Boson NetSim在计算机网络工程教学中的应用研究

摘要：它探讨一种基于Boson NetSim的计算机网络仿真教学方法，通过一个IP地址规划及局域网组网实例介绍了如何利用该软件开展实践教学，说明了仿真教学手段可以解决理论与实践、教学与实验的问题。实践证明，该方法既能解决真实设备的投入问题，又能在教学中收到良好的效果。

关键词：Boson Netsim；网络工程；仿真实验教学；ping；子网

中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1009-3044(2011)15-3606-02

Boson NetSim in the Teaching of Computer Network Engineering Application Research

DONG Si-yu, CHEN Li-yun, CAO Zhi-yi

(Department of Computer Engineer, Ordnance Engineering College of PLA, Shijiazhuang 050003, China)

Abstract: This paper discusses a method of computer network simulation teaching based on Boson Netsim. Taking the design of IP address and the constructing of LAN as example, It introduces how to apply Boson Netsim in practice teaching and proves that the method of simulation teaching can solve the problem of theory and practice, teaching and experiment. Practice has proved that the method can not only save the cost of equipments, but also improve the effect of experimental teaching.

Key words: boson netsim; network engineering; simulation experimental teaching; ping; subnet

网络工程是一门理论和实践性都很强的课程，在实践方面，学生应该能够设计出实际的局域网解决方案，学会使用一般的网络产品，解决常见的网络故障。网络实验是计算机网络工程课程教学中的一个重要环节，由于网络实验设备需要的投入太大和设备更新过快，目前各高校在网络工程实验方面都不同程度地存在一些局限。传统教学方法往往流于空洞的理论说教，学生理解和接收均比较困难。这样，就导致学生只懂理论，不会实践，无法适应建设信息化军队对计算机网络应用型人才的需求。因此如果能在一个模拟的环境中实现灵活地组网、管网和用网，对于改进教学方法、提高教学质量大有裨益。

1 仿真实验教学及其优点

为了提高教学效果，笔者将Boson Netsim 仿真软件引入到该内容课堂教学中，通过软件模拟现实的网络设备及网络环境，彻底解决了原来只有拥有相关的路由器、交换机等网络设备才能开出实验的难题。实验者只需在普通PC机上安装一个模拟软件即可，无需其他设备的投资，方便又经济。通过模拟实验，能培养学生独立解决问题和分析问题的能力，加深对概念的理解，学生可以像在真实的环境中一样完成各种预定的实验项目，所取得的学习或训练效果等价于甚至优于在真实环境中所取得的效果。教学活动可以真正做到不受时间和地点的限制，学生可以随时随地通过网络进行学习[1]。

2 Boson NetSim 简述

Boson Netsim是模拟Cisco路由器、交换机组建虚拟网络的仿真软件，提供完整的动态网络系统设计、仿真和分析的可视化环境，其命令和最新的Cisco的IOS基本保持一致。Boson Netsim由两部分组成：网络拓扑图设计软件Boson Network Designer和网络设备模拟器Boson NetSim。利用Boson Network Designer设计出一个网络拓扑结构图，然后用Boson NetSim打开设计好的网络拓扑结构图（.top文件），可以对拓扑图里的路由器、交换机、终端等网络设备进行配置，将所有设备都配置好以后可以通过网络诊断工具（如Ping命令等）来测试网络的连通性[2]。如果网络畅通，则表示配置正确，实现虚拟网络通信。

3 教学范例

3.1 实验背景

军械工程学院某系某教研室需要组建网络，现有条件：

1) 该室目前所在网络号段：网络地址：192.168.223.192；子网掩码：255.255.255.224；

2) 该室有三个办公室，每个办公室已有4台主机；

3) 三个办公室只有一个有网络接口。

组建要求：

1) 三个办公室共同使用一个校园网接入口；

2) 每个办公室应配有4台微机，并可登录校园网。

案例分析：为了方便对各办公室进行管理，可进行子网划分，划分为3个子网，每个子网对应于一个办公室，每个办公室放置1台二层交换机用于连接4台微机，再用1台路由器（接口3、4、5）将这三个子网连接起来，增加一服务器来对三个子网进行管理，服务器上可配置一些相关服务（DNS、WWW、FTP等），而路由器的其中一接口（接口1）用于连接校园网。网络及IP地址规划情况如图1和表1。

