第29卷第2期 2010年2月
R ESEARCH AND EXPLORATI ON I N L ABORAT OR Y
Vol .29No .2 Feb.2010
基于Packet Tracer 的计算机网络仿真实验教学 薛 琴
(湖北警官学院信息技术系，湖北武汉430034)
摘 要：阐述了将Packe t Tracer 网络模拟器应用到计算机网络实验的教学中，进行仿真实验，可降低实验投资成本，提高学生做实验的效率，培养学生的探索精神和创造性思维。通过跨交换机实现V lan 的 实例介绍了仿真实验的过程。
关键词:Packet Tr ace r ；计算机网络；仿真实验教学
中图分类号:TP 391.9 文献标识码:A 文章编号:1006-7167(2010)02-0057-03
Si m ul a ti o n Expe ri m enta l Teaching of Compute r
N e t w o r k B a sed on Packe t Trace r
XU E Q in
(Depart m ent of I nf or m ati on Technol ogy,Hube i University of Police,W uhan 430034,China )
Abstrac t:Applying Packet Trace r net wor k e m ula t or t o co m puter net work experi m enta l teaching can ca rry out the si m ula 2ted experi m ent .This experi ment m ethod can reduce experi m ent cap italized cost and i mprove the efficiency of students ’doing experi m ent .It can train students ’explorati on s p irit and the crea tive thinking .This artic le intr oduced the si m ula 2
ted experi m ent pr ocess by the p ratica l exa mple that r ealized V lan striding over s w itch.Key wor ds:Packet Tracer ;compute r ne t w ork;si m ulation experi m ental teaching
收稿日期基金项目湖北省教育科学“十一五”规划项目(B )作者简介薛 琴()，女，湖北京山人，硕士，讲师，研究方向为计算机网络和信息安全。T 2651 引 言
计算机网络课程是计算机相关专业的一门核心课程，是一门理论性和实践性并重的课程[1]，既要注重
网络原理、体系结构和协议的分析，又要在掌握基本原理及具备基础网络应用能力的基础上强调对学生组建网络、维护网络、管理网络等应用能力的培养[2] 。然而在传统的实验教学中搭建一个网络环境，最少需要2台计算机、2张网卡、1根双绞线，如果组建复杂的网络环境，还需要服务器、工作站、交换机、路由器等设备。这不仅意味着高投入，且维护也较复杂，即使拥有了这些环境，实验过程中也可能由硬件设备出故障而导致实验失败
[3]
。例如：若网线没做好、交换机有故
障或者路由器没有设置好，都会引起网络不通，从而降
低做实验的效率，然而，对于初学者来说，不知道问题
出在哪里，会影响最终的实验效果。因此，在计算机网络实验教学中，如何降低投资成本，提高学生做实验的效率，如何从硬件的桎梏中走出来，如何更好地将理论和实践结合起来，更好地培养学生的动手能力和创造能力，是摆在我们面前的一个重要课题。
针对目前高等院校计算机网络实验教学的现状和特点，引入Packet Tr acer 网络模拟器，通过虚拟软件技术，建立一个仿真的实验环境
[425]
，这样就无须考虑网
络设备及其连接的问题，因为这些设备都是“虚拟的”，一旦连接好就不可能发生在真实实验环境中可能发生的硬件故障[6]，这在一定程度上可以减少实验投资成本，提高学生完成实验的效率
[7]
，对于提高学
生的动手能力和创造能力，培养具备高素质的理论与实践知识的人才，以及提高教师的教研水平，具有极其重大的理论和实际意义。
T 软件及其特点
T 是由公司针对N 认证考试开发的一个用来设计、配置和排除网络故障的模拟
:2009-08-10
:2009042:1980-el .:027248709
2Pa cket ra cer Pack et r ace r C isco CC A
软件[8]。用户可以在软件的图形用户界面上直接使用拖曳方法建立网络拓扑和对硬件设备进行配置，并可观察网络实时运行情况。软件还提供一个分组传输模拟功能让用户观察分组在网络中的传输过程。其主要特点如下:
(1)具有真实的操作界面。比Boson Netsi m模拟器操作简单[9]，更人性化，初学者很容易上手，软件中提供各种不同型号的交换机、路由器、集线器以及各种类型的传输介质，学生可根据实验自己绘制拓扑图，进行仿真实验，所有的操作和真实的环境几乎相同。
(2)提供升级的版本。每隔一段时间C isco公司会推出新的版本，进行功能的扩充，目前的最新版本是5.1版，它在旧版本4.1的基础上增加了3550系列型号的三层交换机，可以仿真更多的实验，并且所有的产品都支持I PV6。
(3)为国际认证考试提供逼真的仿真环境。Packe t Tracer是C isc o公司提供的官方模拟器，支持C isc o的所有设备产品，它可为准备CC NA或CCNP认证考试的学生提供一个完全逼真的仿真环境，考试中的所有操作命令都可以在此环境下顺利地执行。
3 仿真实验
利用Packet Trace r可以模拟仿真各种不同类型的网络实验，如快速生成树协议R STP的配置、利用3层交换机实现不同V lan间的通信、R I P路由协议的配置实现、PPP PAP认证等。下面以跨交换机实现V lan为例进行说明。
