虛擬仿真技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)工程技術(shù)的應(yīng)用

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摘要：為解決虛擬仿真軟件使用過程中不能與物理主機進行連通的問題，提出了一種新的虛擬仿真技術(shù)。通過對目前國內(nèi)廣泛應(yīng)用的華為網(wǎng)絡(luò)設(shè)備虛擬仿真軟件eNSP中的Cloud橋接研究與操作，和借助Xshell等客戶端軟件，實現(xiàn)本地多臺物理主機同時與eNSP軟件中集成的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進行通信。本技術(shù)的實驗結(jié)果表明，用本地同一局域網(wǎng)中多臺主機可同時登錄eNSP多種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，進行高度的虛擬仿真，可滿足網(wǎng)絡(luò)工程相關(guān)技術(shù)的學(xué)習(xí)以及實際網(wǎng)絡(luò)任務(wù)的設(shè)計和模擬仿真等需求。

關(guān)鍵詞：虛擬仿真；eNSP；Cloud橋接

引言

本文主要通過對華為虛擬仿真軟件eNSP中Cloud橋接設(shè)備的學(xué)習(xí)研究，實現(xiàn)虛擬仿真軟件中的交換機、路由器、防火墻等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與本地多臺計算機的互通，使得本地多臺計算機可以通過Xshell等客戶端軟件，登錄虛擬仿真軟件中網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，進行相關(guān)的配置練習(xí)或工程仿真，就像真實操作相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備一樣，可以進行實驗教學(xué)或?qū)I(yè)技術(shù)人員的工程訓(xùn)練[1]。通過這樣的虛擬仿真技術(shù)，既可在很大程度上節(jié)約網(wǎng)絡(luò)設(shè)備投資成本，又可方便地進行操作訓(xùn)練，還可以進行團隊協(xié)作等方面的配合工作，對于提升網(wǎng)絡(luò)工程技術(shù)人員的專業(yè)技能和完成崗位職責(zé)效率有很大的幫助。

1虛擬仿真簡述

虛擬仿真是一種可以測量網(wǎng)絡(luò)性能的科學(xué)手段，即在計算機等設(shè)備上運用虛擬化技術(shù)建立模擬軟件，通過虛擬仿真運行，在計算機中構(gòu)建計算機實驗平臺并能夠得到相關(guān)數(shù)據(jù)[2]。目前在計算機網(wǎng)絡(luò)工程技術(shù)中常用的虛擬仿真軟件很多，例 如PacketTracer、eNSP、GNS等，根據(jù)國內(nèi)網(wǎng)絡(luò)工程技術(shù)的應(yīng)用狀況和發(fā)展前景來說，華為系列的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及技術(shù)越來越普及，所以對華為網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的學(xué)習(xí)和應(yīng)用就變得很重要，eNSP這個華為專用的網(wǎng)絡(luò)虛擬仿真軟件也就成了廣大工程技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)熟練掌握和應(yīng)用的工具之一了。網(wǎng)絡(luò)工程技術(shù)專用虛擬仿真軟件eNSP功能非常強大，本軟件內(nèi)部集成了常見的交換、路由、安全及無線等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，還有自帶的案例庫，既能滿足初學(xué)者學(xué)習(xí)練習(xí)，又適合具備一定網(wǎng)絡(luò)工程技術(shù)基礎(chǔ)的專業(yè)人員根據(jù)具體工作任務(wù)設(shè)計、模擬工作情境，搭建相關(guān)網(wǎng)絡(luò)模型，提前把客戶的需求及設(shè)計方案演練成熟，為真實的工作提供了事半功倍的效果。本軟件主界面如圖1所示。

