关键词　虚拟网络实验室；VMware；Dynamips；虚拟机；路由器；架构 

1　引言

    职业教育的目的就是要增强学生实际动手的能力，这必然要求教育过程中有相应的实验设施。然而，由于教育资源匮乏、经费短缺等原因导致对实验设备的更新面临重重困难。比如投资一个网络实验室，少则几十万，多则几百万，并且计算机技术更新迅速，建好的实验室很快又落后于当前技术，不能满足当前高等职业教育的需要。针对当前存在的问题，采用虚拟仿真技术构建实验环境是一个不错的选择。    虚拟仿真技术的目的就是构建真实系统环境的模拟，其与真实系统从原理与应用上是非常接近的。当前，为保证科研成果的科学性、严谨性和正确性，越来越多的重大项目、高成本科研活动都采用了虚拟仿真技术。    在计算机行业，为了在真实构建系统时尽可能的接近客户需求，减少资源浪费，许多系统集成者都采用先虚拟测试再真实部署的方法，这就使许多针对计算机行业的虚拟仿真软件应运而生。本文就是利用虚拟机软件与仿真路由器软件构建虚拟网络实验室，实现职业教育增强实际动手能力的目的。

2  虚拟仿真软件介绍

2.1  虚拟机软件VMware workstation

    VMware workstation是VMware公司的产品。VMware公司是为基于x86的服务器和台式机提供虚拟化解决方案的世界级著名供应商。VMware技术使软件从底端硬件分离出来，这使得单一计算机可以同时运行多种不同的操作系统和应用程序。虚拟机软件使得构建网络内的多台服务器并实现相互通信成为可能。

2.2  思科路由仿真器Dynamips

    Dynamips是一款能够模拟Cisco 7200和Cisco 3600等系列路由器的软件。它的原理在于将MIPS处理器指令转换成X86指令，通过加载Cisco7200或者Cisco3600系列路由器的IOS，软件就能够模拟成一台Cisco 7200或者3600路由器。这使得构建满足局域网拓扑结构的多台路由器、交换机或防火墙并实现相互通信成为可能。

3  用VMware与Dynamips构建网络实验环境

    网络实验室主要面向网络系统集成实验，所需设备主要有网络应用服务器、交换机、路由器、防火墙等。在本文的虚拟实验室中，只要下载了相应设备的IOS，就可以根据相应网络拓扑架构网络，完成相应的实验。下面就以一个简单实例介绍一下如何利用VMware及Dynamips构建服务器与路由器网络，实现相互通信的方法。

3.1  网络拓扑

    构建如图１所示的试验拓扑。

图 1  试验拓扑

3.2  构建上述拓扑的网络

3.2.1  准备工作    安装VMware workstaion软件    安装WINPcap    安装Dynamips（一般是压缩文档，解压到相应目录即可，如E：\dynamips）    下载路由器的镜像文件，如7200路由器的，一般下载后要改BIN扩展名为RAR，解压里面的BIN文件到Dynamips安装目录。3.2.2  利用VMware workstation软件架构pc1和pc2    VMware workstaion软件安装后，默认安装了三块网卡：VMnet0、VMnet1、VMnet8。为了保证实验的正确实施，不建议用NAT模式的VMnet8网络。这里添加一块网卡VMnet2，使用仅主机的VMnet1和VMnet2网卡形成的网络（VMware workstation允许添加8块网卡，可以形成八个网络，实验学习是足够了）。    添加网卡后就可以架构主机了。利用新建主机向导可以生成相应主机的虚拟硬件结构，在向导中注意选择正确的操作系统及网络模式，这里我架构的是linux主机（字符界面，节省资源）。对于网络模式，pc1采用的是“custom-VMnet1”，pc2采用的是“custom-VMnet2”，虚拟完硬件后就可以启动虚拟机利用操作系统的ISO镜像文件或安装光盘安装操作系统了。安装完操作系统后设定主机IP，这样两个主机就架构完成了。3.2.3  利用Dynamips架构R1和R2    为了实现VMware中的虚拟机与Dynamips中的路由器相通，需要查询VMnet1和VMnet2的网卡参数，以便在模拟路由器时实现桥接。打开注册表，定位到：    HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Control\Class\{4D36E972-E325-11CE-BFC1-08002bE10318}    可以看到它下边有一系列的子键：0000，0001，0002 等等，一个一个的分别打开，直到找到VMnet1和VMnet2网卡所在的子键，在NetCfgInstanceId 字符串中，就可以获得所需的网卡参数，找个记事本先记录下来。接下来配置R1与R2路由器。    R1路由器的配置命令为：    dynamips-wxp.exe -i R1 -t npe-400 -T 3001 -p 0：C7200-IO-FE -s 0：0：gen_eth："\Device\NPF_{B7AF0C30- B2D0-45FA-BD56-9FA15D855605}" -p 1：PA-4T+ -s 1：1：udp：10100：127.0.0.1：10200 --idle-pc=0x60720678 -P 7200 C7200-JS.BIN    R2路由器的配置命令为：    dynamips-wxp.exe -i R2 -t npe-400 -T 3002 -p 0：C7200-IO-FE -s 0：0：gen_eth："\Device\NPF_{E6827C67- 2963-4E4A-A40D-D3F34FED110C}" -p 1：PA-4T+ -s 1：1：udp：10100：127.0.0.1：10200 --idle-pc=0x60720678 -P 7200 C7200-JS.BIN    成功启动后就可以用任意的TELNET登录工具登录R1和R2路由器配置其具体网络参数了（本文中的R1端口是3001，R2端口是3002）。 至此，网络实验所需拓扑就架构成功了。    注意，--idle-pc的值是要根据自己的IOS去查询的，方法如下：    dynamips-wxp.exe –P 7200 C7200-JS.BIN    启动路由器后，输入Ctrl+]，然后输入i就可以查询出idle-pc的值有多个，自己可以试验找最佳值，也可使用它的推荐值。

