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1、1.GNS3的介绍21.1Dynampis和GNS321.2关于GNS322.GNS3的下载和安装32.1软件下载33.GNS3的基本设置53.1配置Dynampis的安装目录53.2配置IOS53.3新建工程54.GNS3使用的简单范例54.1创建单个路由拓扑54.2创建多个路由网络拓扑54.3分组捕获（抓包）55.GNS3其他使用技巧55.1使用其他远程工具（如secureCRT等）作为telnet工具55.2三种模拟PC的方法5利用Virtual PC Simulator5利用路由器当作PC5将真实的计算机与网络拓扑连接56.关于GNS3的其他相关56.1内存和CPU的利用率问题56.1
2、.1内存利用问题56.1.2CPU利用问题51. GNS3的介绍 1.1Dynampis和GNS3Dynamips作为一款十分优秀的Cisco路由器模拟软件，实验模拟效果远比Boson NetSim更加真实可信。Boson NetSim是对IOS命令行的模拟，而Dynamips是通过在计算机中构建运行IOS的虚拟机来真正运行IOS实现对Cisco路由器的模拟。Gynagen是一种基于文本的Dynamips前端系统，初学者使用Dynamips时总是感觉存在一定程度的不便和困难。当前，如果对Dynamips非常熟悉，无须任何前端系统就可以很好地进行相关网络模拟。就像一个用户可以在命令行中能实现在图
3、形界面中完成的所有任务一样。GNS3的推出在一定程度上解决了Dynamips不如Boson NetSim易用的问题，受到了Dynamips初学者的欢迎。Dynamips的图形化前端系统除了GNS3外，还有GynamipsGUI。但GNS3除了像GynamipsGUI能够可视化地设计实验网络拓扑外，还可以直接利用GNS3完成相关的模拟实验。因此，将GNS3看作一种基于Dynamips的Cisco路由器集成模拟环境并不为过。 1.2关于GNS3GNS3（Graphical Network Simulator）是一种可以仿真复杂网络的图形化网络模拟器。你可能熟悉用来仿真不同操作系统的VMware或V
4、irtual PC等软件。利用这些软件，可以在自己计算机的虚拟环境中运行诸如Windows XP专业版、Ubuntu Linux等操作系统。GNS3允许在计算机中运行Cisco的IOS(Internet Operating Systems)。GNS3其实是Dynagen的图形化前端环境工具软件，而Dynamips是仿真IOS的核心程序。Dynagen运行在Dynamips之上，目的是提供更友好的、基于文本的用户界面。用户利用Dynagen可以创建类似于Windows的ini类型文件所描述的网络拓扑，GNS3是这一步工作的图形化。GNS3允许在Windows、Linux系统上仿真IOSs，其支持
5、的路由器平台、防火墙平台(PIX)的类型非常丰富。通过在路由器插槽中配置上EtherSwitch卡，也可以仿真该卡所支持的交换机平台。因此，GNS3是一种用于准备CCNA、CCNP证书考试的无与伦比的优秀实验工具。当前市面上有不同类型的多种路由器模拟器，但他们支持的路由器命令较少，在进行相关实验时常常发现这些模拟器不支持某些命令或参数。用户使用这些模拟器通常只能看到所模拟路由器的输出结果。在GNS3中，所运行的是实际的IOS，能够使用IOS所支持的所有命令和参数。另外，GNS3是一种开源软件，不同付费就可使用。但是， Cisco的IOS的使用需要符合Cisco的版权规定，因此，GNS3安装程序
6、中不包含IOS映像文件，这需要你自己想办法获取。如，你可以将某Cisco路由器的IOS映像通过TFTP导出。其他的一些相关资料，可于 http:/ 和http:/7200emu.hacki.at.查看。2. GNS3的下载和安装 2.1软件下载有如下软件需要下载：Winpcap : ：http:/www.winpcap.org/Dynamips-Dynagen套装: http:/dynagen.org/。选择对应操作系统的版本。GNS3:可以访问网站 http:/ 进行下载点击绿色的download按钮，如下图所示基于windows的GNS3有两种安装版本： GNS3 v0.7.4 all-i
7、n-one (包括 Dynamips, Qemu and WinPCAP ) 和GNS3 v0.7.4 binary.rar 如果是all-in-one版本，则包括了1、2项，不需要再下载。（如下图） VPCS:用于模拟PC。下图是所有相关组件的下载链接，就在上图显示页面下方 2.2软件安装首先，安装GNS3 v0.7.4 all-in-one.exe，该安装会自动安装Winpcap、Dynamips-Dynagen。包括如下图所示的可选项安装，如果有某些项已经安装，可以勾选掉，从而不安装。安装完成后，我们紧接着把VPCS直接解压至D:GNS3目录下。 同时，为了GNS3运行时候存放一些文件的
