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计算机网络技术理论与实践
1.2.2.1 1.2.1 基于Cisco的仿真平台

1.2.1 基于Cisco的仿真平台

思科提供了网络工程师的认证,包括CCNA、CCNP和CCIE。思科的这种职业证书的考试有很多的操作题目,即给一个模拟的环境与配置条件,要求考生在模拟界面进行正确的命令行操作。由于考生没有太多这种真实的路由器与交换机的环境进行操作,自然动手能力要差很多,然而思科的认证对于考生的动手能力要求很高,这也是国际职业资格认证的一种趋势。为此,思科的网络工程师认证的普及也推动了Cisco设备的仿真技术的发展。

针对Cisco设备的仿真平台主要包括软模拟和硬模拟两大类,软模拟主要是模拟网络设备的输入和输出,包括Flash、Boson Netsim、Packet Tracer、RouterSim、CIM等,它们只是模拟出一些命令运行的效果,而且命令不全;硬模拟主要是真正模拟完整的路由器的硬件和软件,包括Dynamips、Pemu(Pix)和Qemu(ASA)。硬模拟是在模拟出的硬件平台上直接运行Cisco IOS操作系统,路由器本身有什么功能,模拟出来就有什么功能,不存在说运行不了命令的现象,甚至可以模拟真实的网络环境。

下面分别对这些仿真平台做简单的介绍。

1.CIM(Cisco Interactive Mentor)仿真平台

CIM是思科官方出品的专业交互式指导工具,对于思科的设备支持以及命令支持方面有较高的权威性。CIM总共包括8个部分,每个部分都提供了大量的实验。CIM的实验从CCNA到CCIE全部支持,但是做哪种实验就只提供该实验所需的命令。

CIM的主界面中对当前使用的实验进行描述,在主界面的右侧,可以看到当前模块中可用的实验,红色显示的是当前选中的实验,它的下面就是索引,可以直接选择跳到相关的内容。在所有的软件模拟器里,CIM的模拟器命令行操作界面是比较逼真的,用起来跟真实的网络设备一样。CIM还具有命令参考功能,对于某些不熟悉或有疑问的命令,完全可以参考它来解决,出错了它会提示。

2.RouterSim

RouterSim是经典模拟器,目前的版本是RouterSim’s Network Visualizer 4.0,这一版本的RouterSim提供了432条命令,并有超过230个实验。它是专门为CCNA考生定制的,命令较少,并且不能自定义实验环境。

单纯从设计来看,RouterSim的实验拓扑可以很好地满足CCNA的实验要求,在拓扑图上可以看到相关的网段、设备型号、连接端口、连接方式。但是,RouterSim的每种模式下的命令支持都是不同的,而在拓扑结构中看不出到底支持哪些命令。此外,它的可扩展性并不好,对于CCNP实验的支持并不理想。

3.Flash

目前Flash比较流行,它是思科官方出品的模拟器,在正确率上有着无可争议的权威性。Flash将VLAN、IGRP、EIGRP、OSPF等全部分割开来实验,操作较为简单,但是不够灵活,比较适合于网络技术的学习,不适于准备Cisco考试。

4.Sybex Toddrouter

SybexToddrouter是老牌模拟器,由Sybex出品,无论是界面风格还是适合类型,与RouterSim大致一样,但是这款模拟器只限于CCNA的实验,Sybex还为CCNP打造了专业模拟器,此款模拟器的性价比较低。

5.Dynamips仿真平台

Dynamips是一个Cisco路由器模拟软件。它可以模拟Cisco 2600、Cisco 2691、Cisco 3620、Cisco 3640、Cisco 3660、Cisco 3725、Cisco 3745和Cisco7206硬件平台,而且可以运行标准的Cisco IOS文件。Dynamips可以模拟CCNA、CCNP、CCIE所有路由部分的实验环境,它是一款开源软件,是专为模拟Cisco路由器硬件平台设计的软件。

Dynamips和Boson Netsim的区别在于:Boson是模拟出IOS的命令行,而Dynamips是模拟出Cisco各型号路由器的硬件环境,然后在这个环境中直接运行Cisco的IOS。换句话说,Dynamips模拟出的是真实的路由器。Dynamips是在计算机中构建出运行IOS的虚拟机来真正运行IOS实现对路由器的模拟。IOS(Internet work Operating System,网络操作系统)是一种特殊的软件,可用它配置Cisco路由器硬件,令其完成路由器的所有功能。

