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1、第一章,计算机网络仿真概述,1.1 概述,仿真是指通过相关的软件，基于某种方法构建模型实现对实际系统进行实验性研究的过程。,1.1.1 计算机网络仿真的意义,仿真是进行实际系统操控前的最真实而有效的模拟过程。一方面，实际网络的复杂性在当前的实验性环境下不能立即构建完成，实验设备和成本等都是达不到的。计算机网络的组网是一项系统的工程，并且变化多样。为此要构建所有实际的网络实际模型或者环境来供学习是不可能的。另一方面，计算机网络对设备和技术的需求是多样性的，为此，要在构建实际的网络之前，进行有效的网络仿真是保证实际网络构建的前提。,1.1.2 常用计算机网络仿真软件,1.性能和协议分析类仿真软件
2、该领域的仿真类软件主要实现网络的容量、性能等定量分析，用于实现相关网络的协议和性能的测试，常见的软件包括如下几个：（1）OPNET（2）NS2（3）MATLAB,1.1.2 常用计算机网络仿真软件,2.网络应用仿真类软件 计算网络应用类仿真软件指的是用于实现相关网络模拟的应用配置类仿真系统。目前较为流行的软件包括如下几个：（1）Router Visio（2）Packet Tracer（3）Dynamips（4）Boson NetSim,1.2 Packet Tracer概述,Cisco是全球知名的网络设备厂商，基于Cisco公司的Packet Tracer可实现Cisco设备的真实仿真过程。这
3、为构建计算机网络提供了便利。,1.2.1 Packet Tracer的安装,略,1.2.2 Packet Tracer的主要模块介绍,图1-1 Packet Tracer主界面,1.设备模块,图1-2 Packet Tracer设备选区,在Packet Tracer中，模拟不同的网络可能使用的设备型号不同，另外部分设备是固定的，不能进行相关硬件模块的添加和卸载。而部分设备可以进行相关硬件模块的添加和卸载过程。,2.设备编辑区域略（上机课讲解）,1.2.3 Packet Tracer仿真文件的保存与拓扑打印,1.Packet Tracer的保存 Packet Tracer仿真过程中必须要注意保存
4、，尤其是在构建规模较大的网络时，必须注意不定时的保存过程。在大规模网络配置中，有时候容易出现运行错误，如果不注意保存，在出错后将会丢失所有的配置信息。Packet Tracer默认保存的配置文件为“.pkt”文件类型。用户可以单击“File”-“Save”命令，或者工具栏上的 按钮来进行保存。,1.2.3 Packet Tracer仿真文件的保存与拓扑打印,图1-3 选择存储仿真文件对话框,1.2.3 Packet Tracer仿真文件的保存与拓扑打印,2.Packet Tracer拓扑的打印Packet Tracer的打印可以通常包括向实际打印设备输出和向文件输出的虚拟打印两种。采用Pack
5、et Tracer的打印功能可以方便将在Packet Tracer主窗口设计的网络拓扑打印出来。实际上它提供了一种非常方便的绘制网络拓扑结构图的工具。单击Packet Tracer的“File”-“Print”菜单或者单击工具栏上的 按钮，或者按“Ctrl+P”键均可打开Packet Tracer的打印对话框。,1.2.3 Packet Tracer仿真文件的保存与拓扑打印,图1-4 Packet Tracer打印对话框,1.2.3 Packet Tracer仿真文件的保存与拓扑打印,图1-5 拓扑存储对话框,1.2.3 Packet Tracer仿真文件的保存与拓扑打印,图1-6 虚拟打印产
6、生的网络拓扑结构图,1.2.4 Packet Tracer的两种使用模式,在Packet Tracer软件界面的最右下角有两个切换模式，分别是实时模式(Realtime Mode)和模拟模式（Simulation Mode），单击 和 按钮即可进行实时模式和模拟模式的切换。,1.2.4 Packet Tracer的两种使用模式,1.实时模式 打开Packet Tracer时，默认的是在实时模式下，通常用户在该模式下进行网络拓扑的设计，然后进行相关设备的配置。在实时模式下，所有仿真的显示均是对真实系统的模拟。,1.2.4 Packet Tracer的两种使用模式,2.模拟模式 模拟模式是采用动画
7、的形式展示实际网络运行测试的一种仿真模式。如图1-7是在模拟模式下进行一个网络测试的过程显示。可以看到，在该模式下在相关的路径上标注了形象的数据包运行状况来模拟实际网络数据包的发送状况。,1.2.4 Packet Tracer的两种使用模式,图1-7 Packet Tracer模拟模式的显示,1.2.4 Packet Tracer的两种使用模式,切换到模拟模式下，将增加如图1-7右侧所示的仿真事件显示面板，该对话框显示当前捕获到数据包的详细信息，包括持续时间、源设备、目的设备、协议类型和协议详细信息。单击该图上的“Capture/Forward”按钮，则可以进行一次数据包的捕获过程。单击“Au
8、to Capture/Play”按钮，则可以自动进行数据包的捕获。选择“Back”按钮，则可以返回上一组的捕获结果。用来分析相关的网络协议。单击“Reset Simulation”按钮，则可以清除当前捕获结果显示。,1.2.4 Packet Tracer的两种使用模式,单击图1-7上的“Edit Filters”按钮，可以设置要捕获的所有网络协议，可以根据实际情况进行选择。显示如图1-8所示。,1.2.4 Packet Tracer的两种使用模式,图1-8 设置捕获的协议类型,1.2.4 Packet Tracer的两种使用模式,单击图1-8上的“Edit ACL Filters”按钮，弹出如
9、图1-9所示的“ACL Filters”窗口，用户可以根据实际情况编辑新的ACL选项。,1.2.4 Packet Tracer的两种使用模式,图1-9“ACL FILTERS”窗口,1.2.4 Packet Tracer的两种使用模式,在图1-7窗口所捕获的设备的相关协议的“Info”区单击则可以弹出对应详细的PDU信息显示窗口，如图1-10所示。,1.2.4 Packet Tracer的两种使用模式,图1-10 PDU信息显示窗口,1.2.4 Packet Tracer的两种使用模式,在OSI Model标签下可以看到该设备的OSI模型对应的层次，如图1-10所示，该交换机对应的是OSI模型
10、的第2层，即数据链路层，切换到“Outbound PDU Details”标签下可以看到详细的协议数据帧的格式，如图1-11所示。,1.2.4 Packet Tracer的两种使用模式,图1-11 详细的协议数据帧格式,1.3 Packet Tracer仿真的基本步骤与注意事项,仿真是对实际网络的模拟，但是它和实际网络之间还存在一定的差距，为此掌握仿真的基本步骤和相关注意事项时非常关键的。,1.3.1 Packet Tracer仿真的基本步骤,1.规划网络拓扑2.构建网络模型3.设备配置（1）硬件的配置（2）资源的配置4.仿真结果测试,1.3.2 Packet Tracer仿真注意事项,（1）注意随时保存仿真文件（2）注意用好注释信息（3）规划的网络必须要统一（4）相关设备最好标注其固定的名称（5）注意线缆和接口的选择（6）注意设备和接口的开启和关闭（7）仔细核查网络配置,实验习题,在一台计算机上安装Packet Tracer仿真软件，完成软件的安装后进行如下的相关实现项目。（1）构建一个网络拓扑结构，要求添加相关准确的电缆和批注信息；（2）在Packet Tracer中将上面构建的拓扑打印成一个“.png”图片，并保存在本地磁盘；（3）将相关的网络设备组成基于簇的显示模式。,