8、需要，我们在D:GNS3目录下新建如下两个个空目录：ios、project。把CISCO的IOS文件拷贝至ios目录里。关于project还有workdir目录的用途，我们下文再述。 至此，我们完成了GNS3实验环境所需的各个软件，包括：Winpcap 4.0、Dynamips-Dynagen套装、GNS3、VPCS。我们看到最后目录应该如下图所示。双击上图中的可执行程序，运行GNS，如下图:工具条的简介:3. GNS3的基本设置 3.1配置Dynampis的安装目录GNS3是基于Dynampis工作的，所以必须知道Dynampis的安装目录。配置方法如下：gns3菜单Edit / Prefe
9、rences，弹出如下图所示的配置对话框。选择对话框左边的“Dynamips”项，在右边面板的Executable path(运行路径)项，填上Dynamips.exe的路径。同时，建议在本地空间较大的硬盘上创建一个workdir目录，并且指定为dynamips的工作目录，这样子程序运行过程中产生的大量的临时文件会存放在该目录下。我们在安装GNS3的时候，已经在D:GNS3下创建了workdir目录，所以在此我们选择工作目录为：D:GNS3workdir最后，为了测试GNS3能否正确的找到dynamips，我们可以点击图中所示的“Test(测试)”按钮。如果成功，在Test按钮右边会有消息提示
10、成功：“Dynamips successfully started”。至此，dynamips成功指定。同时，我们发现GNS3配置对话框还有其他配置选项，我们看看General项，如下图所示。在language(语言) 项，我们可以选择中文，然后点击Apply，于是我们发现GNS3现在都变成中文界面了。我们看到下图还有工程目录，这是GNS3工程的根目录(关于建立工程方法，请参考)。我们在GNS3安装的是，已经在D:GNS3下新建了Project目录，所以在此我们把工程目录指定为：D:GNS3Project。同时制定我们的IOS存放的目录。我们知道，在安装GNS3的时候，我们已经把IOS拷贝在D:
11、GNS3IOS目录下。如此设置之后，在我们设置IOS的时候，自动把目录定位至D:GNS3IOS。 3.2配置IOS接着，为了使图6中的节点类型区的路由器可以使用，我们需要为各种类型的路由器指定IOS，注意每种类型的路由器只能指定一个IOS。 我们点击GNS3菜单编辑/IOS和Hypervisor项，弹出如下图所示的对话框。 在设置的“IOS文件”指定IOS的路径。选择该IOS的平台、型号（GNS一般会自动选择）。 点击“保存”按钮完成一个IOS的配置。 我们看到对话框的上半部Images，显示的是我们已经配置好的IOS，如果需要修改，我们只需要双击该项，然后修改内容再Save就可以。此后，我们
12、在剩下的配置中接受GNS3的默认值。但是，有一个叫做IDLE PC的参数非常重要，后面我们简要讨论。 3.3新建工程要建立拓扑，首先需要建立工程。建立工程的好处是能够按照规范存放各种文件，同时可以保存网络设备的配置，并在下一次打开拓扑是自动载入配置。选择菜单文件/新建工程，弹出如下图所示的新建工程对话框。点击工程文件的浏览按钮，弹出文件选择框，选择D:GNS3Project。为了使我们每次新建的工程能够自成一个目录而便于管理，我们在project目录下再为每个工程新建一个对应的目录，在此我们新建的是测试“test”工程，所以我们在文件选择框里新建一个“test”目录，并且点击“OK”生成该目录
13、。上图所示“Save nvram and virtual hard drives”建议不要选。如果选上，GNS3会自动在工程目录下新建一个目录： working，把各个路由器等网络设备执行时产生的临时文件存放在此。如果我们不选，则临时文件会存放在D:GNS3workdir目录下。我们统一把临时文件存放在workdir目录下，可以保持工程的简洁。新建工程结果如下图所示。GNS3在D:GNS3projecttest目录下建立了net文件还有configs目录，用于存放工程中网络设备的配置。4. GNS3使用的简单范例 4.1创建单个路由拓扑这里通过创建包含一个路由器的简单拓扑来了解如何启动路由器、
14、以及如何通过控制台console来配置它。同时，我们也将了解如何为选择的IOS确定一个idlepc值，这是非常重要的一步。当IOS运行时，它将消耗几乎100%的CPU处理能力，使得计算机的运行变得异常缓慢。但是，选择合适的idlepc值可以有效降低CPU利用率。基本方法是在路由器不活动时将其设置为sleep状态，后面将给出详细的技术解释。点击最左边Node Type中的某个路由器图标，注意该路由器得是你配置了IOS映像的型号，我们使用Router c7200平台。将一个路由器节点拖到工作区后便有了一个可供配置的路由器，并且右键单击路由器，选择“configure”菜单项，如下图所示。如下图所示
