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1、基于Packet Tracer的中小学校园网络仿真设计摘要：关键词：关键词：校园网；Packet Tracer；仿真设计中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号： 随着互联网的发展，各个学校对网络的需求越来越多样化，从原来只传输文本信息的基础上增加了更为丰富的语音、数据、图像以及多媒体等业务，因此需要对原有的网络加以改造或者重新设计全新的网络。改造过程之初的整体方案规划和设计设计，利用网络仿真软件进行仿真显然要比传统网络设计方法强。传统网络设计和规划方法主要是靠经验，对复杂的大型网络，有很多地方由于无法预知而抓不住设计要点。其次，由于对实际设备性能的理解偏差，传统网络设计出来的成果往往无法
2、满足实际性能的要求。因此，单纯的依靠经验进行网络的规划和设计已经不能适应网络的发展，网络仿真技术应运而生，本文用到的Packet Tracer软件就是网络仿真技术成果之一。网络仿真技术网络仿真是一种利用数学建模和统计分析的方法模拟网络行为，通过建立网络设备和网络链路的统计模型，模拟网络流量的传输，从而获取网络设计及优化所需要的网络性能数据的一种高新技术。常用的网络仿真软件包括：OPNET。OPNET就是一个网络仿真技术软件包，它能够准确的分析复杂网络的性能和行为，在网络模型中的任意位置都可以插入标准的或用户指定的探头，以采集数据和进行统计。NS2。NS2是指 Network Simulator
3、 version 2，NS（Network Simulator）是一种针对网络技术的源代码公开的、免费的软件模拟平台，研究人员使用它可以很容易的进行网络技术的开发，而且发展到今天，它所包含的模块几乎涉及到了网络技术的所有方面 【4】。Packet Tracer。Packet Tracer 是由Cisco公司发布的一个辅助学习工具，为学习思科网络课程的初学者去设计、配置、排除网络故障提供了网络模拟环境 【3】。相比与OPNET与NS2这两款太过专业的仿真软件来说，Packet Tracer显得尤为平易近人，首先，其设计者Cisco公司是业内著名的网络硬件设备供应商，对于网络硬件设备的软件模拟有着
4、不容忽视的优势。其次，这款软件的设计对象是网络课程的初学者，省略了大量现阶段校园网络设计中不会涉及到的或者鲜有涉及到的选项，让主体显得清晰明了，方便设计者对网络设计进行修改与讲解。综上所述，在现阶段的中小学校园网络仿真设计的问题上，最合适的仿真软件为Packet Tracer。2. 基于Packet Tracer的中小学校园网络仿真设计2.1拓扑图中小学校园网络仿真总拓扑图如图1所示。图1 中小学校园网络仿真总拓扑图2.2网络结构介绍对于中小学校园网络来说，往往都是采用目前比较流行的三层网络架构，即核心层、汇聚层和接入层。核心层：位于顶层，主要负责传输大量的数据流，设计任务的重点通常都是高可靠
5、性和高传输速度。汇聚层：也称工作组层，是上下两层之间的通信点，主要是为接入层划分的虚拟网或网段提供路由和过滤。接入层：也称桌面层，直接和用户节点相接，有效控制用户的网络物理连接。（1）汇聚层和接入层的设计在汇聚层交换机上做VTPserver、接入层交换机做VTPclient，要求接入层交换机能够学习到汇聚层的VLAN信息。在汇聚层交换机通过给VLAN添加IP地址，实现VLAN间的路由。在汇聚层交换机上做策略（ACL），限制教室与办公室之间的互访，但教室与办公室都能访问图书馆。图书馆，学生宿舍提供服务访问点，用户可以无线接入。（2）核心层的设计可以在核心层与汇聚层之间设计冗余链路，提高链路的可靠
6、性，但是鉴于并不是所有的中小学环境都需要如此高的可靠性，且并不是所有的中小学都有足够的资金搭建冗余链路，因此，此技术仅供参考，并未纳入仿真设计中。（3）边界路由器的设计在路由器上配置静态NAT，为服务器提供静态地址转换。在路由器上配置PAT，为其他用户提供多对一的地址转换。2.3 具体仿真过程实现（1）在边界路由器上的配置在路由器上配置静态NAT，为服务器提供静态的地址转换。在路由器上配置PAT，为其他用户提供多对一的地址转换。RouterenRouter#conf tRouter（config）#intfa4/0Router（config-if）#ipnat outsideRouter（co
7、nfig-if）#int f0/0Router（config-if）#ipnat insideRouter（config-if）#exitRouter（config）#ipnat pool p1 202.10.10.1 202.10.10.1netmask 255.255.255.0Router（config）#access-list 2 permit anyRouter（config）#ipnat inside source list 2 pool p1 overloadRouter（config）#ipnat inside source static 192.168.1.2202.10.1
8、0.3Router#showipnat translations在核心交换机的f0/1端口上配置ip地址为192.168.0.2 255.255.255.0然后把这个网络的动态路由也加进来Switch（config）#int f0/1Switch（config-if）#ip add 192.168.0.2 255.255.255.0Switch（config-if）#exitSwitch（config）#router ripSwitch（config-router）#network 192.168.0.0（2）在汇聚层交换机上做VTPserver，在接入层交换机上做VTPclient。以教学楼
9、交换机为例，其他汇聚层上的交换机也是同样的配置SwitchenSwitch#vlan databaseSwitch（vlan）#vtp domain senyaSwitch（vlan）#vtp serverSwitch（config）#int fa0/2Switch（config-if）#switchport mode trunkSwitch（config-if）#int fa0/4Switch（config-if）#switchport mode trunkSwitch（config-if）#int fa0/6Switch（config-if）#switchport mode trunk在教
10、学楼交换机上配置好VTPserver后在第三层教室&办公室交换机上配置VTPclient其余接入层交换机配置相同。SwitchenSwitch#vlan databaseSwitch（vlan）#vtp domain senyaSwitch（vlan）#vtp client配置完成后vlan信息就可以被相互学习了。3.结语本次工作主要是运用了Packet Tracer软件对中小学校园网络设计规划进行了模拟仿真，充分体会到作为一名网络设计者应该合理利用网络仿真软件这一工具所带来的简单，方便和灵活等优越性，以提高设计的效率。相比于传统的网络设计方案，利用仿真软件进行设计，确实带来了很多的便
11、利。下一步的工作是运用仿真软件对网络具体流量情况进行分析，进一步的验证设计的正确性，完善设计方案。但同时也注意到我国的网络仿真技术还落后于发达国家，需要更多的人和企业来从事该项工作的研究和开发，进一步缩小与发达国家在该领域的差距。参考文献：【1】褚建立,刘彦舫.计算机网络技术实用教程. 电子工业出版社,2006【2】谭珂,全惠民.局域网组建与管理实手册.中国青年出版社,2000【3】Allan Reid, Jim Lorenz.思科网络技术学院教程.人民邮电出版社,2009【4】徐锋,杨锦川.攻克网络.重庆出版社,2000,11【5】张公忠.现代网络技术教程.电子工业出版社,2000,1【6】
12、刘正勇.校园网系统集成技术与应用.清华大学出版社,2006,6【7】张军征.校园网络规划与架设.电子工业出版社,2009,1Kenneth D.StewartIII,Aubrey Adams.Designing and Supporting Computer Networks CCNA Discovery Learning Guide. CISCO System Company, 2009Rick Graziani, Allan Johnson.CCNA Exploration:Routing Protocols and Concepts . CISCO System Company,2009Mark A.Dye, Rick McDonald, AntoonW.Rufi. CCNA Exploration:Network Fundamentals . CISCOSystem Company,2009