(yīng)選擇DHCP方式。通過此次實驗學生可以真正了解DHCP服務(wù)器真正意思，而不是只是書本中的概念，對以后設(shè)備操作將會更容易上手一些。

3結(jié)語

總之，通過網(wǎng)絡(luò)模擬軟件可以使學生模擬《計算機網(wǎng)絡(luò)》此門課中涉及到的相關(guān)協(xié)義，對于學生從理論到實踐的過渡都起了非常重要的作用。

作者：張小翠 單位：武漢工程大學郵電與信息工程學院