《计算机网络仿真技术》第七章
计算机网络搭建中的虚拟仿真技术
计算机网络搭建中的虚拟仿真技术1. 引言1.1 计算机网络搭建中的虚拟仿真技术计算机网络搭建中的虚拟仿真技术是指利用虚拟化技术模拟真实网络环境，通过软件实现网络设备、拓扑结构以及通信协议的模拟，从而达到在真实网络环境下进行实验、测试和演练的目的。
随着云计算、物联网、大数据等新兴技术的快速发展，虚拟网络仿真技术日益成为计算机网络领域的热门研究方向。
虚拟网络仿真技术的发展历程可以追溯至上世纪70年代，随着计算机技术的不断进步和网络规模的不断扩大，虚拟化技术逐渐成为计算机网络中不可或缺的一部分。
通过虚拟化技术，用户能够在同一台物理服务器上模拟多个虚拟网络，实现资源的灵活分配和利用。
虚拟网络仿真技术的原理与应用涉及到网络虚拟化、虚拟机技术、容器技术等多方面内容。
通过虚拟网络仿真技术，用户可以快速搭建各种复杂网络环境，进行网络性能测试、应用部署等操作。
虚拟网络仿真技术还可以有效降低网络建设和维护成本，提高网络灵活性和可扩展性。
计算机网络搭建中的虚拟仿真技术在当前网络领域中具有重要意义，未来随着技术的不断进步和应用场景的不断扩展，其发展空间和潜力仍然巨大。
2. 正文2.1 虚拟网络仿真技术的发展历程虚拟网络仿真技术的发展历程可以追溯到上世纪80年代，当时基于模拟器实现的网络仿真仅能模拟简单的网络拓扑结构和通信行为。
随着计算机性能的不断提升和网络技术的发展，虚拟网络仿真技术逐渐得到了广泛应用。
在90年代初期，随着虚拟化技术的出现，虚拟网络仿真技术进入了一个新的发展阶段。
典型的代表是虚拟机技术，通过在物理硬件上创建多个虚拟机实例，使得不同的操作系统和应用程序可以在同一台物理主机上运行，从而有效提高了资源利用率和灵活性。
到了21世纪初，随着云计算的兴起，虚拟网络仿真技术得到了进一步的推广和应用。
云计算平台利用虚拟化技术构建虚拟网络环境，为用户提供灵活的计算资源和服务，同时也推动了虚拟网络仿真技术的进一步发展和完善。
计算机网络搭建中的虚拟仿真技术
计算机网络搭建中的虚拟仿真技术虚拟仿真技术在计算机网络搭建中起着重要作用。
它通过模拟现实网络环境，使得网络管理员能够在虚拟环境中进行各种测试和实验，从而减少了实际网络搭建的成本和风险。
本文将介绍计算机网络搭建中常用的虚拟仿真技术，并简要说明其原理和应用。
一、虚拟化技术虚拟化技术是一种将物理资源抽象为虚拟资源的技术。
在计算机网络搭建中，虚拟化技术主要应用于服务器虚拟化和网络虚拟化两个方面。
1. 服务器虚拟化服务器虚拟化是将一台物理服务器划分为多个虚拟服务器的过程。
通过服务器虚拟化技术，网络管理员可以在一台物理服务器上运行多个虚拟机，每个虚拟机相当于一台独立的服务器。
这样可以最大程度地提高服务器资源利用率，减少服务器数量和维护成本。
2. 网络虚拟化网络虚拟化是将一台物理网络划分为多个虚拟网络的过程。
通过网络虚拟化技术，网络管理员可以在一台物理交换机上创建多个虚拟交换机，并在每个虚拟交换机中配置不同的网络参数和安全策略。
这样可以实现多个虚拟网络之间的隔离和独立管理，提高网络资源的灵活性和可扩展性。
二、模拟器技术模拟器技术是一种通过软件模拟真实网络环境的技术。
在计算机网络搭建中，常用的模拟器技术包括Packet Tracer和GNS3。
1. Packet TracerPacket Tracer是一款由思科公司开发的网络仿真软件，可以模拟网络设备和连接，实现实验网络的构建和测试。
Packet Tracer提供了图形化界面，用户可以通过拖拽和配置设备来构建网络拓扑，还可以实时查看和分析网络流量。
Packet Tracer支持多种网络协议，如Ethernet、IP、ICMP等，可以进行各种网络操作和故障排除。
