Эмулятор настройки коммутатора cisco
Обновлено: 06.07.2024
Повсеместное создание компьютерных сетей обуславливает резкое развитие в сфере передачи информации. Компьютерные сети создаются для обеспечения пользователей удалённым доступом к ресурсам сети. Поэтому фактически все компании, имеющие более одного компьютера, объединяют их в локальные сети. Очень принципиально, чтобы сеть компании работала бесперебойно, была надёжной, как можно лучше справлялась с обработкой информации, циркулирующей между сотрудниками компании, и позволяла принимать им значимые и оптимальные решения.
Для решения данных задач разрабатывается сетевое оборудование: разные маршрутизаторы, коммутаторы различных уровней и т.д. Компания Cisco Systems считается безусловным фаворитом на рынке сетевого оборудования (занимает около 70% рынка) и предлагает модели от простых маршрутизаторов для небольшого офиса до мультигигабитных устройств, размещаемых в ядре Интернета [1].
Учитывая это, широкое распространение сетевого оборудования под управлением Cisco IOS, а так же высокую стоимость данного оборудования, появляется необходимость в применении программных эмуляторов сетевого оборудования Cisco для создания и администрирования моделей сетей.
С целью полного понимания информационных и коммуникационных технологий компанией Cisco был разработан программный эмулятор Cisco Packet Tracer (рисунок 1).
Cisco Packet Tracer – это мощный программный эмулятор, который дает возможность пользователям моделировать сети, организовывая их с практически безграничным количеством устройств, находить применение оборудования и налаживать его под определенные задачи той или иной среды. Программа дает возможность вырабатыванию качеств скорости принятия решения, креативного подхода и критического мышления [2]. Настраивать конфигурацию и устранять неполадки сетей с применением виртуального оборудования и имитацией соединения можно в одиночку. Главное преимущество Cisco Packet Tracer ‒ бесплатность данного продукта.
Cisco Packet Tracer предоставляет пользователям понятную интерактивную среду обучения. Пользователи могут собственными руками создать свою виртуальную «сеть миров» с целью исследования, экспериментирования и понимания сетевых механизмов и технологий сетей.
Программа Cisco Packet Tracer обладает следующими возможностями и особенностями:
Cisco Packet Tracer имеет две рабочие области: логическую и физическую. Логическая область позволяет создавать и управлять логическими топологиями сетей. Физическая область визуализирует логическую топологию, давая понятие о размахах и трудоустройствах оборудования, таких как маршрутизаторы, коммутаторы, хосты, которые станут работать в настоящей среде. Физическое пространство также дает представление сети, в том числе нескольких городов, зданий, построек, монтажных шкафов [3] .
Режимы Cisco Packet Tracer предусматривают работы по визуализации поведения сети в реальном режиме времени и имитации. Все операции с сетью проходят в режиме реального времени. В имитационном режиме пользователь имеет возможность видеть и контролировать временные интервалы, внутреннее устройство передачи данных, распределение данных по сети.
Рис. 1. Интерфейс Cisco Packet Tracer
Cisco Packet Tracer поддерживает последующие протоколы:
На сетевом: IPv6, IPv4, ICMP, ICMPv6, BGP, RIPv1/v2/ng, Multi-AreaOSPF, EIGRP, StaticRouting, Route Redistribution, Multilayer Switching, L3 QoS, NAT, CBAL, GREVPN, IPSecVPN.
GNS3 ‒ это независимый бесплатный программный эмулятор маршрутизаторов Cisco. GNS3 поддерживается в большинстве операционных систем Linux, Windows и Mac OS X, при этом данный программный эмулятор даёт возможность эмулировать аппаратную часть маршрутизаторов Cisco, для этого он загружает и использует реальный образ операционной системы Cisco IOS.
GNS3 это идеальная утилита для подготовки сетевых инженеров, администраторов и людей, которые готовятся к сертификации CCNA, CCNP, CCIP или CCIE. Он позволяет поэкспериментировать с различными версиями Cisco IOS, а также проверить свои конфигурации перед использованием на реальном оборудовании.
К нему можно подключать виртуальные машины VirtualBox или VMware Workstation и создавать достаточно сложные схемы, при желании можно пойти дальше и выпустить его в реальную сеть.
GNS3 является бесплатным продуктом, находится в свободном доступе и не имеет каких-либо ограничений по использованию (рисунок 2).
Но при всем при этом имеются недостатки:
Запустить ios 15 версии возможно только на платформе 7200.
При использовании большого количества устройств гарантированно будет наблюдаться снижение производительности.
Рис. 2. Интерфейс GNS3
Boson NetSim – это программный эмулятор, предназначенный для моделирования работы сетевых устройств Cisco (рисунок 3).