当前的软件仿真平台,只能模拟路由器上命令的输入/输出,支持的命令较少,有些命令的参数也不全。用户只能看到模拟路由器的输出结果,无法看到实际路由器的运行状况。Dynamips所模拟的是一个真实的路由器,具有所有的命令和参数,配置完成后,可以像一台真正的路由器一样工作。

Dynamips不能模拟交换机,可以通过模拟路由器添加交换模块NM-16ESW完成交换机的模拟,不过有些交换机的功能无法实现。

Dynamips有几种前端软件帮助使用模拟器,这些前端软件可以快速、方便地定义拓扑结构。主要包括以下前端:Dynamips GUI、Dynagen和GNS3。

Dynamips是本书中主要采用的仿真软件,在第2章中会对Dynamips作详细的介绍。

6.Boson Netsim仿真平台

Boson Netsim是Boson公司推出的一款模拟Cisco路由器与交换机命令行配置的模拟器,可以模拟路由器和部分交换机,它最先提出自定义网络拓扑的功能,比较适合CCNA学习,也同样适合CCNP,甚至有些CCIE的实验,通过它的自定义网络拓扑功能都可以实现。它可以模拟出Cisco的部分中端产品35系列交换机和45系列路由器。通过Boson可以随意构建网络,PC、交换机、路由器都可被模拟出来,而且它还能模拟出多种连接方式(如PSTN、ISDN、PPP等)。Boson NetSim毕竟不是真实的路由器(交换机),它只提供了一个能够输入配置命令和验证理论的环境。

相对于Dynamips,Boson NetSim的特点是使用简单、占用资源低,但它并不是在PC上运行Cisco IOS,只是模拟命令行,有很多不支持的协议和命令,而且到目前为止,仍有一些程序方面的漏洞,但并不影响CCNA、CCNP的学习。Boson NetSim有不同的系列和版本,现在较新的有Boson NetSim for CCNP V6。

Boson NetSim有两个组成部分:Boson Network Designer(实验拓扑图设计软件)和Boson NetSim(实验环境模拟器)。Boson Network Designer用来绘制网络拓扑图,虽然Boson NetSim提供了一些定制好的网络拓扑环境,但是允许用户自己定制网络拓扑图大大扩展了Boson NetSim的应用。Boson NetSim用来模拟由各种路由器、交换机搭建起来的实验环境。在这里用户可以配置路由器、交换机设备,观察实验结果,对运行着的协议进行诊断等。

Boson公司为Boson NetSim软件定制了一些现成的软件实验包(Package)。这些实验包已经内置了实验拓扑图、部分配置文件。通过Boson NetSim的实验导航器(Lab Navigator)可以方便地进行实验练习。

7.Packet Tracer仿真平台

Packet Tracer是由Cisco公司发布的一个辅助学习工具,为学习思科网络课程的初学者设计、配置、排除网络故障提供了网络模拟环境。用户可以在软件的图形界面上直接使用拖拽方法建立网络拓扑,并可获得数据包在网络中的详细处理过程,观察网络实时运行情况。软件还附带多个已经建立好的实验环境,目前最新的版本是Packet Tracer 5.3。它支持VPN、AAA认证等高级配置。

Packet Tracer v5.0可以很好地模拟1800、2600、2800系列的路由器,R29系列的交换机、集线器、无线设备(无线路由器和无线HOST)、PC、IP电话、Cloud等。此外,Packet Tracer v5.0正式版中增加了三层交换机。

Packet Tracer虽然不像Dynamips那样完美模拟出Cisco网络设备,但是Dynamips是完全模拟出硬件环境,并在其上运行Cisco IOS,配置差点的机器,运行起来非常吃力。用Packet Tracer模拟器占用的资源较少,可以模拟出更多的设备和更复杂的网络环境。此外,Packet Tracer界面友好,功能强大,具有真实的操作界面,很容易上手,能查看包的具体传输路径,比较适合模拟CCNA实验,而对CCNP和CCIE支持较弱。

8.PENU和QEMU

PENU用来模拟Cisco PIX防火墙,它在很大程度上受到Dynamips的影响,也需要有PIX的IOS文件。现在有Linux和Windows版本可以使用,在Linux下使用会更稳定些。一个完整的PEMU包括网卡模拟器OpenVPN、PIX模拟器PENU、CPU使用率控制器BES和PIX的IOS文件。

2005年以后Cisco公司将旗下著名的防火墙PIX系列升级到ASA,在企业应用中具有安全防护的中坚作用。Cisco ASA防火墙优势:对于VPN的全面兼容、Anti-X服务、入侵防御和专业的监控管理。现在可以通过QEMU来模拟ASA防火墙,只是在通过ASDM管理起来更加麻烦。