2. GNS3GNS3是一款开源的网络仿真软件，可以模拟复杂的网络环境，支持多种网络设备和协议的模拟。
GNS3使用虚拟机技术将真实的路由器镜像加载到模拟器中，实现真实设备的模拟和交互。
GNS3还提供了网络拓扑的可视化工具，可以方便地查看和配置网络设备。
7 计算机网络基础知识
• 局域网(LAN) 局域网(LAN) • 广域网（WAN) 广域网（ • 城域网（MAN） 城域网（MAN）
–从网络的拓扑结构进行分类 从网络的拓扑结构进行分类
• 星型 • 环型 • 总线型 • 混合型 网络采用不同的拓扑结构， （网络采用不同的拓扑结构，在性能上有着各自的优缺 点。）
常见的Internet接入方式
• 拨号互连方式 • 专线入网 • 无线入网 • ADSL方案 ADSL方案 • 局域网方式 • 广域网方式
IP地址和域名 地址和域名
• IP地址 IP地址
IP地址就是给每个连接在因特网上的主 IP地址就是给每个连接在因特网上的主 机分配一个在全世界范围内唯一的32位的 机分配一个在全世界范围内唯一的32位的 32 一个标识符。这个号码是唯一的。 一个标识符。这个号码是唯一的。 IP地址的结构使我们可以在因特网上很 IP地址的结构使我们可以在因特网上很 方便地进行寻址。 方便地进行寻址。 IP地址现在由因特网名字与号码指派公 IP地址现在由因特网名字与号码指派公 司ICANN（Internet Corporation for ICANN（ Numbers）进行分配。 Assigned Names and Numbers）进行分配。
7.1计算机网络的概述
• 计算机网络的主要功能: 计算机网络的主要功能:
数据通信 资源共享 分布式处理 （其中最主要的功能就是实现信息资源的 共享） 共享）
计算机网络的分类
• 计算机网络的分类按照特点有很多种方法， 计算机网络的分类按照特点有很多种方法， 这里仅介绍下列几种： 这里仅介绍下列几种：
网络拓扑结构图
图7-2 环型结构
计算机网络搭建中的虚拟仿真技术
计算机网络搭建中的虚拟仿真技术随着计算机网络在各个领域的广泛应用，越来越多的人开始接触和学习计算机网络的相关知识。
在计算机网络中，虚拟仿真技术是一项非常重要的技术，它可以用来模拟真实环境下的网络场景，帮助人们更好地理解计算机网络的原理和实现。
一、虚拟仿真技术介绍虚拟仿真技术指的是，在计算机系统中使用一些软件工具来创建一个虚拟的环境，以便在此环境中进行各种实验和测试。
虚拟仿真技术在计算机网络领域中的应用非常广泛。
例如，我们可以使用虚拟仿真技术来创建一个虚拟的局域网，在其中进行各种实验。
虚拟仿真技术的主要好处之一是可以大大降低实验成本。
在真实环境下进行实验需要投入大量的时间、金钱和人力资源，而使用虚拟仿真技术则可以极大地减少这些成本。
此外，虚拟仿真技术还可以帮助我们更好地理解计算机网络的原理和实现，加快人们对计算机网络的学习和掌握。
虚拟仿真技术在计算机网络中的应用非常广泛，下面列举几个例子：1、网络模拟器网络模拟器是一种可以模拟计算机网络行为的软件工具。
它可以用来创建一个虚拟的网络环境，在其中进行各种实验和测试。
例如，我们可以使用网络模拟器来测试网络的性能，进行路由算法的实验等。
其中比较著名的网络模拟器包括NS-2、OPNET、GNS3等。
2、虚拟机3、云计算云计算是一种计算资源的共享和分配方式。
云计算可以提供大量的计算资源和存储资源，以满足用户的需求。
云计算的基础是虚拟化技术。
通过虚拟化技术，可以在同一台物理服务器上创建许多虚拟服务器，提供给用户使用。
云计算在计算机网络中的应用非常广泛，例如，我们可以使用云计算来存储数据、运行应用程序等。
