楊屹東

（新疆哈密廣播電視大學(xué)，新疆 哈密市 839001）

《網(wǎng)絡(luò)實用技術(shù)基礎(chǔ)》課程是國家開放大學(xué)計算機?？茖I(yè)的一門專業(yè)課。課程主要介紹計算機網(wǎng)絡(luò)的基本知識、基本理論和網(wǎng)絡(luò)的基本應(yīng)用等方面的知識，使學(xué)生掌握網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的基礎(chǔ)知識和基礎(chǔ)理論[1]，讓學(xué)生了解計算機網(wǎng)絡(luò)基本原理，掌握網(wǎng)絡(luò)實用技術(shù)基礎(chǔ)課程中的基本實驗操作技術(shù)[2]。本課程是一門理論、實踐與實踐相結(jié)合，注重通過實驗加強學(xué)生實踐能力、動手能力，實驗教學(xué)可以切實提高學(xué)生的實際操作能力，使學(xué)生做到學(xué)以致用、理論與實踐相結(jié)合，提高學(xué)生動手能力，讓學(xué)生在課程實踐中理解課程中的一些網(wǎng)絡(luò)概念、技術(shù)及基本的實現(xiàn)方法。由于客觀原因限制，基層電大在實際辦學(xué)過程中網(wǎng)絡(luò)課程的實踐教學(xué)方面，雖然想了很多辦法，采用了線上學(xué)習(xí)國家開放大學(xué)網(wǎng)站的在線文字和視頻資源，線下由計算機專業(yè)教師進(jìn)行面授輔導(dǎo)、答疑，但由于學(xué)校經(jīng)濟(jì)條件，實驗教學(xué)設(shè)施設(shè)備的投入尚有一定缺口，所以網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)大多是以理論講授為主，不能完全滿足基層電大計算機專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的教學(xué)需要。

一、基層電大網(wǎng)絡(luò)實驗環(huán)境

計算機網(wǎng)絡(luò)的實驗環(huán)境是一個較為復(fù)雜的軟、硬件系統(tǒng)，通常由多臺計算機通過網(wǎng)絡(luò)設(shè)備構(gòu)成硬件環(huán)境，以及運行在各主機上的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)管理軟件、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、應(yīng)用系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)軟件等構(gòu)成的軟件環(huán)境組成。網(wǎng)絡(luò)實用技術(shù)基礎(chǔ)課程實驗系統(tǒng)性較強，計算機專業(yè)的網(wǎng)絡(luò)實驗室的軟件、硬件著兩個方面的環(huán)境需求相對比較高，教師對學(xué)生的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實驗指導(dǎo)相對來講有一定難度[3]。目前基層電大全部都配備了計算機教室，這些計算機教室普遍安裝有windows7操作系統(tǒng)，并且接入了互聯(lián)網(wǎng)，但基層電大普遍面臨著實驗需要的網(wǎng)絡(luò)硬件和配套軟件短缺的問題，難以建立完備的網(wǎng)絡(luò)實驗室。完備的網(wǎng)絡(luò)實驗室需要的設(shè)備較多，而且大都價格昂貴，比如路由器，服務(wù)器，交換機，網(wǎng)橋等，這些網(wǎng)絡(luò)設(shè)備經(jīng)常面臨換代更新，即使一次性投入大量資金購置齊全，也會很快淘汰，這使得基層電大在設(shè)備購置投入上面臨較大壓力，制約了學(xué)校網(wǎng)絡(luò)實驗環(huán)境的構(gòu)建。

二、虛擬實驗環(huán)境搭建

1.實驗介紹

實驗?zāi)康模赫莆赵诙鄠€交換機上劃分VLAN 的基本方法。

實驗設(shè)備：3臺華為S3700交換機，5臺PC機。

實驗原理：用VLAN 將局域網(wǎng)內(nèi)的設(shè)備邏輯地劃分為多個不同的VLAN，繼而實現(xiàn)限制廣播幀的轉(zhuǎn)發(fā)。

實驗功能：在同一個VLAN 內(nèi)的多個計算機可以互相通信，位于不同VLAN 的計算機不可以通信[4]。

2.華為eNSP介紹

eNSP 模擬器是一款由華為網(wǎng)絡(luò)開發(fā)并免費供技術(shù)人員使用的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備虛擬仿真平臺、基于圖形化界面，主要對企業(yè)網(wǎng)路由器、交換機、無線網(wǎng)路等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備使用軟件虛擬仿真，可以比較完整地呈現(xiàn)現(xiàn)實網(wǎng)絡(luò)設(shè)備部署場景，支持大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)的虛擬仿真，可以讓網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的學(xué)習(xí)者有機會在沒有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的情況下也能夠開展計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實驗測試[5]，學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。eNSP 提供便捷的圖形化操作界面，讓復(fù)雜的組網(wǎng)操作變得更簡單，可以直觀感受設(shè)備形態(tài)，并且支持一鍵獲取幫助和在華為網(wǎng)站查詢設(shè)備資料。

