虚实结合的组网技术课程教学研究

2021-12-20王莉军张丽晓

科技视界 2021年34期

王莉军张丽晓隋欣

（上海杉达学院信息科学与技术学院，上海201209）

0 引言

组网技术实践课程的开展模式主要有两种方式，一种是虚拟仿真模拟环境，通过厂家提供的网络设备模拟软件来模拟实际网络的组网和配置，另一方面是直接在真机设备上操作实践。两种方式各有所长，仿真环境的好处是节约时间，直接在软件里拉设备，连线即可，组网方便快捷，操作配置设备简单，可视化界面友好，方便教学，另外仿真软件有试卷功能，能够将实验的配置考核点设置到试卷里，方便老师考核学生对设备的操作能力[1]，但是缺点是学生对真实的硬件设备不熟悉，操作不熟练，碰到问题不知怎么解决。真机环境教学虽然接近真实的生产环境，学生进入工作之后能很好地适应企业需求，但是在教学上也有些不足，真机教学上会花很长的时间在网络的搭建，环境问题的定位，而且网络视图方面没有仿真环境直观，对于刚接触网络设备的学生来说容易打击他们的学习积极性。因此本文研究虚拟仿真环境和真机实验环境结合的方式来开展组网技术实践课程的教学。

1 虚拟仿真综合实验

1.1 实验总体设计

由于实验室的真机设备都是华为的网络设备，所以模拟仿真器采用的是华为的eNSP软件。该软件功能强大，能模拟华为主流的交换机、路由器、无线设备等，还能结合抓包软件抓包分析协议的工作原理。课程设计的实验既有针对单个知识点的小的仿真实验，也有结合多个知识点的综合实验。综合实验包含Telnet远程登录、aaa用户认证、交换机VLAN、静态路由、OSPF路由、访问控制列表、DHCP动态地址分配、NAT网络地址转换、WLAN等。综合实验仿真拓扑图如图1所示：

图1 综合实验仿真拓扑图

这个综合实验模拟的是企业网络，网络部、财务部、市场部分别划分到VLAN10、VLAN20、VLAN30通过接入层交换机S1、S2、S3和核心层交换机S4相连，然后通过出口路由器和外网的路由器ISP R、用户Client相连。市场部和财务部的PC2、PC3、STA1和STA2都是通过S4上部署的DHCP地址池动态分配的IP地址，STA1和STA2可以通过无线连到AP，然后和外网通信。

1.2 NAT模块设计

网络部的PC和服务器IP地址是手动配置的，通过静态NAT技术可以实现从外网访问，市场部VLAN20访问外网是通过NAT outbound技术，分配的公有地址范围是213.123.10.20到213.123.10.40，财务部VLAN30是通过NAT Easy技术访问外网[2]。相应的配置如图2所示：

图2 路由器R1的NAT配置

其中2001号ACL限定的是VLAN20网段，2002号ACL限定的是VLAN30网段，address-group 1限定的是公有地址池213.123.10.20~213.123.10.40

1.3 无线模块设计

无线模块设计STA1和STA2可以通过AP1和AP2连接上网，AP1、AP2分别属于2个不同的ap组,这2个组分别对应业务VLAN20和VLAN30。STA1和STA2的地址是S4的DHCP分配的。以STA1为例，当它位于AP1和AP2的交叉区域时，能够搜索到WLAN20和WLAN30,如图2所示，连接WLAN20,输入密码后STA1能够获取VLAN20的IP地址,如图3所示，连接WLAN30输入密码后STA1能够获取VLAN30的IP地址[3]。

图3 STA1获取到VLAN20的IP地址

2 真机实验设计

组网技术课程配有真机设备的实验环境，实验室有6个学生机柜可以满足真机实验教学。真机网络设备主要有交换机、路由器、无线控制器，无线AP。每个机柜有一台中控路由器AR2200，通过安装在后背板的8端口异步卡实现管控机柜里的网络设备。中控路由器下所有的实验设备的console口通过定制的线缆连接在中控路由器上，每个设备设置了telnet方式登录。同一机柜的设备登录IP就是主控路由器的IP地址，通过端口号来区分不同的设备。真机的综合实验如图4所示，拓扑图里的所有设备都用真机设备。S1为普通S3700交换机，S2为S3700 POE交换机，用来连接AP设备，并且可以给AP设备供电。S4为S5720三层交换机，R1和R2设备都是三层交换机。真机综合实验实现的功能和仿真实验类似，可以通过NAT实现外网访问内网FTP服务器、内网访问外网、无线获取IP地址等功能。