Эмуляторы и симуляторы сетей ЭВМ. Для студентов технических специальностей

Иван Андреевич Трещев

Данная книга содержит описание работы симулятора Cisco Packet Tracer и эмулятора GNS3. В ней приведены основные отличия между данными категориями программного обеспечения. Приведены лабораторные работы для создания практических курсов по данному программному обеспечению.

1 НЕМНОГО ОБ ЭМУЛЯТОРАХ И СИМУЛЯТОРАХ СЕТЕЙ

Для того, чтобы перейти к непосредственно к лабораторным работам, необходимо дать основную информацию о том, где и как будет работы будут выполняться.

Для проектирования, настройки и тестирования сетей необязательно иметь огромное количество оборудование под рукой. Для таких целей существует специальной программное обеспечение, называемое эмуляторами или симуляторами сетей.

Под эмуляторами подразумевается такой тип программного обеспечения, который позволяет копировать (или эмулировать) функций одной вычислительной системы (гостя) на другой, отличной от первой, вычислительной системе (хосте) таким образом, чтобы эмулированное поведение как можно ближе соответствовало поведению оригинальной системы (гостя). Эмуляция требует серьезных вычислительных мощностей хоста, что может упереться в определенные проблемы при работе с этим ПО.

Эмуляции могут подвергаться операционные системы (с помощью таких программ, как VirtualBox, Virtual Machine Manager, KVM, VMware Workstation, DOSBox), некоторые виды периферийных устройств, оптические устройства (Alcohol, DAEMON Tools, Nero Burning ROM), игровые консоли (PCSX2, Dolphin, Project64). Многие эмуляторы разработаны и доступны под лицензией GNU General Public License как открытое программное обеспечение. Лицензия GNU GPL предоставляет пользователю права копировать, модифицировать и распространять (в том числе на коммерческой основе) программы, а также гарантировать, что и пользователи всех производных программ получат вышеперечисленные права

Сетевые эмуляторы позволяют эмулировать на компьютере пользователя (хосте) различные сетевые устройства с их операционными системами (гости) и создавать связи между виртуальными и реальными устройствами с помощью моделирования сложных сетей. К таком типу программного обеспечения относится широко распространенный Графический симулятор сетей (Graphical Network Simulator-3, GNS3).

GNS3 — это бесплатное программное обеспечение с открытым исходным кодом, с помощью которого можно создавать топологии сетей и эмулировать различные устройства с помощью виртуальных машин. С её помощью возможно скопировать операционную систему Cisco IOS с реального физического маршрутизатора Cisco и запустить его на виртуальном эмулированном маршрутизаторе Cisco в GNS3, или взять официальный образ системы и начать работать, что называется, «с чистого листа». Все данные, которые передаются в созданной топологии, можно перехватить с помощью анализатора трафика WireShark и проводить различные исследования. Так же GNS3 поддерживает устройства других поставщиков, отличных от Cisco.

Исключением для эмуляции в GNS3 (как и в любом другом продукте подобного рода) являются коммутаторы, так как работу коммутаторов практически невозможно эмулировать из-за особенностей самих устройств. В GNS3 их работа лишь симулируется. Так же из-за того, что устройства эмулируются на хосте, при увеличении топологии они будут потреблять все больше и больше ресурсов хоста, особенно это касается процессора.

Скачать GNS3 можно непосредственно с официального сайта проекта gns3.com или с официальной страницы GitHub github.com/GNS3/gns3-gui/releases. О дополнительных возможностях данного продукта можно узнать в официальной документации docs.gns3.com. На момент написания данной книги актуальной версии GNS3 является 2.1.11.

Другой программой для симуляции сети является Cisco Packet Tracer.

Cisco Packet Tracer является официальным продуктом Cisco для студентов Сетевой академии, который имитирует сети Cisco. Данный продукт не поддерживает устройства других вендоров, а также лишь симулирует работу различных устройств в топологии, что сказывается на ограничениях функционала устройств. Однако Cisco Packet Tracer легко настраиваемый и потребляет на порядок меньше ресурсов хоста, в отличии от GNS3. Он может подойти для создания небольшой топологии, а также для создания различных учебных задач.

Официально получить данную программу можно только на сайте Сетевой академии netacad.com, записавшись на курс «Introduction to Packet Tracer» netacad.com/ru/courses/packet-tracer/introduction-packet-tracer. Это и предлагается сделать нашим читателям.