3.2 实验目的

1) 学会IP地址规划以及划分子网；2) 认识子网掩码以及默认网关的作用；3) 理解交换机、路由器的工作原理，掌握它们的基本配置命令。

3.3 仿真拓扑图

图2为仿真拓扑图。

3.4 端口及终端IP地址分配

1) 路由器选择Cisco4500一台，名字默认为Router1，2个模块（选择2个slot，第1个slot的4个ethernet接口，第2个slot的1个fast ethernet接口）。

2) 交换机分别增加Cisco1912三台。

3) 1台PC机作为服务器，名字为server；12台PC机作为个人电脑，名字为PC1-PC12。

4) 网络设备连接情况及路由器接口IP地址分配见表2。

表3 终端连接情况及IP地址分配

3.5 配置命令及解析

路由器Router1的配置命令及解析如下，为严谨起见，所有的配置命令均采用命令的完整格式。

1) 配置路由器与子网1接口的IP地址与子网掩码

Router>enable !进入特权模式

Router#configure terminal !进入全局配置模式

Router(config)#interface ethernet0/1 !进入接口配置模式，进入Router1的ethernet0/1口

Router(config-if)#ip address 192.168.223.201 255.255.255.248!将接口ethernet0/1的IP地址配置为192.168.223.201，子网掩码配置为255.255.255.248

Router(config-if)#no shutdown !激活接口ethernet0/1

Router(config-if)#exit !退出接口配置模式

Router(config)#exit !退出全局配置模式

Router#copy running-config startup-config !保存配置

2) 分别配置路由器与子网2和3接口、与服务器（server）接口、与校园网接口的IP地址与子网掩码，具体配置命令可参考（1）

3) 配置服务器和PC机的IP地址与子网掩码

ipconfig /ip 192.168.223.202 255.255.255.248!配置PC1的IP地址（其它PC的IP地址可参照此配置）；

ipconfig /dg 192.168.223.201!配置PC1的默认网关（其它PC的默认网关可参照此配置）；

ping 192.168.223.203!PC1 ping PC2；

ping 192.168.223.212!PC1 ping PC7。

经过测试，PC1与PC2、PC7之间能相互ping通，测试结果如图3。

3.6 仿真实验结果分析

不配置默认网关的连通状况：主机和校园网之间不通，主机和服务器之间不通，主机和本网网关之间连通，同一子网主机之间连通，不同子网主机之间不通。

配置默认网关的连通状况：主机和校园网之间连通，主机和服务器之间连通，主机和本网网关之间连通；同一子网主机之间连通，不同子网主机之间连通。

3.7 得出结论

通过此案例的仿真实验，可使学生理解网络设备在网络中的具体应用。路由器可以把处于不同子网、网段、VLAN的计算机连通，是可用于连接不同网络的网络层的设备；二层交换机只能连接处于同一网络下的计算机；子网可以分割局域网，节省IP资源，减少广播通信量，节省带宽；默认网关是本网络连接外网的出口。

4 结束语

该文通过实例说明了Boson Netsim在网络工程教学中的应用，采用这种教学方法，有利于学生对交换机及路由器相关知识的理解，提高对交换机及路由器配置方法及命令的运用能力。通过Boson Netsim对真实网络环境进行模拟仿真，将抽象的理论知识具体化，加深了学生对网络协议等理论知识的理解，对交换机、路由器等重要网络设备在网络通信中的具体运用也有了形象化的认识。学生可以自由设计组网实验，独立设计和配置一些中小型网络。培养了他们网络管理、应用的能力，激发了浓厚的学习兴趣，动手能力得到了极大的提高。

参考文献：

[1] 段寿建,杨艳丽.基于Boson Netsim的计算机网络模拟实验研究[J].实验科学与技术, 2009,7(4):63-64.

[2] 谢鹏,李清平.基于Boson Netsim的跨路由器虚拟通信仿真分析[J].实验室研究与探索, 2009,28(8):90-93.