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摘要：通过整体考虑思科网络设备虚拟机软件VMware和仿真软件GNS3，可以建立全面的实虚相结合的网络操作实训的平台。利用这个实训平台的建立可以让学生们确切理解思科网络设备装配，还有与现实的网络技术系统的互相关联的过程，来获得较好的教学成果。
关键词：GNS3；VMware；虚拟机技术
中图分类号：TP393-4文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2013) 07-0000-02
1引言
网络的快速发展，给人们的生活和学习带来了巨大的发展，尤其是给高校教学活动带来了巨大的方便，而对真实网络环境的构建，往往需要消耗大量的人力和财力，因为，对于虚拟网络环境的研究，就逐渐成为热门的研究方向，同时也是高校虚拟网络构建的发展方向。目前构建虚拟网络环境的软件非常多，如GNS3、VMware等，这类软件在虚拟网络构建中发挥着重要的作用。本文将从这2个软件出发，详细阐述虚拟机技术在高校计算机网络教学中的具体应用。
2GNS3及其配置
GNS3（Graphical Network Simulator）是一款能够运行在多平台（包括Linux、Mac OS和Windows等）的网络虚拟软件，拥有优秀的图形化界面，其最新版本是0.8.0.3。
GNS3软件安装以后，只要启动 GNS3 程序，就能够登录到其界面。通过启动之后能够对新的工程来命名，也能够取消首次的命名。若命名被取消，能够等拓扑图等创建配置实现后再进行命名的保存。于GNS3模拟器的界面菜单中，有“编辑（E）”，“文件（F）”，“帮助（H）”和“查看（V）”四个菜单。有一排工具按钮在菜单栏的下面，能够进行相应的拓扑图操作。
3网络拓扑结构
在本次的测试实验中，首先创立两个星型的拓扑结构网络，其中一个网络中心节点是路由器R1，另一个是Linux 主机PC2（安装了Zebra的路由软件包），它的拓扑结构如下图3.1所示。其中PC4、PC1、PC2都是由VMware软件虚拟的，R1是由GNS3虚拟的，PC3是宿主机(运行全体仿真环境的现实计算机)。利用配置使得这两个星型网络中心的节点连接，并且完成动态路由，使得网络上全部的计算机之间可以相互通信。在实验中，全部接口的IP地址如下图1所示，子网掩码都是24位。PC4、PC1、PC3上安装的操作系统均是Windows XP，PC4、P1虚拟机内配置了一张网卡。PC2内配置了3张网卡，其安装的操作系统是Red Hat Enterprise Linux 5．1。R1是路由器，其型号是思科C3745，安装的IOS是12．4(11)T，在实验中，R1仅需要两个以太网卡的接口，因此仅在此路由器的slot0配置一个GT96100-FE模块。
图1网络的拓扑结构
4虚拟网络的建立
4.1虚拟路由器及虚拟机设置
GNS3不可以直接与VMware相连接，但是VMware、GNS3能桥接或者连接到宿主机的网卡上。在宿主机创建一个虚拟网卡，此网卡能够是由VMware创建的(此类型虚拟网卡能够直接的被虚拟设备桥接或是连接到VMware 虚拟网络)，也能是自行创建的微软的回环网卡Microsoft Loopback Adapter(此类型的虚拟网卡只可以被虚拟设备桥接)，利用宿主机的网卡来转发数据包，能够间接的完成VMware和GNS3间的通信。
R1的f0/0口与PC2的eth2连接时，由VMware创立宿主机的虚拟网卡VMware Network Adapter VMnet3，配置它所在网络是VMnet3(192．168．30．0/24)。在GNS3中，配置Cloud的节点桥接至VMware Network Adapter VMnet3，并且连接R1的f0/0口与此Cloud节点，这样，R1的f0/0就可以连接到VMnet3网络了。再配置虚拟机PC2中eth2连接至 VMnet3网络，就连接了R1的f0/0口与PC2的eth2。
R1的f0/1与PC4连接时，自主在宿主机内创建了一个微软的回环网卡Microsoft Loopback Adapter。在GNS3中，配置Cloud的节点桥接至Microsoft Loopback Adapter，并且连接R1的f0/1口与此Cloud节点，于是R1的f0/1口即连接至Microsoft Loopback Adapter，再配置虚拟机PC4桥接至此网卡，间接的连接了R1的f0/1口与PC4。因为VMware仅可以全局配置桥接至某宿主机的网卡，如果在一些虚拟机中配置桥接，于是这些虚拟机均桥接至同一宿主机网卡，而且它们均是互相连通的，于是在一个网络的拓扑结构内，这种连接方式仅可以使用一次。