3.1 绘制网络拓扑结构
首先在Packe t Tracer的工作区域绘制网络的拓扑
结构图，已绘制好的网络实验拓扑结构图如图1所示
。
图1 网络实验拓扑结构图
在进行仿真实验时，设备的选择够用即可，不必选择功能太多的设备，在此可选择具有24个端口的2950224型号的交换机2台，分别为S witch0和S w itch1,PC机4台，分别为PC0～PC3。PC0接入S w itch0的fe0/1端口,PC1接入S witch0的fe0/2端口；接入S的f端口;3接入S
的f端口，机与交换机都采用直连线相连, S的f端口与S的f端口用交叉线相连。
3.2 进行参数设置
网络实验拓扑结构图绘制好之后，接着对P C机的TCP/I P协议参数进行设置。首先单击PC0，打开PC0参数设置对话框，选择“config”选项卡，在此对FastEthernet下的I P Address和Subne t Mask分别进行设置,I P A ddr e ss设为172.16.0.1,Subne t Ma sk设为255.255.0.0,PC0的参数设置图如图2
所示。
图2 PC0的参数设置图
用相同的方法分别对PC1、PC2和PC3的参数进行设置。PC1的I P Address设为172.16.0.2,PC2的I P Address设为172.16.0.3,PC3的I P Address设为172.16.0.4，它们的子网掩码Subne t Ma sk都设置为255.255.0.0。
3.3 进行连通性测试
PC机的TCP/I P协议参数设置完成后,4台PC机两两之间用ping命令进行连通性测试，此时应该是互通的。例如测试PC0和PC2,PC0和PC3的连通性，可单击PC0，打开PC0参数设置对话框，选择Deskt op选项卡，在其中选择“Comm and P r ompt”项，此时可打开一个虚拟的命令窗口，在其中输入ping172.16.0.3, ping172.16.0.4，测试PC0和PC2,PC0和PC3的连通性图如图3
所示。
图3 测试PC0和PC2,PC0和PC3的连通性图
3 V的创建
步骤在交换机S上创建V和V，并分别将f端口划分到V中，将f
85实 验 室 研 究 与 探 索第29卷
PC2witch1e0/1PC w itch1 e0/2PC
w itch0e0/24w itch1e0/24.4l an
1:witch0lan10 lan20e0/1lan10e0/
2端口划分到V lan20中。其操作命令如下:
S witch0>enable/3从用户模式到特权模式3/
S witch0#configure ter m inal/3从特权模式到全局配置模式3/
S witch0(config)#vlan10/3在全局配置模式下创建V lan 103/
S witch0(config2vlan)#exit
S witch0(config)#interface fastEthe rne t0/1/3在全局配置模式下进入fe0/1端口3/
S witch0(config2if)#s wit chport access vlan10/3把fe0/1端口划分到V l an10中3/
S witch0(config2if)#exit
S witch0(config)#vlan20/3在全局配置模式下创建
V l an203/
S witch0(config2vlan)#exit
S witch0(config)#interface fastEthe rne t0/2/3在全局配置模式下进入fe0/2端口3/
S witch0(config2if)#s wit chport access vlan20/3把fe0/2端口划分到V l an20中3/
步骤2：按照同样的方法，在交换机S w itch1上创建V lan10和V lan20，并分别将f e0/1端口划分到V lan10中，将fe0/2端口划分到V lan20中。
步骤3：把交换机S witch0与交换机S w itch1相连的f e0/24端口分别都定义为tag vlan模式。其操作命令如下:
S witch0(conf i g)#interface fast Ethernet0/24/3进入交换机S witch0的fe0/24端口3/
S witch0(config2if)#s witchport mode trunk/3把fe0/24端口定义为tag vlan模式3/
S witch1(config)#interface fastEthernet0/24/3进入交换机S witch1的fe0/24端口3/
S witch1(config2if)#s witchport mode trunk/3把fe0/24端口定义为tag vlan模式3/
3.5 结果验证
由于位于同一个V lan的PC机在逻辑上处于同一个广播域，它们之间能够相互通信，而在不同V lan里的PC之间不能相互通信。因此，在此实验中,PC0和PC2都划分到了Vlan10,PC1和PC3都划分到了V lan20，所以，如果在PC0上测试到PC2和PC3的连通性，则到PC2是可以p ing通的，到PC3是ping不通的。划分Vlan后在PC0上测试到PC2和PC3的连通性图如图4
所示。
图4 划分Vlan后在PC0上测试到PC2和PC3的连通性图4 结 语
在计算机网络实验课中利用Packet Tracer进行仿真实验，既能降低网络设备的投资成本，又能提高学生做实验的效率，能够更好地将理论教学和实践教学结合起来，更有利于培养学生的实际动手能力和创造能力，值得推广。
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.P. :2007.9.ab E8.20
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