Компания Boson обеспечивает данный продукт очень развитой поддержкой, поэтому компания Cisco Systems рекомендует этот продукт для подготовки к сертификационным экзаменам Cisco. С этой целью программный эмулятор Boson NetSim поставляется в одной из 3 версий: NetSim для экзамена CCENT , NetSim для экзамена CCNA и NetSim для экзамена CCNP .
Главный недостаток данного продукта ‒ это его дорогая себестоимость. Цена NetSim версии CCENT составляет 99$, цена NetSim версии CCNA 159$ и 299$ составляет цена NetSim версии CCNP .
Рис. 3. Интерфейс Boson NetSim
Cisco IOU – это эмулятор сети, разработанный компанией Cisco Systems, который позволяет моделировать сети из оборудования Cisco (рисунок 4). Основные достоинства Cisco IOU: полноценная поддержка L2 и L3 коммутаторов, достаточно низкие системные требования [4].
Рис. 4. Интерфейс Cisco IOU
К сожалению, Cisco IOU официально не распространяется никак. Данный продукт создан исключительно для сотрудников Cisco Systems.
В результате данного исследования были рассмотрены основные программные эмуляторы, предоставляющие пользователям возможность моделировать сети, организовывая их с практически бесконечным количеством устройств. Практическим результатом исследования является развертывание проводной сети на рассматриваемых эмуляторах, и, при успешном результате ‒ создание аналогичного соединения уже на реальном оборудовании.
© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.
Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)
Оставить комментарий
Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.
© 2021. Электронный научно-практический журнал «Современные научные исследования и инновации».
Этот симулятор доступен как под Windows, так и для Linux, бесплатно для учащихся Сетевой Академии Cisco.
В 6й версии появились такие вещи как:
- IOS 15
- Модули HWIC-2T и HWIC-8A
- 3 новых устройства (Cisco 1941, Cisco 2901, Cisco 2911)
- Поддержка HSRP
- IPv6 в настройках конечных устройств (десктопы)
- Практически всё, что выходит за рамки CCNA, на нем собрать не получится. К примеру, EEM отсутствует напрочь.
- Так же иногда могут проявляться разнообразные глюки, которые лечатся только перезапуском программы. Особенно этим славится протокол STP.
Что имеем в итоге?
— Неплохой инструмент для тех кто только начал свое знакомство с оборудованием компании Cisco.
- Количество платформ строго ограничено: запустить можно только те шасси, которые предусмотрены разработчиками dynamips.
- Запустить ios 15 версии возможно только на платформе 7200.
- Невозможно полноценно использовать коммутаторы Catalyst, это связано с тем что на них используется большое количество специфических интегральных схем, которые соответственно крайне сложно эмулировать. Остается использовать сетевые модули (NM) для маршутизаторов.
- При использовании большого количества устройств гарантированно будет наблюдаться проседание производительности.
Что имеем в сухом остатке?
— Инструмент, в котором можно создавать достаточно сложные топологии, готовиться к экзаменам уровня CCNP, с некоторыми оговорками.
Пару слов о симуляторе Boson NetSim, который недавно обновился до 9й версии.
Выпускается только под Windows, цена колеблется от 179$ за CCNA и до 349$ за CCNP.
Представляет собой некий сборник лабораторных работ, сгруппированный по темам экзамена.
Как можно наблюдать по скриншотам, интерфейс состоит из нескольких секций: описание задачи, карта сети, в левой части находится список всех лаб.
Закончив работу, можно проверить результат и узнать все ли было сделано.
Есть возможность создания собственных топологий, с некоторыми ограничениями.
Основные фичи Boson NetSim:
Именованный канал — это один из методов межпроцессного взаимодействия.
Существуют как в Unix подобных системах так и в Windows.
Для подключения достаточно открыть к примеру putty, выбрать тип подключения serial и указать \\.\pipe\vmwaredebug. Используя GNS3 и QEMU (легкий эмулятор ОС, который идет в комплекте с GNS3 под Windows), можно собирать топологии, в которых будут задействованы коммутаторы Nexus. И опять же можно выпустить этот виртуальный коммутатор в реальную сеть.
Как оказалось, на данный момент существует достаточно широкий спектр эмуляторов и симуляторов оборудования компании Cisco.
Это позволяет практически полноценно готовиться к экзаменам различных треков (классического R/S, Service Provider и даже Data Center).
Приложив определенные усилия можно собирать и тестировать разнообразнейшие топологии, проводить исследования уязвимостей и при необходимости выпускать эмулируемое оборудование в реальную сеть. (Мост Бэй Бридж, соединяющий Сан-Франциско с Трежер-Айленд, был превращен в самую большую в мире световую скульптуру. При этом были использованы коммутаторы Cisco.)
© sinister
===========================
Дополнения от eucariot.
Хотелось бы сказать о симуляторе оборудования Huawei.