3.3  实现VMware workstation中虚拟机与Dynamips中路由器的互联通信

    这一部分实际上就是架构好网络后具体的网络配置实验了。通过上面的步骤实际上已经可以架构所需的任意网络拓扑，这里只是针对本文的网络拓扑验证网络实验室的可用性。    虚拟机pc1和pc2要设定其网络地址和网关（如图１示），如果用RED HAT LINUX，可用命令netconfig设定，设定完成后，用service network restart命令重起网络即可。    对于路由器：利用TELNET工具登录后进行如下设置（这里说的是针对上图拓扑的实验，如果读者有自己的拓扑与网络需求，可据自己的情况设定）    R1路由器：    配置IP        en        conf  t        interface  F0/0        ip  address  192.168.147.20  255.255.255.0        no  shutdown        interface  S1/1        ip  address  1.1.1.1  255.0.0.0        no  shutdown    配置路由：        en        conf  t        ip  routing        router  ospf  10        net  192.168.1.0  0.0.0.255  area  0        net  1.0.0.0  0.255.255.255  area  0    R2路由器：    配置IP       en       conf  t       interface  F0/0       ip  address  192.168.1.20  255.255.255.0       no  shutdown       interface  S1/1       ip  address  1.1.1.2  255.0.0.0       no  shutdown    配置路由：       en       conf  t       ip  routing       router  ospf  10       net  192.168.1.0  0.0.0.255  area  0       net  1.0.0.0  0.255.255.255  area  0    配置结束后，就可以测试其连通性状况了。    pc1：ping 192.168.1.10    pc2：ping 192.168.147.10    作者试验证明均是通的，读者可以根据自己的需要架构自己的虚拟网络试验室。

4  结语

    作者在使用时使用了最稳定的、运行效率最高的Dynamips软件，事实上，当前已有针对该软件的易于操作的图形界面配套软件，如Dynamips GUI、Dynamips See和Dynagen等，读者可根据自己的具体情况选择相应的软件。

Dynamips和VMware的结合使用

Dynamips/Dynagen 和VMware Workstation的结合使用

（仅在Windows下使用）

一、Dynamips和VMware的结合使用：

       前面已经介绍过Dynamips这个软件，Dynamips的工作原理大致和 VMware一致，也是模拟硬件来实现的。Dynamips也支持网卡的桥接模式，可以和主机的以太网卡进行通信。因此我们可以结合VMware和Dynamips来模拟我们需要的广域网实验环境。
       在前面《Dynamips/ Dynagen基础教程》中提到过WinPcap这个程序。这个程序主要用于当Dynamips和Windows系统需要通讯时，提供桥接路由器接口到物理网卡，让虚拟路由器和真实环境中的设备通信。

二、准备工作：

       安装VMware Workstation
       安装dynagen-0.8.3_dynamips-0.2.6-RC5_Win_XP_setup.exe
       安装WinPcap（如果不安装则无法桥接）

三、获取真实机器上已启动的网卡的网卡标识：

   1、双击桌面的“Network device list”获取本机上所有已启动的网卡的网卡的标识。
      （每张网卡的标识都是唯一的）
1.jpg (43.79 KB)
2007-6-11 17:38
2007-4-23 20:59

       上图是我机器上的网卡标识，我只启动了三张网卡：一张是真实网卡，两张LoopBack网卡。

       提示：在上图中，右击鼠标——Select All——Enter，即可将全部内容复制到剪贴版，再粘贴到记事本留待下一步使用
2、找出需要的网络标识：

      下面是刚复制下来的所有已启动的网卡的网卡标识
2.jpg (66.04 KB)
2007-6-11 17:382007-4-23 20:59

       细心的人可能发现，两张LoopBack网卡的名称都叫“MS LoopBack Driver”，那我们要怎样确定他们的对应关系呢？很遗憾，我找不到更方便的方法，唯有用一个较原是的方法：
     （1）先关闭第二张LoopBack网卡，运行Network device list，得出第一张LoopBack网卡的标识。
     （2）再关闭第一张LoopBack网卡，启动第二张LoopBack网卡，再运行Network device list，得出第二张LoopBack网卡的标识。
     （3）有更多网卡的如此类推。

        在我的机器中，
        第一张LoopBack网卡的标识为：
         \Device\NPF_{C2409A0F-43B3-4F20-A981-C908638F56FF}
        第二张LoopBack网卡的标识为：
         \Device\NPF_{5AD52487-1069-4B66-B7B7-91A552282126}

四、将路由器的以太口桥接到物理网卡：（通过修改网络拓扑文件实现）

       语法：路由器接口 ＝ NIO_gen_eth：网卡标识
       例子： 3.jpg (25.73 KB)
2007-6-11 17:38