优点：1、可以创建虚拟的网络环境，进行各种实验和测试。
2、可以大大降低实验成本，节省时间和金钱。
3、可以帮助人们更好地理解计算机网络的原理和实现，加速人们对计算机网络的学习和掌握。
1、虚拟环境与真实环境之间存在差异，实验结果可能不准确。
2、虚拟化技术本身也存在一定的性能损失，可能会影响实验的结果。
浅谈计算机网络仿真技术及其研究
Ｏｅ 才 提 出 现代 仿 真技 术 这一 重 要 概 念 ， 认 为 “ ｒ ｎ 他 仿真 是 性 的 中间层 Ｎ ｄ 模 型 ； 上层 为 网络模 型 。 ｏｅ 最 种基于模型的活动” 在此之后 “ 。 仿真 ” 的技术含义不断 ②与时间驱动相 比， Ｐ Ｅ Ｏ Ｎ Ｔ软件采用离散事件驱动
一
１ 计算机网络仿真技术概述
１１ 计 算机 网络仿 真 技 术 的 定义 ．
由 ｈ ｅｉｏＧ ｒ 、 ｏｅ ｒ Ｍ ｄｌ ／ ｄ Ｄ ｃ ｉ ｕｕ Ｍ ｄｌ 和 ｏｅ ｒａｉ 个 模 块 组 ｓｎ ｅ ｅ ｒ ｏ三 成 。Ｄｅｉ Ｇ ｒ Ｉ ｅｉｏ ｕｕ由于只具有仿真 、 ｔ ｓｎ 分析功 能 ， 只适合最 终用户使用 ； ｏｅ ｒ 以 Ｉ ｅｉｏＧ ｒ 为基础构 建 ， Ｍ ｄｌ 则 ｅ ｔ ｃ ｉ ｕｕ Ｄ ｓｎ 并
网络模 型 的新 方法 来 满 足 网络 发展 的需 要 ，该 方 法 还 必 的建模机制较为复杂 、 型库 比较完备 、 模 外部接 口比较多 须能够方便地对模型进行修改 ，正是基于网络发展 的这 且功能强大 ， 其所 得到的仿真结果也比较真实可靠。 下面
种新要求 ， 现代计算机网络仿真技术便应运 而生 。 该技术 就介绍几款最具有代表性的计算机网络仿真工具 。 是进行 网络技术研究的一种基本手段 ，并 已经发展成为 ２１ ｏＰ ． ＮＥＴ网络 仿 真 软件 种最 佳 的 可供 选 择 的测 试 、 评估 和 验证 手 段 之 一 。 Ｏ Ｎ Ｔ软件是一款最 常见的网络仿真软件 ，它主要 ＰＥ
地 得 以发 展 和 完善 。 的模拟机理 ， 极大地提高 了计算效率 。 从 “ 真” 仿 的含 义 发 展过 程 可 以看 出 ， 论 哪种 定 义 ， 无 ③其采用把基于统计的数学建模方法和基 于包的分 “ 仿真 ” 是基于模型 的这一基本观 点是共 同的 ， 其是对真 析方法结合起来混合建模机制 ，这样得到的实验结果 比 实世界的模拟。 因此 ， 我们可以将计算机网络仿真技术理 较贴近仿真对象 ， 并且仿真效率也有所提高 。 解 为 它是 一 种通 过 建 立 网络设 备 、 路 和协 议 的模 型 ， 链 并 ④ Ｏ Ｎ Ｔ软件 具 有 强 大 的统 计 量 收 集 和分 析 功能 ， ＰＥ
中技计算机网络QoS仿真技术
中技计算机网络QoS仿真技术[摘要]：本文作者根据多年的教学经验，通过对网络仿真技术的概念、特点、应用流程等的论述, 并使用opnet进行qos仿真,供参考。
[关键词]：网络仿真 opnet qos 设计中图分类号：tm743 文献标识码：tm 文章编号：1009-914x(2012)26-0260-01一、网络仿真与opnet网络仿真是一种利用数学建模和统计分析的方法模拟网络行为,从而获取特定的网络特性参数的技术。
数学建模包括网络建模(网络设备、通信链路等)和流量建模两个部分。
模拟网络行为是指模拟网络流量在实际网络中传输、交换和复用的过程。
网络仿真获取的网络特性参数包括网络全局性能统计量、网络节点的性能统计量、网络链路的流量和延迟等,由此既可以获取某些业务层的统计数据,也可以得到协议内部某些特殊的参数的统计结果。