上述利用桥接宿主机的虚拟网卡方法，间接的完成了虚拟路由器与虚拟机间的连接，此过程需数据包在宿主机和虚拟设备之间转发，需要WinPcap的支持。
4.2软件的安装配置运行
按照具体的实验步骤，分别将虚拟路由和虚拟机开机，根据图1的具体配置，设定每个端口的IP地址和子网掩码，同时要保证相邻的接口能够互相通信。
在本次实验中，需要Linux主机在其三个网卡间来转发数据包，需要开启它的数据包转发功能。在PC2上，安装并设置Zebra软件包，启动rip守护程序，显示Linux主机所直接连接的三个网络。在R1中，需启动rip的路由协议，显示其直接连接的两个网络。为了防止rip版本的非兼容性，该实验中均配置是版本2(RIPv2)。
配置实现后，在R1的特殊权利模式下，查找路由表，显示出两条由rip协议的路由条目，分别显示出到达192．168．10．0/24以及192．168．20．0/24网络的下条IP的地址。在PC2中，进去Zebra的终端，查询路由表，也能够发现利用rip协议获得一条新的路由条目，显示出到达192．168．40．0/24网络的下条IP的地址。在PC4、PC1、PC3上配置对应的网关，在网络中，任何一个计算机能够联通其他全部的计算机。
4.3网络测试以及分析
通过tracert的命令能够追踪此计算机至远程计算机所通过的路径，图3.2为PC1上测得至PC4所通过的路径，图3.3为PC3上测得至PC4所通过的路径。
如下图3.2显示，数据包根据实验设计的网络至PC4。但从下图3.3 可以知道，数据包没有按照实验设计的网络至PC4。这是因为宿主机本身有一个虚拟网卡Microsoft Loopback Adapter连接至192．168．40．0/24网络，于是宿主机就直接通过此网卡与PC4通讯。
图3.2从PC1至PC4所通过的路径
图3.3从PC3至PC4所通过的路径
虚拟网络实验室能够用在底层的通信协议、验证待设置的解决方案以及测试底层的网络软件等等。配合适合的网络抓包软件(比如Sniffer、Wireshark等等)，能够研习底层的通信数据包局式等等。
5总结
通过本次的实验表明，GNS3和Vmare等虚拟机软件，在创建虚拟网络实验教室方面具有较高的可行性。在本文中，通过此类软件，研制了一个典型的虚拟实验室网络，极大的提高了教学水平。
参考文献：
[1]王煜林,王金恒.使用GNS3模拟网络实验室[J].电脑编程技巧与维护,2010(12):113-114.
[2]余浚.IPSec技术在路由器中的实现[J].电脑知识与技术,2011(22):5343-5345.
关键词：GNS3；VMware；虚拟机技术
中图分类号：TP393-4文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2013) 07-0000-02
1引言
网络的快速发展，给人们的生活和学习带来了巨大的发展，尤其是给高校教学活动带来了巨大的方便，而对真实网络环境的构建，往往需要消耗大量的人力和财力，因为，对于虚拟网络环境的研究，就逐渐成为热门的研究方向，同时也是高校虚拟网络构建的发展方向。目前构建虚拟网络环境的软件非常多，如GNS3、VMware等，这类软件在虚拟网络构建中发挥着重要的作用。本文将从这2个软件出发，详细阐述虚拟机技术在高校计算机网络教学中的具体应用。
2GNS3及其配置
GNS3（Graphical Network Simulator）是一款能够运行在多平台（包括Linux、Mac OS和Windows等）的网络虚拟软件，拥有优秀的图形化界面，其最新版本是0.8.0.3。
GNS3软件安装以后，只要启动 GNS3 程序，就能够登录到其界面。通过启动之后能够对新的工程来命名，也能够取消首次的命名。若命名被取消，能够等拓扑图等创建配置实现后再进行命名的保存。于GNS3模拟器的界面菜单中，有“编辑（E）”，“文件（F）”，“帮助（H）”和“查看（V）”四个菜单。有一排工具按钮在菜单栏的下面，能够进行相应的拓扑图操作。
3网络拓扑结构
在本次的测试实验中，首先创立两个星型的拓扑结构网络，其中一个网络中心节点是路由器R1，另一个是Linux 主机PC2（安装了Zebra的路由软件包），它的拓扑结构如下图3.1所示。其中PC4、PC1、PC2都是由VMware软件虚拟的，R1是由GNS3虚拟的，PC3是宿主机(运行全体仿真环境的现实计算机)。利用配置使得这两个星型网络中心的节点连接，并且完成动态路由，使得网络上全部的计算机之间可以相互通信。在实验中，全部接口的IP地址如下图1所示，子网掩码都是24位。PC4、PC1、PC3上安装的操作系统均是Windows XP，PC4、P1虚拟机内配置了一张网卡。PC2内配置了3张网卡，其安装的操作系统是Red Hat Enterprise Linux 5．1。R1是路由器，其型号是思科C3745，安装的IOS是12．4(11)T，在实验中，R1仅需要两个以太网卡的接口，因此仅在此路由器的slot0配置一个GT96100-FE模块。