15、，单击“R2”，选择“slot”标签页。选择slot0(control plane)右边的下拉箭头，选择结尾是FE (Fast Ethernet)的某个适配器。然后，单击slot1(data plane)右边的下拉箭头，选择“PA-8E”(选择其他也可以)，这将在路由器中增加八个以太接口。单“Apply”或者“OK”。右键单击路由器，选择“start”(绿色三角)。再一次右键单击路由器，选择“Console”。如下图所示，路由器已经启动，并且所有接口正常(1个主板FE口和8个子卡Ethernet口)。在GNS3主窗口中，右键单击工作区中的路由器图标，选择“Idle PC”。GNS3将花费一段时
16、间来计算一个Idle PC值，然后会出现如下图所示的窗口。如果点击下拉箭头，将会看到多个可能的idlepc值，较好的idlepc值前打上了星号。选择一个带星号的idlepc值并点击“OK”按钮，GNS3提醒你应用所选择idlepc值的确认。如果在GNS3主窗口中选择菜单“Edit”下的“IOS images and hypervisors”，双击“IOS Image”标签页中的IOS映像文件，将能够看到在Settings下已经有了一个新的idlepc值。可能需要重复几次选择idlepc值的处理过程，以便找到CPU利用率最低的的idlepc值。在Windows中可以通过任务管理器来获得CPU利用
17、率信息。你会发现，如果不设置idlepc值，CPU的利用率几乎达到100%，但一旦选择了一个合适的idlepc值，CPU的利用率急剧降低。你可以进入console窗口，此时已经在你的计算机中真正地运行了一个IOS映像，该IOS所支持的所有命令和参数均可在telnet console窗口中使用，就像telnet到了一台真实的路由器一样。 4.2创建多个路由网络拓扑使用 GNS3 可以创建非常复杂的网络拓扑，唯一的问题是你的计算机可能会变得很慢。这如同运行VMware、Virtual PC 等软件一样，其性能取决于计算机的资源。如果你的计算机有足够快的CPU 和容量足够大的RAM，GNS3 的模拟
18、实验性能就越好。如前所述，利用idlepc 可以有效降低运行GNS3 时的CPU 利用率。利用工具软件Ghostios 和sparemem 可以降低RAM 的消耗量。GNS3 默认将启用Ghostios，Sparemem 由于默认是关闭的，因此必须手动使能它。如果你的计算机CPU 的主频是2.5GHz，2GB 的内存，则运行包含半打(6 台)路由器和多台工作站的网络拓扑不会存在太大的性能问题。下面我们将创建如下图所示的三路由网络拓扑。从 Node Type 拖3 台路由器到工作区。右键单击每一台路由器，选择“Configure”，在标签页“slot”中，包含一个FastEthernet 适配器
19、和一个PA-4E适配器。单击工具栏中的“Add a link”按钮， 选择下拉菜单的“Manual”菜单项， 鼠标将变成十字形。点击 R1，选择e1/0，然后点击R1，选择e1/0； 点击 R2，选择e1/1，然后点击R2，选择e1/1(操作同上图类似)。再次点击工具栏中的“Add a link”按钮(已经变成了一个停止标志) 。此时，在GNS3主窗口右侧“Topology Summary”区域能够看到刚刚创建的链接。GNS3为所创建的每台路由器起了一个默认的名字，以R开头，后面是个数字。如果想更改路由器的名字，可以右键单击路由器图标，选择“Change the hostname”来完成路由器
20、命名操作(右键菜单中包含了所有有用的功能，包括路由器的硬件配置、显示/隐藏/修改名字、换图标、改console端口、console登陆、运行停止重启挂起路由器，改AUX端口、consoleAUX口、Idle PC等等)。工具栏中有如下图所示的五个工具按钮：其中，第一个是“console to all devices”按钮。后面的三个分别是开始/恢复、暂停、停止所有devices按钮。通过点击开始按钮，将出现如下图所示的提示窗口:网路拓扑中的链路颜色从红色变成了绿色。如果点击“console to all devices”按钮，将能够看到每台路由器的启动过程。GNS3会为每台路由器开启一个Con