网络仿真可以帮助客户进行网络结构、设备和应用的设计、建设、分析和管理,其具有以下主要特点:为网络的规划设计提供可靠的定量依据;验证实际方案或比较多个不同的设计方案. 由于网络仿真在网络设计与性能分析方面具有突出的特点,目前来说主要在以下方面获得广泛应用:容量规划和sla 预测服务;故障分析;端到端的性能分析;使网络设计达最优的性价比;预测业务量的增长;指导新网络建设.opnet是一种优秀的网络仿真和建模的工具,支持面向对象的建模方式,并提供图形化的编辑界面,更便于用户使用。
它强大的功能和全面性几乎可以模拟任何网络设备、支持各种网络技术,除了能够模拟固定通信模型外, opnet的无线建模器还可用于建立分组无线网和卫星通信网的模型。
同时,opnet在新网络的设计以及对现有网络的分析方面都有卓越表现。
它为通信协议和路由算法的研究提供与真实网络相同的环境。
此外,功能完善的结果分析器为网络性能的分析提供了有效又直观的工具。
opnet的molder是专门用于可视化原型设计的软件,它的使用既方便了网络模型的建立,又减少了编程的工作量。
计算机网络仿真技术及仿真工具
计算机网络仿真技术及仿真工具一、绪论（1）引言（2）论文的主要研究内容（3）论文的结构概述二、计算机网络仿真技术的发展和应用（1）计算机网络仿真技术发展的历史回顾（2）计算机网络仿真技术应用的现状分析（3）计算机网络仿真技术未来的发展趋势三、计算机网络仿真工具的综述（1）计算机网络仿真工具分类（2）计算机网络仿真工具的功能及特点（3）主流计算机网络仿真工具的比较分析四、计算机网络仿真技术在网络安全方面的应用（1）计算机网络仿真技术在网络安全研究领域的应用（2）计算机网络仿真技术在网络安全教育领域的应用（3）计算机网络仿真技术在网络安全评估领域的应用五、结论与展望（1）本文的主要贡献和不足（2）对计算机网络仿真技术的未来展望（3）论文的结论与总结注：以上为提纲，具体内容需要根据论文要求进一步细化。
第一章节：绪论1.1 引言随着计算机网络技术的不断发展，网络体系结构越来越复杂，网络规模也越来越大。
在现实网络运行的过程中，常常需要对网络的安全性、可靠性、性能等方面进行评估和优化，但是实际网络的操作和调试存在着很多约束和风险。
因此，仿真技术应运而生，成为网络优化、安全评估等研究领域的关键技术之一。
计算机网络仿真是在计算机系统中对现实网络进行模拟和重现的过程。
具体来说，就是将现实网络的一些重要特征和运行机制在计算机系统中进行模拟，以验证、评估、优化现实网络的性能和安全等。
而计算机网络仿真技术则是指将计算机网络仿真实现的过程中，所采用的相关技术和方法。
1.2 论文的主要研究内容本文主要研究计算机网络仿真技术及仿真工具的相关内容。
在具体的研究过程中，将进行以下内容的研究：（1）计算机网络仿真技术的发展历程和现状分析。
回顾计算机网络仿真技术的发展历程，分析目前计算机网络仿真技术的应用现状，并对未来的发展趋势进行展望和分析。
（2）计算机网络仿真工具的综述和比较分析。
对主流的计算机网络仿真工具进行分类和整理，分析各种仿真工具的特点、应用场景和局限性，并进行多方面的比较分析。
计算机网络(第六版)
计算机网络（第六版）计算机网络是指将分布在不同地理位置的计算机系统互相连接起来，实现资源共享和信息传递的技术系统。
本文将介绍《计算机网络（第六版）》一书的内容概要，并对其中的重要概念和技术进行探讨。
第一章简介计算机网络的起源和发展历程，以及现代计算机网络的组成部分和基本功能。
第二章物理层介绍计算机网络的物理层，包括数字信号的传输方式、调制解调器和光纤通信技术等。
第三章数据链路层探讨计算机网络的数据链路层，包括帧、介质访问控制和错误检测等。