图1网络的拓扑结构
4虚拟网络的建立
4.1虚拟路由器及虚拟机设置
GNS3不可以直接与VMware相连接，但是VMware、GNS3能桥接或者连接到宿主机的网卡上。在宿主机创建一个虚拟网卡，此网卡能够是由VMware创建的(此类型虚拟网卡能够直接的被虚拟设备桥接或是连接到VMware 虚拟网络)，也能是自行创建的微软的回环网卡Microsoft Loopback Adapter(此类型的虚拟网卡只可以被虚拟设备桥接)，利用宿主机的网卡来转发数据包，能够间接的完成VMware和GNS3间的通信。
R1的f0/0口与PC2的eth2连接时，由VMware创立宿主机的虚拟网卡VMware Network Adapter VMnet3，配置它所在网络是VMnet3(192．168．30．0/24)。在GNS3中，配置Cloud的节点桥接至VMware Network Adapter VMnet3，并且连接R1的f0/0口与此Cloud节点，这样，R1的f0/0就可以连接到VMnet3网络了。再配置虚拟机PC2中eth2连接至 VMnet3网络，就连接了R1的f0/0口与PC2的eth2。
R1的f0/1与PC4连接时，自主在宿主机内创建了一个微软的回环网卡Microsoft Loopback Adapter。在GNS3中，配置Cloud的节点桥接至Microsoft Loopback Adapter，并且连接R1的f0/1口与此Cloud节点，于是R1的f0/1口即连接至Microsoft Loopback Adapter，再配置虚拟机PC4桥接至此网卡，间接的连接了R1的f0/1口与PC4。因为VMware仅可以全局配置桥接至某宿主机的网卡，如果在一些虚拟机中配置桥接，于是这些虚拟机均桥接至同一宿主机网卡，而且它们均是互相连通的，于是在一个网络的拓扑结构内，这种连接方式仅可以使用一次。
上述利用桥接宿主机的虚拟网卡方法，间接的完成了虚拟路由器与虚拟机间的连接，此过程需数据包在宿主机和虚拟设备之间转发，需要WinPcap的支持。
4.2软件的安装配置运行
按照具体的实验步骤，分别将虚拟路由和虚拟机开机，根据图1的具体配置，设定每个端口的IP地址和子网掩码，同时要保证相邻的接口能够互相通信。
在本次实验中，需要Linux主机在其三个网卡间来转发数据包，需要开启它的数据包转发功能。在PC2上，安装并设置Zebra软件包，启动rip守护程序，显示Linux主机所直接连接的三个网络。在R1中，需启动rip的路由协议，显示其直接连接的两个网络。为了防止rip版本的非兼容性，该实验中均配置是版本2(RIPv2)。
配置实现后，在R1的特殊权利模式下，查找路由表，显示出两条由rip协议的路由条目，分别显示出到达192．168．10．0/24以及192．168．20．0/24网络的下条IP的地址。在PC2中，进去Zebra的终端，查询路由表，也能够发现利用rip协议获得一条新的路由条目，显示出到达192．168．40．0/24网络的下条IP的地址。在PC4、PC1、PC3上配置对应的网关，在网络中，任何一个计算机能够联通其他全部的计算机。
4.3网络测试以及分析
通过tracert的命令能够追踪此计算机至远程计算机所通过的路径，图3.2为PC1上测得至PC4所通过的路径，图3.3为PC3上测得至PC4所通过的路径。
如下图3.2显示，数据包根据实验设计的网络至PC4。但从下图3.3 可以知道，数据包没有按照实验设计的网络至PC4。这是因为宿主机本身有一个虚拟网卡Microsoft Loopback Adapter连接至192．168．40．0/24网络，于是宿主机就直接通过此网卡与PC4通讯。
图3.2从PC1至PC4所通过的路径
图3.3从PC3至PC4所通过的路径
虚拟网络实验室能够用在底层的通信协议、验证待设置的解决方案以及测试底层的网络软件等等。配合适合的网络抓包软件(比如Sniffer、Wireshark等等)，能够研习底层的通信数据包局式等等。
5总结
通过本次的实验表明，GNS3和Vmare等虚拟机软件，在创建虚拟网络实验教室方面具有较高的可行性。在本文中，通过此类软件，研制了一个典型的虚拟实验室网络，极大的提高了教学水平。
参考文献：
[1]王煜林,王金恒.使用GNS3模拟网络实验室[J].电脑编程技巧与维护,2010(12):113-114.
[2]余浚.IPSec技术在路由器中的实现[J].电脑知识与技术,2011(22):5343-5345.