21、sole窗口。接下来，我们用下面的简单拓扑来配置一个简单场景，该场景中三台路由器上分别运行着路由协议可以学到其它路由器上的环回口地址:按照下面的三个配置文件分别配置三台路由器R1、R2和R3(若想要保存配置文件，可以先在命令行中输入“copy running-config startup-config”,如下图所示然后点击菜单栏中的“Import/Export startup config”按钮，选择“Extracting to a directary”和要保存的路径，一般就是当前项目目录下地configs文件夹，然后OK，配置文件就会出现在项目相关的配置里，如下图)。 结果如下图所显示:由上
22、图可以看出，三台路由器路由表显示它们分别学习到了非直连网段的网段地址以及路由器环回地址，并且互相ping环回地址都可以通，说明模拟出来的路由器在控制和转发层面都没有问题。 4.3分组捕获（抓包）GNS3支持从虚拟设备接口上捕获分组。捕获的分组被输出到libpcap文件中，使用WireShark可以查看。首先，确保本地安装了Wireshark软件，然后在设置里面的Capture选项卡中填写软件可执行程序路径，如下图，另一个路径是抓下来的包文件的存放地址，填好后点击“OK”确认。接下来在拓扑中想要抓包的接口(绿色的点)上点右键，选择capture，然后可以选择在那个接口上抓，本例中我们在R2的et
23、h1/0口抓包， 如下图所示。这时我们发现Capture的界面多了一样东西这个就说明正在抓包中。然后，我们可以在R1上面ping R2的环回地址，接着还在刚才Capture界面中的多出的R2绿点上点右键，选择“Start Wireshark” ，则会看到抓包结果，如下图，表明抓包成功(抓包文件会在一开始设置的workdir文件夹里面)。5. GNS3其他使用技巧 5.1使用其他远程工具（如secureCRT等）作为telnet工具SecureCRT最为一种telnet工具，由于它支持多个标签的方式，便于管理，并且功能强大，很受用户欢迎。 要把SecureCRT作为GNS3默认的telnet工具
24、，需要如下图配置:选择“设置”中的“General”选项卡中“Terminal Setting”小选项卡里面会有，在“Terminal Command”(这里是用来设置连接Dynamips虚拟路由器的各种虚拟终端程序的)中配置为“start secureCRT所在目录SecureCRT.exe /T /telnet %h %p”，其中“/T”、“/telnet”、“%h”和“%p” 几个字符之间要有空格。然后在“Launch this command using the system default shell”前面打上，确认。然后，我们在路由器图标上右键单击，选择“Console”(如下图)
25、，这时候发现已经是用secureCRT来开启路由器的console界面了。我们可以重复此操作，使得多个路由器有多个标签页打开。(下图) 5.2三种模拟PC的方法向网络拓扑中添加PC的方法在这里我总结了三种。如果只是想利用PC运行ping或者traceroute来测试连通性，最好使用Virtual PC模拟器。也可以在网络拓扑中添加新的路由器并配置它像一台PC一样。第三种方法是利用真正的PC。利用Virtual PC SimulatorVirtual PC Simulator是运行在Windows或Linux上的程序，它的功能有限，但是可以运行ping和traceroute。Virtual PC
26、 Simulator是一种免费软件，可以从http:/ 172.16.1.101 172.16.1.1 24可以设置PC的IP地址、默认网关(可选)、子网掩码(前缀长度)。(见下图) 利用“Symbol Library”可以将VPCS集成进GNS3。在GNS3窗口中选择Edit菜单的Symbol Manager菜单项。如下图所示。点击“Available symbols”下的“computer”，然后右键单击箭头“”，将计算机图标添加到“Customized nodes”。在Name框中输入“comp”，利用下拉箭头，将其类型更改为Cloud，然后确认。在GNS3窗口Node Type中将出现
27、计算机的图标，如下图所示。将两台计算机拖动到工作区中，在R1和R3下分别放置一台。右键单击路由器R1下的计算机，选择“Configure”，单击“Clouds”下的C1，点击NIO UDP 标签页，如下图所示。在配置中输入如下参数: Local Port：30007 Remote host：127.0.0.1Remote port：20007上述配置对应于VPCS8。单击按钮Add，然后选择OK。(注:在配置参数时在GNS3里配置的Lport和Rport和VPCS中的Lport和Rport正好是相反的。就是GNS3中的Lport对应VPCS中的Rport，Rport对应VPCS中的Lport。
