Packet Tracer在计算机网络实验教学中的应用
李 萍
【摘 要】分析了计算机网络实验教学的现状，在实验教学中具体应用虚拟实验。采用单臂路由器VLAN间路由的方法，利用Packet Tracer模拟器进行仿真实验，为虚拟实验在计算机网络课程实验方面的应用做了一些有益的研究与尝试。结果表明Packet Tracer操作简便，效果逼真，教学效果良好。普通院校在资金有限的情况下尝试仿真模拟软件，既能满足学生实验的需求，又能节约实验室的投资成本，值得推广。 【期刊名称】现代电子技术 【年(卷),期】2012(035)011 【总页数】4
【关键词】Packet Tracer； 计算机网络实验； 教学； VLAN
0 引 言
目前很多院校开设了计算机网络课程，该课程涉及很多的原理和概念，而且结构体系比较复杂，要深入理解和学习本课程，并把这些知识应用到实际当中，最好的方法就是做计算机网络实验[1-3]。但是，计算机网络实验涉及交换机、路由器、计算机等大量设备，这些设备不仅十分昂贵，而且更新换代很快，很多学校的硬件条件都达不到计算机网络实验的技术要求。尤其是在非计算机专业，很多院校几乎没有系统地开设计算机网络实验课程[4-6]。为了解决以上现状，现将Packet Tracer网络模拟器引入计算机网络实验教学，不仅可以减少实验投资成本，培养学生的动手能力和创造能力，还可以提高教师教学和教研的能力，具有极其重大的理论和实际意义。
1 Packet Tracer简介
Packet Tracer是思科网络学院仿真教学软件，是Cisco公司开发的一个用来设计、配置和网络故障排除的仿真模拟软件，该软件是思科网络技术学院中最流行、操作最简单、最接近真实环境的模拟工具[7]。将Packet Tracer软件用于计算机网络实验中，根据实验要求和目的，学生可以自己选择所需要的路由器、交换机、集线器、无线AP、无线宽带路由器、计算机、服务器和各种线缆等，然后对使用的设备进行配置，进行性能测试。通过可视化的仿真界面和灵活方便的配置窗口，学生可以在几乎与真实的场景没有差别的仿真环境中进行实验[8]。并且，学生可以重复再现网络运行的任何细节，更有效地学习网络协议、分析网络的性能，更加深入理解网络中的复杂行为。
2 单臂路由器VLAN间路由原理
大型交换网络的物理拓扑会创建大型广播域，因此必须采用VLAN(虚拟局域网)加以分隔。可通过VLAN间路由实现同一个VLAN中的用户相互通信。单臂路由器VLAN间路由是通过单个物理接口在网络中的多个VLAN之间发送流量的路由器配置[9]。路由器接口被配置为中继链路，并以中继模式连接到交换机端口。通过接收中继接口上来自相邻交换机的VLAN标记流量，以及通过子接口在VLAN 之间进行内部路由，路由器便可实现VLAN间路由[10]。
子接口是与同一物理接口相关联的多个虚拟接口。这些子接口在路由器的软件中配置(子接口单独配置有IP地址和分配的VLAN)，以便在特定的VLAN上运行。根据各自的VLAN分配，子接口被配置到不同的子网，以便在数据帧被标记VLAN并从物理接口发送回之前进行逻辑路由。
3 利用Packet Tracer仿真实验
下面利用Packet Tracer模拟器进行单臂路由器VLAN间路由的模拟实验，学生将在交换机上配置VLAN，在路由器上配置子接口。 3.1 实验拓扑设计与IP分配
本实验具体由1台1841路由器，1台2960交换机和3台PC机(计算机)，3台PC代表了3个不同的网络。其中，路由器命名为R1，交换机命名为S1，3台PC机分别命名为PC1,PC2,PC3。已绘制好的网络实验拓扑结构图如图1所示，IP地址分配如表1所示。也可使用其他具有拓扑图中所示接口的交换机或路由器，但是，其他型号的设备可能会产生不同的输出。 3.2 配置命令及解析 3.2.1 PC的IP设置
按照IP地址分配表1分别设置PC1,PC2和PC3的参数：IP Address,Subnet Mask和Default Gateway。具体操作如下：
(1) 在Packet Tracer工作区内，单击实验拓扑图中需要配置的PC； (2) 打开PC参数设置对话框，选择“Desktop”选项卡；
(3) 打开“IP Configration”对话框，将参数填入相应的空格中。 3.2.2 交换机的配置及解析
首先在交换机S1上创建VLAN 10,VLAN 20和 VLAN 30。为严谨起见，所有的配置命令均采用命令行的完整格式。为方便配置命令的解析，以符号“/*”开始为配置命令的解析，并以符合“*/”结束。 S1>enable
/*从用户模式切换到特权模式*/ S1#configure terminal
Packet Tracer在计算机网络实验教学中的应用