第四章网络层详细介绍计算机网络的网络层，包括IP协议、路由和转发等关键内容。
第五章运输层解析计算机网络的运输层，包括TCP协议和UDP协议的特性、可靠性和流量控制等。
第六章应用层讨论计算机网络的应用层，包括HTTP、FTP和DNS等常见应用协议的原理和应用。
第七章局域网介绍局域网的组成和技术，包括以太网、令牌环网和局域网设备的互连等。
第八章广域网探讨广域网的连接方式和技术，包括专线、虚拟专用网和帧中继等。
第九章网络安全深入研究计算机网络的安全问题，包括身份认证、数据加密和防火墙等安全措施。
第十章网络管理介绍计算机网络的管理方法和工具，包括监控、故障管理和性能优化等。
第十一章无线网络与移动网络解析无线网络和移动网络的原理和技术，包括Wi-Fi、蜂窝网络和移动IP等。
第十二章互联网详细介绍互联网的起源、发展和基本架构，包括因特网的组成和互联网地址等。
第十三章下一代互联网讨论下一代互联网的研究和发展趋势，包括IPv6、物联网和云计算等前沿技术。
第十四章多媒体网络探索多媒体网络的特点和应用，包括音频、视频和流媒体等多媒体数据的传输和处理。
第十五章网络性能评价和仿真介绍网络性能评价和仿真技术，包括延迟、带宽和吞吐量等性能指标的测量和分析。
第十六章计算机网络的研究方法指导读者进行计算机网络的研究和实验，包括实验设计和数据分析等方法和技巧。
总结《计算机网络（第六版）》一书全面阐述了计算机网络的基本原理、技术和应用。
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Interface，LMI)是路由器和帧中继交换机之间 的一种信令标准，负责管理设备之间的连接及 维护连接状态。
LMI是对基本的帧中继标准的扩展，它提 供了许多管理复杂互联网络的特性,其中包括全 局寻址､虚电路状态消息和多目发送等功能｡
7.2.1 帧中继的概述
5.帧中继的配置命令 （1）设定封装帧中继协议
Router(config-if)#encapsulation frame-relay [cisco|ietf] （2）配置DCE时钟频率
Router(config-if)#clock rate [频率值] （3）指定LMI类型
7.2.1 帧中继的概述
图7-1 FR协议层次
7.2.1 帧中继的概述
2.虚电路（VC） 虚电路（VC）通过为每一对DTE设备分配
一个连接标识符，实现多个逻辑数据会话在同 一条物理链路上进行多路复用。帧中继网络提 供的虚电路包括永久虚电路(PVC)和交换虚电 路(SVC)。
7.2.1 帧中继的概述
第七章
广域网及相关技术仿真
7.1 广域网概述
广域网（Wide Area Network，WAN）是 在一个广泛范围内建立的跨区域的数据通信网。 广域网没有规则的拓扑结构，通常采用点到点 的数据传输方式。广域网通常是利用公共远程 通信设施，为用户提供远程用户之间的快速信 息交换的系统。
7.1 广域网概述
7.2.1 帧中继的概述
（9）帧中继配置的检验命令
Router#show interfaces //显示有关帧中继网络的端口信息；
Router#show frame-relay route
//查
看有关帧中继信息；
Router#show frame-relay lmi //查看LMI流量的统计信息；
7.2 FR帧中继协议
帧中继（Frame Relay,FR）是一种高性能 的WAN协议，它运行在OSI参考模型的物理层 和数据链路层，是一种高效的数据包交换技术。
7.2.1 帧中继的概述
帧中继是一个提供连接并且能够支持多种 协议、多种应用，并能在多个地点之间进行通 信的广域网技术。帧中继可以使终端站动态共 享网络介质和可用带宽。