28、)C2的配置类似。至此，已经配置完成与GNS3通过UDP端口连接的计算机。然后，按照之前所说的“add a link”的方法，将路由器和两台pc连上。分别在路由器R1和R3上添加如下配置。这时我们发现虚拟pc和虚拟路由器的通信就完成了。见下图。利用路由器当作PC可以简单地配置路由器，使其像一台PC一样。这种方法可能会使用更多的内存和处理器资源。将真实的计算机与网络拓扑连接一个有趣的事情是在GNS3和Dynamips中，你可以将真实的网络接入GNS3的网络拓扑中进行网络仿真。在CCNA、CCNP学习过程中可能需要运行真实的Web Browser，或者Cisco的Security Device M
29、anager。将自己的真实PC接入网络拓扑，设置可以连接自己计算机中运行的VMware或Virtual PC。作者曾经在VMware虚拟机中运行两份Windows XP，然后在它们之间运行Cisco 软件IP电话应用。同时，也可以将自己的虚拟网络拓扑与真实的计算机网络连接。将GNS3和Dynamips中运行的虚拟网络拓扑与真实网络互连是非常有意思的事情，但需要注意受限于计算机的资源能力，虚拟网络的吞吐率可能不高。只是鼓励将GNS3和Dynamips只用于学习目的的实验环境，其它用途并不提倡。将自己的网络拓扑与真实PC相连的过程与连接Virtual PC模拟器非常类似。从GNS3窗口的Node
30、Type区拖动计算机(已经定义为cloud)到网络拓扑工作区，右键单击计算机，选择“Configure”。在“Node Configurator”窗口中点击Clouds下面的C3。与将Virtual PC模拟器软件集成进GNS3不同，需要选择NIO Ethernet标签页。这个操作需要操作系统的Administrator权限。如下图所示。对于Windows用户，单击“Generic Ethernet NIO”下面的输入框，选择自己希望使用的Ethernet适配器。点击“Add”按钮后点击“OK”。此时需要配置自己真实计算机网卡的IP属性以便与模拟网络拓扑相适应。然后，使用工具栏按钮“Add a
31、 link”创建计算机网卡到网络拓扑中对应设备的连接。你可能使用自己的普通网卡与网络拓扑相连，也可以先创建MS Loopback适配器，然后利用Loopback适配器与网络拓扑相连。在Windows中创建MS Loopback适配器的方法：在控制面板中选择添加硬件，在如下图所示“添加硬件向导”窗口中点击“Next”。在如下图所示窗口中，选择“Yes,I have already connected the hardware”，点击“Next”。在如下窗口中拖动下拉箭头，找到“添加新的硬件设备”，点击“Next”。在如下窗口中，选择“Install the hardware that I man
32、ually select from a list(Advanced)”，点击“Next”。选择安装“Network adapters”，点击“Next”。在“厂商”列表框中选择“Microsoft”，从网卡列表框中选择“Microsoft Loopback Adapter”后点击“Next”，便可完成Loopback适配器的安装。如下图。下面我用一个实用的范例来说明一下，就是构建三个路由器，并且在本地直接telnet上去。首先，我们建立一个本地环回网卡“Looback-telnet”，并将它的地址设为“23.0.0.163”。见下图。打开GNS3里的C3的设置，选择“NIO Ethernet”
33、子选项卡，然后在添加网卡的下拉菜单里选中刚才建立的网卡，点击“Add”，再“Apply”，“OK”。如下图。接着，我们在“Node Types中”拖一个“Ethernet swith”到拓扑中，用以连接三台路由。然后，用“Add a Link”将前面配置的C3和交换机相连，再选择交换机的其他三个端口分别与三台路由器相连，效果见下图。该拓扑中我们使用C3作为管理主机telnet三台路由器，而C3其实就是实际的物理主机和Dynamips的桥接。然后，我们将三台路由器的接口配上地址(管理接口地址，和C3，也就是新建的网卡是同一网段的),具体的配置按照如下格式。router#conf trouter
34、(config)#username username-设置登录用户router (config)#enable password password-设置进入特权模式密码router (config)#line vty 0 4router(config-line)#password password-设置登录密码router(config-line)#loginrouter(config-line)#end下面是配置文件。 最后，来验证一下是否成功了，我们打开命令提示符，用telnet程序分别登录三台路由器查看。见下图。由上图可知，物理主机与虚拟路由器互联成功。6. 关于GNS3的其他相关 6.