2虛擬仿真軟件eNSP中的Cloud橋接

對于eNSP中的Cloud橋接,功能非常強大，既可以在虛擬仿真軟件中把所有的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備根據(jù)工程設(shè)計要求進行連接和通信，更為重要的是可以通過這個Cloud橋接，把本地計算機的網(wǎng)絡(luò)接口卡進行綁定，通過相關(guān)的配置，實現(xiàn)了虛擬設(shè)備與本地真實計算機的連接，再配合相關(guān)的遠(yuǎn)程終端軟件如Telnet或Xshell等，把本地其他計算機與虛擬仿真軟件進行通信，可以用多臺計算機對虛擬仿真軟件中的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進行配置和操作，可以提升工作的效率，更高效完成網(wǎng)絡(luò)工程任務(wù)。下面就實現(xiàn)上述虛擬仿真技術(shù)進行闡述。（1）搭建如圖2所示的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，交換機、路由器、防火墻及Cloud各一臺。（2）接下來要把Cloud與其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備連接起來，關(guān)鍵是要在Cloud中增加相關(guān)的接口，要注意Cloud中接口的類型要選擇GE類，這樣便于與其他三臺網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進行連接?？梢噪p擊Cloud,打開其屬性對話框，增加三個綁定信息為UDP的接口，然后在虛擬仿真主界面中用線纜把三臺網(wǎng)絡(luò)設(shè)備具體屬性設(shè)置及最終結(jié)果如圖3所示。注意，以上各個設(shè)備的IP配置時，交換機的管理IP地址與路由器和防火墻的接口IP地址應(yīng)該和本地物理主機是在同一網(wǎng)段，建議先獲得本地物理主機的IP地址，具體方法在下一步，這樣便于后面進行測試和登錄配置。（3）接下來的一步很重要，要實現(xiàn)Cloud橋接與本地物理主機的連接，這是整個仿真技術(shù)的核心步驟。首先要獲得本地物理主機的上網(wǎng)IP地址，可以在“運行”中鍵入CMD命令，打開CMD的對話框，再鍵入IPCONFIG/ALL，找到本機上網(wǎng)的IP地址，如圖4所示。在上面的圖示中找到本地物理主機連接網(wǎng)絡(luò)時使用的IP地址，假如本機使用無線網(wǎng)適配器上網(wǎng)，通過DHCP獲得的IP地址為192.168.0.106，返回到虛擬仿真軟件中，在圖3中的界面左上角的綁定信息中選擇剛才找到網(wǎng)絡(luò)接口卡，再單擊增加按鈕，可以看到下面的接口列表中增加了一個屬性為PUBLIC的接口，并顯示本地?zé)o線網(wǎng)絡(luò)接口卡的信息。如圖5所示。（4）完成上面的工作之后，還要把本地物理主機與虛擬仿真軟件中的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進行連通，除上面要求的IP地址的配置條件之外，還需要在Cloud橋接屬性中進行端口映射設(shè)置，把上述步驟中增加的所有接口進行雙向通道的連接，本案例中有4個接口，故在端口映射表中有8條記錄。最終效果如圖6所示。（5）接下來應(yīng)該是在虛擬仿真軟件主界面中啟動所有的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，以便于進行本地物理主機與仿真軟件中各個設(shè)備的連接登錄測試。相關(guān)設(shè)備的啟動界面如圖7所示。以上所有的過程完成后，用本地物理主機進行網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的登錄測試，應(yīng)該可以進行正常登錄。由于交換機和路由器及防火墻驗證方式不一樣，且也不是本文研究重點，故這里不再詳細(xì)演示各個設(shè)備的登錄過程。

3遠(yuǎn)程登錄實現(xiàn)簡析

在本地其他主機上正常安裝遠(yuǎn)程登錄軟件，如Xshell,并且這些主機的IP地址應(yīng)該和運行虛擬仿真軟件的物理主機的IP地址處在同一個網(wǎng)絡(luò)之中。然后運行Xshell軟件，進行正確的配置，實現(xiàn)從其他主機上登錄虛擬仿真軟件中的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進行操作和配置。Xshell的配置主要如圖8所示。

4結(jié)論

在網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)技術(shù)中引入虛擬仿真技術(shù)是非常有必要的，虛擬技術(shù)是傳統(tǒng)工程訓(xùn)練模式的一種有效的補充[3],通過虛擬仿真技術(shù)，既滿足了網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)人才培養(yǎng)和職業(yè)崗位人才訓(xùn)練的要求，又在很大程度上節(jié)約了專業(yè)人才崗位能力培養(yǎng)的成本，不用購置昂貴的多種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備；同時還大大降低了在操作實際網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可能產(chǎn)生的各種不利問題或是危險性，還在很大程度上拓寬了網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計任務(wù)的深度和廣度，例如對復(fù)雜又龐大的網(wǎng)絡(luò)工程案例的模擬，完全可以在幾臺甚至一臺安裝了虛擬仿真軟件的主機上實現(xiàn)，可操作性強，具有廣泛的應(yīng)用前景，希望本文研究的技術(shù)能給廣大網(wǎng)絡(luò)工程技術(shù)人員帶來一些啟示和幫助。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉翠玲.網(wǎng)絡(luò)信息安全虛擬實訓(xùn)室構(gòu)建與實踐[J].信息安全,2020,54(10):131-133.

[2]王煜,周文龍.虛擬仿真技術(shù)在計算機網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)中的應(yīng)用[J].計算機產(chǎn)品與流通,2020(7):192-192.

[3]李翠超,凌芳.虛實結(jié)合的虛擬仿真技術(shù)在工程訓(xùn)練中的應(yīng)用[J].實驗室科學(xué),2015,18(2):129-131.

作者：高洪坤 單位： 山東華宇工學(xué)院