3.實驗環(huán)境搭建

基層電大的計算機教室基本都安裝有Windows7操作系統(tǒng)，在華為公司網(wǎng)站下載eNSP模擬器，在學(xué)生計算機上安裝華為eNSP 模擬器，安裝時需要選擇安裝 WinPcap、Wireshark 和 VirtualBox 這三個組件程序。Winpcap 是用于網(wǎng)絡(luò)抓包的組件，可以幫助用戶將網(wǎng)絡(luò)上的信息包進(jìn)行抓取和分析。Wireshark 是Unix 和Windows 上的開源網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析器，能夠?qū)崟r檢測網(wǎng)絡(luò)通訊數(shù)據(jù)，也可以檢測其抓取的網(wǎng)絡(luò)通訊數(shù)據(jù)快照文件。VirtualBox 是一款簡單易用、免費的開源虛擬機，軟件體積小巧，運行時內(nèi)存占用少，操作簡單，可以用這個組件輕松創(chuàng)建虛擬機。運行eNSP 后新建一個網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌蚬ぷ鲄^(qū)中添加2 臺華為S3700 交換機，分別命名為LSW1、LSW2；再添加5臺計算機，分別命名為PC1、PC 2、PC3、PC4、PC5；其中PC1、PC2、PC3 使用雙絞線連接至LSW1，PC4、PC5 用雙絞線連接至LSW2，交換機LSW1、LSW2之間也使用雙絞線連接。網(wǎng)絡(luò)配置接口拓?fù)淙鐖D1所示。

圖1 VLAN配置及接口拓?fù)?/p>

三、實驗過程

為了能有效降低網(wǎng)絡(luò)廣播，提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性、安全性，我們采用虛擬局域網(wǎng)VLAN，把一個物理的局域網(wǎng)從邏輯上劃分成多個廣播域。同一個VLAN 內(nèi)的多臺計算機能夠直接相互通信，而不同VLAN之間的計算機不能夠直接相互通信。本實驗?zāi)M一個學(xué)校網(wǎng)絡(luò)場景。學(xué)校內(nèi)網(wǎng)是一個較大的局域網(wǎng)，二層交換機LSW1放置在一樓，教務(wù)處和組織人事處在一樓；二層交換機LSW2放置在二樓，學(xué)生處和信息處在二樓；由于交換機組成的是一個廣播網(wǎng)，交換機連接的所有主機都能互相通信，而學(xué)校網(wǎng)絡(luò)訪問的策略是：不同部門的主機之間不能直接通信，而同一部門的主機才可以互相訪問。因此需要在交換機上劃分不同的VLAN，并將連接主機的交換機接口配置成Access 接口劃分到相應(yīng)的VLAN內(nèi)。

1、基本配置

在eNSP中對5臺PC機按如下實驗編址進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)設(shè)置（表1），在此步驟不要為交換機創(chuàng)建任何的VLAN。

表1 實驗編址

圖2 PC機網(wǎng)絡(luò)配置

配置完成后在命令行窗口使用ping 命令檢測連通性，結(jié)果顯示所有PC均能夠互相通信（圖2，圖3）。

圖3 檢測連通性

2、創(chuàng)建VLAN

在交換機LSW1上創(chuàng)建VLAN10和VLAN20；在交換機LSW2 上創(chuàng)建VLAN30 和VLAN40。創(chuàng)建完成后用display vlan命令查看VLAN相關(guān)信息（圖4）。

圖4 查看VLAN信息

可以看到，交換機LSW1 上成功的創(chuàng)建了VLAN10、VLAN20 兩個 VLAN。交換機 LSW2 上成功的創(chuàng)建了VLAN30、VLAN40兩個VLAN。但沒有任何接口加入所創(chuàng)建的VLAN，交換機上的所有端口都屬于VLAN1。

3、配置Access接口

按照網(wǎng)絡(luò)設(shè)計，需要將兩臺交換機連接PC 的接口全部配置為Access類型的接口，同時需要配置接口的默認(rèn)VLAN 加入相應(yīng)VLAN 中，再次查看交換機VLAN相關(guān)信息（圖5）。

圖5 查看VLAN信息

可以觀察到現(xiàn)在兩臺交換機上連接PC的端口都已經(jīng)加入到相應(yīng)所屬部門的VLAN中。

4、檢查配置結(jié)果

在兩臺交換機上將不同的接口加入不同的VLAN 中以后，屬于同一VLAN 的接口處于同一個廣播域，相互之間可以ping 通，可以相互通信。屬于不同VLAN 的接口處于不同的廣播域，相互之間不能夠直接通信。在本次實驗中只有教務(wù)處所屬兩臺計算機PC1 和PC2 可以相互直接通信，其他不同部門之間的計算機都無法直接通信。

四、結(jié)語

在基層電大常規(guī)機房環(huán)境沒有辦法滿足計算機網(wǎng)絡(luò)課程實驗要求的現(xiàn)狀下，華為eNSP 可以幫助基層電大解決在計算機網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)中的軟硬件資源短缺問題。eNSP 的圖形化網(wǎng)絡(luò)仿真工具平臺，使教師和學(xué)生能夠很方便地學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)知識、模擬組建網(wǎng)絡(luò)、熟悉網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)實驗，并在這些網(wǎng)絡(luò)中執(zhí)行數(shù)據(jù)包相關(guān)實驗，直觀感受到數(shù)據(jù)包的流動和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的原理。大量實踐證明，基層電大利用現(xiàn)有機房環(huán)境，使用虛擬仿真平臺，開展計算機網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)和實驗，可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓課程的學(xué)習(xí)不再只是學(xué)習(xí)過多的理論，紙上談兵，在仿真環(huán)境進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)實驗，提高了學(xué)生的實際操作能力，加強了學(xué)生動手能力、加深了對所學(xué)知識的理解、積累網(wǎng)絡(luò)實踐經(jīng)驗，為學(xué)生畢業(yè)后進(jìn)入相關(guān)行業(yè)從事網(wǎng)絡(luò)技術(shù)方面的工作打下了良好的基礎(chǔ)，在今后的職業(yè)生涯中有一個良好的起步。