虛擬仿真技術在網(wǎng)絡工程技術的應用

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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。通過對目前國內廣泛應用的華為網(wǎng)絡設備虛擬仿真軟件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)絡設備進行通信。本技術的實驗結果表明，用本地同一局域網(wǎng)中多臺主機可同時登錄eNSP多種網(wǎng)絡設備，進行高度的虛擬仿真，可滿足網(wǎng)絡工程相關技術的學習以及實際網(wǎng)絡任務的設計和模擬仿真等需求。

關鍵詞：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橋接設備的學習研究，實現(xiàn)虛擬仿真軟件中的交換機、路由器、防火墻等網(wǎng)絡設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)絡設備，進行相關的配置練習或工程仿真，就像真實操作相關的網(wǎng)絡設備一樣，可以進行實驗教學或專業(yè)技術人員的工程訓練[1]。通過這樣的虛擬仿真技術，既可在很大程度上節(jié)約網(wǎng)絡設備投資成本，又可方便地進行操作訓練，還可以進行團隊協(xié)作等方面的配合工作，對于提升網(wǎng)絡工程技術人員的專業(yè)技能和完成崗位職責效率有很大的幫助。

1虛擬仿真簡述

虛擬仿真是一種可以測量網(wǎng)絡性能的科學手段，即在計算機等設備上運用虛擬化技術建立模擬軟件，通過虛擬仿真運行，在計算機中構建計算機實驗平臺并能夠得到相關數(shù)據(jù)[2]。目前在計算機網(wǎng)絡工程技術中常用的虛擬仿真軟件很多，例 如PacketTracer、eNSP、GNS等，根據(jù)國內網(wǎng)絡工程技術的應用狀況和發(fā)展前景來說，華為系列的網(wǎng)絡設備及技術越來越普及，所以對華為網(wǎng)絡技術的學習和應用就變得很重要，eNSP這個華為專用的網(wǎng)絡虛擬仿真軟件也就成了廣大工程技術人員應當熟練掌握和應用的工具之一了。網(wǎng)絡工程技術專用虛擬仿真軟件eNSP功能非常強大，本軟件內部集成了常見的交換、路由、安全及無線等網(wǎng)絡設備，還有自帶的案例庫，既能滿足初學者學習練習，又適合具備一定網(wǎng)絡工程技術基礎的專業(yè)人員根據(jù)具體工作任務設計、模擬工作情境，搭建相關網(wǎng)絡模型，提前把客戶的需求及設計方案演練成熟，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)絡設備根據(jù)工程設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)絡接口卡進行綁定，通過相關的配置，實現(xiàn)了虛擬設備與本地真實計算機的連接，再配合相關的遠程終端軟件如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)絡設備進行配置和操作，可以提升工作的效率，更高效完成網(wǎng)絡工程任務。下面就實現(xiàn)上述虛擬仿真技術進行闡述。（1）搭建如圖2所示的網(wǎng)絡環(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)絡設備連接起來，關鍵是要在Cloud中增加相關的接口，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)絡設備進行連接?？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)絡設備具體屬性設置及最終結果如圖3所示。注意，以上各個設備的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，并顯示本地無線網(wǎng)絡接口卡的信息。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)絡設備進行連通，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）接下來應該是在虛擬仿真軟件主界面中啟動所有的網(wǎng)絡設備，以便于進行本地物理主機與仿真軟件中各個設備的連接登錄測試。相關設備的啟動界面如圖7所示。以上所有的過程完成后，用本地物理主機進行網(wǎng)絡設備的登錄測試，應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，故這里不再詳細演示各個設備的登錄過程。

3遠程登錄實現(xiàn)簡析

在本地其他主機上正常安裝遠程登錄軟件，如Xshell,并且這些主機的IP地址應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)絡設備進行操作和配置。Xshell的配置主要如圖8所示。

4結論

在網(wǎng)絡工程專業(yè)技術中引入虛擬仿真技術是非常有必要的，虛擬技術是傳統(tǒng)工程訓練模式的一種有效的補充[3],通過虛擬仿真技術，既滿足了網(wǎng)絡工程專業(yè)人才培養(yǎng)和職業(yè)崗位人才訓練的要求，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)絡設備；同時還大大降低了在操作實際網(wǎng)絡設備可能產(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)絡工程設計任務的深度和廣度，例如對復雜又龐大的網(wǎng)絡工程案例的模擬，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，具有廣泛的應用前景，希望本文研究的技術能給廣大網(wǎng)絡工程技術人員帶來一些啟示和幫助。

參考文獻：

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

[2]王煜,周文龍.虛擬仿真技術在計算機網(wǎng)絡實驗教學中的應用[J].計算機產(chǎn)品與流通,2020(7):192-192.

[3]李翠超,凌芳.虛實結合的虛擬仿真技術在工程訓練中的應用[J].實驗室科學,2015,18(2):129-131.

作者：高洪坤 單位： 山東華宇工學院