网络通信虚拟化电子教室的搭建

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使用gns3软件进行网络二三层及设备服务的学习

学习完网络入门的课程以后，我们应该是进行一系列的实验，当然这些实验应该在真实的网络机架(路由器及交换机设备组成)上进行，但当我们进行深入一点的研究，特别是到CCNP(思科网络职业)及CCIE(思科网络专家)的课程时，packettracer已经不能胜任，gns3是一款免费的自由使用软件，它使用思科路由设备的操作系统，来模拟路由器硬件进行通信，甚至可以和真实的硬件通信。能真正实现对思科网络操作系统的研究，特别是在路由协议方面拥有无与伦比的效果，笔者在使用的过程中，感觉甚至比真实的路由器还好用，它可以实现网络操作系统的debug功能来观测设备对协议的处理，同时也有数据抓包功能进行协议分析，比packettracer更加专业。随时都可以进行设备的架设，进行路由器的内核操作系统的更换，研究对比系统特性，是网络研究甚至工程中网络内核选择的必不可少的工具。它可以通过给路由器增加交换模块的方法实现交换的功能，虽然功能上有所欠缺，但对一些重要协议的理解及实验(如spanningtree的研究)很有帮助。建设网络课程的虚拟化电子教室第二个要用到软件应该就是gns3了。

使用NetSimbonson软件，集成案例为网络实训教学提供便利

现在也有人在使用bonson软件(其实它的出现比gns3要早点)，它的优点在于其集CCNP的课程体系于一身，软件附带了大量的实验及教程，是很好的实训教学案例，只是由于这些案例都是英文版的，很少有汉化的，所以对英语有障碍的人学习有难度。这些案例也可以用packettracer或gns3来实现。当然现在网络上有大量的通信课程案例，bonson致命的缺点就虽然可以输入网络设备的命令，但这些命令不是很完全，效果观测也不好，甚至有些效果观测不出来。所以现在越来越少的人选择使用bonson，但对于入门级的学习者来说还是很好的工具软件。

使用IOU及IOL实现交换功能

gns3的出现为网络研究提供了很大的便利，它甚至能虚拟出网络安全架构，对pix，asa(思科的两款防火墙设备)，ips(思科的入侵检测与防御设备)，唯一遗憾的就是对二层设备的模拟不完全。通信课程的基础包括路由器及交换机两个方面。现在企业网络对交换机的需求也比路由器来的大得多。目前网络上出现的IOU(InternetOperating－SystemonUnix)，有效地弥补了这个缺憾，笔者查阅了大量的资料，经过两个月的研究终于使用在windows操作系统下安装simics(一种类似于vmware的硬件模拟器)模拟一台SUN的sparII架构的小型机sunfire来安装SUN公司的操作系统solaris(现属oracle公司的产品)，再在solaris上安装iou的方法，实现了交换机及路由器的虚拟化。通过这样的方法实现在一台计算机上搭建CCIE－RS机架，进行路由交换功能的研究。由于使用simics进行小型机模拟的人少，Unix也只是高端的产品，很多的技术难题很难突破，笔者在研究时就遇到虚拟设备的网卡桥接问题，没有办法与真实设备的通信。现在有很多人在使用IOL(InternetOperating－SystemonLinux)，Linux被广泛使用，以前IOL经常出现的二层风暴将计算机资源耗尽的现象，也因为高版本的IOL的内核的使用而没有了，而且可以实现IOL的桥接功能，这样虚拟的交换机可以和真实的设备进行通信，也可以和gns3模拟出来的设备进行通信，甚至和真实设备通信，完全使用一台电脑可以实现安全、路由、交换设备的虚拟化实现。现在还有人研究出来使用WEB网页式机架的IOL，拓扑图以及操作都可在一个网页的拓扑上进行，方便使用，特别是对很多技术细节不是很清楚的学生使用起来非常方便。

使用vmware及virtualbox或其他的虚拟化产品进行计算机的虚拟

网络研究离不开对应用层的研究，更离不开对操作系统的研究，在一台计算机上同时运行几个操作系统，就要用到虚拟计算机的软件，包括vmware的产品如vmwareworksta-tion，virtualbox，还有些其他如windows的virtaulPC及Linux的Hypervisor等等。vmware的产品以工作稳定、性能齐全而著称，但只能用于学习研究，用于商业用途会面临版权及收费问题。virtualbox是一款自由软件，基本能实现vmwareworksation的功能，对计算机的硬件模拟非常充分，是进行操作系统研究及各项网络服务研究的必备软件，其他软件(virtaulPC及Hypervisor等，包括前面提到的simics)也有相当不错的表现，除了操作系统的研究，还是进行软路由(ROS，Monowall等)研究的平台，方便了计算机网络通信的深入研究。

结语

以上涉及当前网络研究的大部分主流虚拟化工具软件产品，是网络学习不断深入的里程碑。有人讲过，网络的学习研究到最后就是看你读懂了几本书，但网络学习不同于别的学科的学习之处就在于读书、理解理论必须辅以大量的实验，这些虚拟化工具软件搭建起来的虚拟化电子教室，可以将这些软件的安装实现在一台计算机上，来模拟架构虚拟机架，不断引导学生深入学习网络。建设网络虚拟化电子教室，配合网络真实机架的使用，网络通信课程的教学会达到意想不到的效果。

作者：姚友军单位：南京江宁中等专业学校