[broadcast] （6）配置帧中继映射 Router(config-if) #frame-relay route [dlci-id1] interface [Serial-id] [dlci-id2] （7）映射协议地址与DLCI号 Router(config-if)#frame-relay map protocol-type protocol-address dlci [broadcast] （8）激活接口 Router(config-if)#no shutdown
帧中继技术是在数据链路层上用简化的方 法传送和交数换据单元的一种技术。它采用虚 电路技术，对分组交换技术进行简化，具有吞 吐量大、时延小，适合突发性业务等特点，能 充分利用网络资源。
7.2.1 帧中继的概述
1.帧中继的协议层次
帧中继只使用两个通信层:物理层和帧模式 承载服务链接访问协议层(LAPF)｡物理层由接 口构成,这些接口和X.25中使用的接口类似｡第 二层LAPF是为快速通信服务而设计的,它包含 一个可选的子层,在需要高可靠性的情形可以使 用该子层｡这两层分别对应于OSI模型中的物理 层和数据链路层，如图7-1所示｡
7.2.2 FR帧中继的配置仿真
图7-2 网云设备
7.2.2 FR帧中继的配置仿真
详见教材P164.
7.3 PPP协议的配置仿真
（Point-to-Point Protocol）即点对点协议， 是为同等单元之间传输数据包而设计的链路层 协议。这种链路提供全双工操作，并按照顺序 传递数据包。设计目的主要是用来通过拨号或 专线方式建立点对点连接发送数据。
Router(config-if)#frame-relay lmi-type[ansi | cisco | q933a]
7.2.1 帧中继的概述
（4）配置物理接口类型 Router(config-if)#frame-relay intf-type[dce | dte]
（5）设置虚电路的DLCI号 Router(config-if)#frame-relay interface-dlci [dlci-number]
3.数据链路连接标识符（DLCI） 数据链路连接标识符（Data-Link
Connection Identifier，DLCI）是一个在路由 器和帧中继交换机之间标识逻辑电路的数值， 帧中继交换机通过在一对路由器之间映射DLCI 来创建和识别在DTE和FR之间的逻辑虚电路， 相当于MAC地址。
7.2.1 帧中继的概述
广域网是一种跨地区的数据通讯网络，使 用电信运营商提供的设备作为信息传输平台， 广域网传输速率一般低于局域网。
对照OSI参考模型，广域网技术主要位于 底层的3个层次，分别是物理层，数据链路层 和网络层。物理层描述了如何为广域网提供电 气、机械、操作性以及功能性的连接。而数据 链路层协议描述了在单一数据链路中数据帧的 传输，其中包括点到点、点到多点、多路访问 交换业务等协议。
Router#show frame-relay pvc [DLCI号] //显 示所有或指定的PVC的状态；
Router#show frame-relay map //显示路由器上配置的所有映射，验证帧中继
的连接状况；
7.2.2 பைடு நூலகம்R帧中继的配置仿真
本章开始的试验中涉及到一个网云设备， 该设备是进行WAN仿真所必须的设备，在 Packet Tracer中设备区域中单击“WAN Emulation”，弹出如图7-2所示的窗口，在右边 的区域选择第2个 图标的网云设备，该设备 是一个空的云设备，用户可以根据实际需求来 选择添加相关的硬件设备，端口的添加等和前 面章节介绍路由器和交换机等设备端口的添加 类似，。