利用gns3+ensp组建高校网络仿真实验室

摘 要 计算机网络课程是高校理论课程的重要组成部分，而网络实验则是“学以致用”的基本保障。建设适应高校现状的低成本高效能的仿真网络实验室是当务之急。

关键词 网络实验；仿真

中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）20-0154-01

随着网络应用的迅速发展，网络技术已渗透到社会生活的各个层面，许多企事业单位都自建和部署了信息办公平台，社会对全面的计算机网络人才需求量与日俱增。计算机网络课程实践性很强，而网络硬件环境的巨大投资，导致实验教学资源不足。为解决这个问题，我们必须从多方面去为学生创造一个可进行实验的网络环境，培养学生的实际动手能力。

1 实验室的总体构思

作为一个完整的网络工程开发，需要经历需求分析、目标确定、详细设计、具体实施等阶段。

高校网络实验室的设计原则如下。

1）内容丰富全面。要求主要实验包括局域网布线技术、以太网交换基本配置、广播域与冲突域划分、路由器及各种路由协议配置和排错、帧中继配置实验、组播实验、VPN和无线局域网配置管理、数据帧和数据包进行分析等。

2）设备资源充足。现在国内外主流的网络设备主要有思科、华为和华三、锐捷系列等。不同的品牌之间命令脚本不同，而且同品牌网络设备不同的型号在配置上也可能存在差别。

3）拓扑设计灵活。企事业单位的业务量与网络拓扑结构有很大关系，大型的企事业单位可能采用“核心层-汇聚层-办公终端”的方式组织，小型的可能只用一台防火墙和一台三层交换机。

4）易于管理维护。两次实验之间不应相互影响。所以软硬件部署必须考虑如何恢复系统。

5）系统安全可靠。高校的网络实验室不可能是一个孤岛，根据需要可能连接互联网或校内局域网，这就造成一个很大的安全漏洞。网络管理员要充分考虑网络实验室的安全性，根据统一的安全策略划分子网，保证网络系统安全。

6）环境界面友好。配置网络实验室时结合多媒体教学软件，加强师生互动。

2 实施方案

1）硬件方案：利用真实设备组建高校实验室。主要设备包括路由器、交换机、低端PC终端、网络测试仪、分析仪、无线控制器、无线网卡等。当前国产普通三层交换机价格约3450元/台，低端路由器价格4000元/台，网络测试仪价格20000元/台，低端PC价格3000元/台。无线控制器和无线AP价格约2000元/台，如果实验室配置20台交换机，1台路由器，20台PC，1台无线控制器，20个无线网卡，最低费用约18万元。

2）软件方案：利用网络设备仿真软件实现。主要软件包括GNS3、eNSP、Wireshark、VMware。GNS3是一款优秀的具有图形化界面可以运行在多平台的网络虚拟软件。可以完成大部分CCNA，CCNP，CCIE等Cisco认证考试的相关实验模拟操作。其整合了cisco路由器、pix防火墙等功能。ENSP是由华为提供的可扩展的、图形化操作的网络仿真工具平台，主要对企业网络路由器、交换机进行软件仿真，完美呈现设备实景，支持大型网络模拟实验，可模拟华为AR路由器、x7系列交换机、PC终端、Hub、云、帧中继交换机等大部分特性。Wireshark是一个网络封包分析软件，其功能是撷取网络封包，并显示最为详细的网络封包资料。以上软件均为免费共享版，如此，组建一个具有20台中等PC机的实验室费用约8万元。

3 具体实施

一个中小型企业的完整网络包括防火墙、路由器或三层核心交换机、汇聚层交换机等。为降低网络冗余提高信息安全，我们采购的网络设备一般包括多品牌、多型号。下面采用上述软件方案仿真一个企业网络：

步骤一：安装VMware，完成安装后会出现VMware Network Adapter VMnet1和VMware Network Adapter VMnet8两块虚拟网卡。利用这两块网卡可实现网络互通。

步骤二：在gns3中添加一个C3750三层交换机用来模拟企业核心层交换机，同时添加一个cloud设备，并与虚拟网卡相连。将两台设备用连接线连接起来。

步骤三：在ensp中添加一台S3700交换机用来模拟企业汇聚层交换机。通过交换机配置选项将交换机接口与虚拟网卡接口绑定。

步骤四：进入VMware对虚拟网卡地址进行ip配置。

步骤五：打开核心层及汇聚层交换机，进行ip配置、使核心层交换机、汇聚层交换机及虚拟网卡地址配置在一个vlan内。

步骤六：在gns3中添加一台C2600交换机用于模拟汇聚层交换机。

步骤七：分别在gns3和ensp中添加几台pc用于模拟办公终端计算机。此时，我们完成了组网设计。接下来我们就可以进行vlan配置、设置rip、eigrp、ospf等网络实验。

案例：利用ensp+gns3进行OSPF试验

步骤一：在gns3上添加如下代码

router ospf 101

router-id 1.1.1.1

network 1.1.1.0 0.0.0.255 area 0

network 192.168.1.0 0.0.0.255 area 0

步骤二：在ensp上添加如下代码

ospf 101 router-id 1.1.1.1

area 0.0.0.0

network 192.168.1.0 0.0.0.255

步骤三：通过在ensp上输入display ospf peer命令获取ospf信息。

4 软件方案比硬件方案更适合组建高校网络实验室

1）利用软件方案可完全模拟硬件方案中常用的实验，实验效果不分上下，主要包括链路聚合、hsrp及vrrp实验、vpn实验等。

2）软件方案性价比更高，而且可在现有实验室的基础上部署实施。

3）软件方案更易于维护，实验中需要的IOS可以通过网上下载或者从现有的硬件设备中提取，遭到破坏后也易恢复。

4）软件方案实验速度更快，其中硬件的芯片运算速度大大超过硬件方案的硬件运算速度，而且软件启动速度要远远超过硬件的自检速度。

5）利用软件方案更易于组织培训和考试。

5 结束语

该仿真网络实验室可以达到高校网络实验教学的需要，具有较高的性价比。无论是二层交换机、三层路由器还是无线交换机均能通过该仿真实验室进行试验，满足高校教研的需要。同时该实验室具备CCNA、CCNP、H3CNA等认证考试的要求，可面向社会提供相关的认证培训。

参考文献

[1]黄坤.高校计算机网络实验室建设与研究[J].昆明冶金高等专科学校学报，2005，21（5）.

[2]锐捷网络.实验室应用案例[EB/OL].

[3]汤琳.高校网络实验室的建设与探讨[J].绵阳师范学院学报，2009（8）.