網絡仿真軟件在計算機應用中的研究范文

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隨著因特網技術的發展和普及，使計算機網絡技術課程逐漸成為計算機、電子和通信等專業的一門重要專業課程。計算機網絡技術課程的理論教學內容主要分為兩部分：一部分網絡協議，主要包括TCP/IP協議和數據鏈路層協議；另一部分網絡結構類型的國際標準和網絡設備。在講授計算機網絡技術課程理論知識的同時，需要開展相應的實驗教學，幫助學生鞏固理論知識，提高實踐能力。由于計算機網絡技術課程實驗涉及的網絡設備較多，一些實驗教學內容因缺乏實驗設備無法進行。在長期從事計算機網絡技術課程教學的過程中，借助網路仿真軟件完成計算機網絡技術課程的輔助實驗教學，取得良好的效果。

1網絡仿真軟件背景

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

2網絡仿真軟件在實驗教學中的應用

實驗教學是保證學生實踐能力得到培養和提高的前提，實驗內容的合理設置是保證計算機網絡課程教學效果的關鍵。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、交換機等高端網絡設備，建設了網絡實訓室，使學生得以有機會接觸物理設備，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，高職網絡技術教學環節中普遍存在的重理論、輕實踐的現象，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。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，不少院校雖然建設了網絡實訓室，但投入的經費有限，且不可能持續投入，網絡設備數量上欠缺和種類上不完整。且某些網絡環境具有不可模擬性，導致實驗教學的效果有限且升級困難。第三，從學生認知規律的角度講，理論與實踐相結合，正確的理論指導正確的實踐，計算機網絡是一門理論性和實踐性均很強的課程，通過網路模擬軟件可以讓學生搭建局域網并對其劃分子網，配置路由靜態選擇協議或RIP協議等，配置DHCP及DNS服務器，讓學生可以通過仿真實驗了解這些協議的工作原理。通過PackertTracer軟件搭建網絡非常方便，只需拖拉所需設置至界面中并對其進行配置即可。如果進行搭建的網絡要求如下：允許使用的IP地址塊為：10.0.0.0/16；包含A、B、C、D共4個網絡，網絡A最多可以放置100臺計算機，網絡B中最多可以放置1000臺計算機、網絡C最多可以放置50臺計算機，網絡D最多可以放置300臺計算機；設計時分別在A、B、C、D4個網絡中放置5臺計算機；A、B、C、D四個網絡通過一臺路由器連接，路由器使用靜態路由表配置路由。

在搭建過程中應先要分析網絡的IP地址進行子網的劃分，允許使用的IP地址塊：10.0.0.0/16，所以四個網絡總共可以使用的IP地址數為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。網絡A最多可以放置100臺計算機，即2^7,所以設置網絡A地址為10.0.1.0/25子網掩碼255.255.255.128，網絡B中最多可以放置1000臺計算機，即2^10，掩碼位置22位，網絡B地址范圍為10.0.4.0/22子網掩碼255.255.252.0，網絡C最多可以放置50臺計算機，即2^6，網絡C地址范圍為10.0.3.0/26子網掩碼255.255.255.192，網絡D最多可以放置300臺計算機，即2^9，掩碼數位32-9＝23位，網絡D地址范圍為10.0.2.0/23子網掩碼255.255.254.0。對數據分析完以后我們可以在packettracer中搭建網絡，搭建結果見圖1。在局域網搭建完成后對主機的IP地址進行配置，主要配置其網關、IP地址和子網掩碼，通過這樣的配置使學生了解網絡中網關、IP地址和子網掩碼的作用。

IP地址配置完成后應對路由器進行配置，路由器所配置的所有是本地網絡的IP地址及和其它網絡相連的IP地址。如Router1與本地10.0.4.0/255.255.252.0網絡相連應配置其此網絡的IP地址（如10.0.4.1此地址就是與其相連的主機的網關）；與10.0.8.0/255.255.255.0相連，則需給路由與此網絡相連的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，應分配靜態的路由選擇協議，路由器Router1到網絡10.0.1.0的下一跳路由器為Router2可分配地址為10.0.9.2，到網絡10.0.2.0的下一跳路由器為Router4可分配IP地址為10.0.8.2，到網絡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，如何給局域網中的主機分配IP地址和子網掩碼及如何給路由器分配IP地址并配置路由器的靜態轉發表。至于大家只了解概念的DHCP協議也可通過此模擬軟件搭建網絡使大家了解實際應用中的意義。對于網絡192.168.3.0/24和網絡192.168.2.0/24中的主機動態的分配IP地址。那么應先搭建網絡結構，并配置相應的服務器，見圖2。

先配置DHCP的IP地址及網關，網關應是ROUTER1的路由器的IP地址（如192.168.1.1），DHCP服務器的IP地址可為192.168.1.2。對于網絡192.168.3.0/24和網絡192.168.4.0/24可動態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配置相應的地址池，相應的網絡將連接到此服務器給相應的主機分配IP地址。當然也必然將路由器指向此DHCP服務器以后方可分配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服務器的地址是192.168.1.2。配置完以后主機的IP地址分配就應選擇DHCP方式。通過此次實驗學生可以真正了解DHCP服務器真正意思，而不是只是書本中的概念，對以后設備操作將會更容易上手一些。

3結語

總之，通過網絡模擬軟件可以使學生模擬《計算機網絡》此門課中涉及到的相關協義，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