35、1内存和CPU的利用率问题 6.1.1内存利用问题GNS3的模拟实验会消耗大量的物理内存和虚拟内存。利用ghostios和sparemem分别解决物理内存、虚拟内存的消耗问题。GNS3的Ghostios选项可以显著降低实验消耗的物理内存量，特别是在同一个实验中使用了大量相同IOS的路由器时。利用这个特性，实验中并不需要在自己的Virtual RAM中保存每个路由器的IOS映像，计算机将为使用相同IOS的多台路由器保存一个IOS映像，从而降低了对内存的需求。如，有运行同一IOS的10台路由器，其IOS映像的大小为60MB，则利用Ghostios选项可以省下960MB的物理内存需求。GNS3中，G
36、hostios被默认使能。Sparemem特性并不降低物理内存的消耗，而是降低虚拟路由器所消耗的虚拟内存。由于32位OS限制每个进程最多可以使用2GB的虚拟内存，因此，sparemem也非常重要。使能“sparemem”选项后，在计算机中只为虚拟路由器正在使用的IOS分配虚拟内存，使得在网络拓扑中可以包含更多的虚拟路由器和实例。Ghostios和sparemem均依赖于mmap，因此，必须在GNS3中使能“mmap”选项，如下图所示。 6.1.2CPU利用问题前面曾简单讨论过CPU利用率问题，了解到了如何为某种IOS确定/选择idlepc值，使CPU的利用率得以降低。如果没有idlepc，你会
37、发现模拟时CPU的利用率几乎为100%。其原因在于GNS3的核心程序，即Dynamips不知道你的路由器实例在什么时候处于空闲，什么时候处于忙状态。命令idlepc对正在运行的IOS进行分析，以确定IOS正在执行哪些空闲循环。一旦确定好，Dynamips在路由器执行到空闲循环时将虚拟路由器实例(进程)强制“sleep”。这将显著降低CPU利用率，同时并没有降低虚拟路由器的能力。PC值只与特定的IOS映像有关。不同的IOS版本的idlepc会显著不同，即使相同版本但特性不同的IOS版本的IdlePC值也会不同。但是，idlepc值与运行模拟实验的计算机、操作系统、GNS3中Dynamips版本等
38、没有任何关系。有时候，利用idlepc命令可能无法找到最优的idlepc值，或干脆找不到idlepc值，重试几次可能会有改观。当为某个IOS确定idlepc值时，需要启动GNS3。将使用该IOS的路由器拖到工作区中，右键单击该路由器，选择“start”，然后右键单击该路由器，选择“Console”。此时，在Console窗口中需要按下Enter，并且在提示“Would you like to enter initial configuration dialog?” 时输入No。等待路由器出现提示符“Router”。然后，在GNS3主窗口中，右键单击路由器图标，选择“Idle PC”。GNS3将花费一段时间计算idle PC值，并弹出如下窗口。从上图选择某个idlepc值，并应用。在选择idlepc值时，最好开启windows的任务管理器，检测CPU的利用率数据。当选择某个idlepc值后CPU利用率被显著降低了，则该值就比较合适。