Enterprise Network Simulation Platform симулирует маршрутизаторы уровня Enterprize, коммутаторы и конечное оборудование. По сути, ближе к Cisco Packet Tracer, имеет понятный графический интерфейс, является именно симулятором.
Распространяется совершенно бесплатно — достаточно зарегистроваться на сайте.
Реализует огромное количество функций реального оборудования, по сути, только довольно специфические вещи нельзя реализовать. Доступны MSTP, RRPP, SEP, BFD, VRRP, различные IGP, GRE, BGP, MPLS, L3VPN.
Можно запускать мультикаст, то есть вы выбираете видеофайл на сервере и через настроенную сеть на клиенте можно смотреть видео (это мы обязательно используем в выпуске СДСМ о мультикасте).
Можно отлавливать пакеты вайршарком.
Не очень много с ним работал, но глюков не обнаружено, загрузка процессора вполне допустимая.
А также, поговаривают, что существует специальный супермощный эмулятор Huawei, в полной мере реализующий все возможности high-end маршрутизаторов, которым пользуется Huawei TAC, но всем известно, что это лишь слухи.
Чтобы научиться работать с "серьезным" сетевым оборудованием, совсем
необязательно иметь тугой кошелек. Можно воспользоваться специальными
эмуляторами, полностью имитирующими нужную среду, а то и целые сети.
Packet Tracert
Умение работать с оборудованием Cisco всегда являлось жирным плюсом при
приеме на работу, однако оплатить курсы или приобрести циску (даже б/у) может
далеко не каждый. Вероятно, поэтому количество кошачьих эмуляторов растет из
года в год, и они пользуются популярностью у админов и желающих ими стать.
Используя эмулятор, можно самостоятельно подготовиться к получению сертификатов
CCNA (Cisco Certified Network Associate, Сертифицированный Cisco Сетевой
Специалист), "перепробовав" все доступные девайсы и понастраивав сеть.
Обзор начнем с официальной разработки Cisco – эмулятора Packet Tracert,
предлагаемого отделением Networking Academy, отвечающим за образование и
подготовку различных курсов. Задача программы: помочь закрепить на практике
полученные студентом теоретические навыки. Для ее решения PT обладает всем
необходимым, позволяя "строить" сети различной сложности с практически
неограниченным количеством устройств. Все установки производятся при помощи
логической диаграммы сети, для симуляции представлен весь спектр оборудования,
выпускаемого Cisco (роутеры, свитчи, точки доступа и т.п.). Можно изменять
настройки объектов, моделировать потоки данных и многое другое. Поддерживается
большое количество протоколов и технологий, используемых в оборудовании Cisco
(полный список смотри в документации на сайте).
Работа с оборудованием хоть и виртуальна, но выглядит так, будто приходится
использовать реальные устройства. Можно добавлять платы расширения, настраивать
параметры в командной строке или используя графический интерфейс. Весь процесс
обмена данными представлен в виде диаграмм и таблиц, что помогает визуально
оценить текущие настройки и работу оборудования.
Все настройки производятся в большом окне посередине. Внизу слева находятся
группы устройств, после выбора чуть правее появляются сами устройства. Отмечаем
нужное и двойным щелчком на свободном месте в поле посередине переносим его на
карту сети. Поддержка drag'n'drop делает процесс очень простым, устройства затем
можно двигать, удалять и т.п. Удобно, что PT самостоятельно связывает некоторые
девайсы, например, при появлении Wireless свитча к нему автоматически
подключаются все устройства, поддерживающие этот вид соединения. При протяжке
кабеля выбираем порт, к которому его подключаем. Один из значков отвечает за
автоматическое определение типа соединения, что ускоряет сборку сети на стадии
изучения. Если в процессе будет допущена ошибка, то пользователь получает
предупреждение с кратким описанием (например, нет свободного разъема).
Пока все настройки логической сети производились во вкладке Logical Workspace
(Ctrl+L). Чтобы перейти к физическому устройству и посмотреть порядок
подключения, следует выбрать в верхнем левом углу вкладку Physical Workspace (Ctrl+P).
Также PT предоставляет два режима отображения работы сети: Realtime Mode (Ctrl+R)
и Simulations Mode (Ctrl+S). Переключение производится при помощи ярлыков в
правом нижнем углу или горячих клавиш. В Realtime сеть работает в обычном
режиме, в режиме Simulations можно наблюдать и контролировать процессы,
происходящие в сети (работу устройств, интервалы времени, механизмы передачи
данных и т.д.) Мастер Activity Wizard поможет создать собственные учебные
сценарии.
Осталось добавить, что предусмотрена работа в многопользовательском режиме, а
также доступно несколько пособий по настройке Cisco и справочная система,
помогающая разобраться во всех возможностях.
Эмулятор Dynamips
Проект Dynamips стартовал в августе 2005 года как эмулятор маршрутизатора
Cisco 7200 на ПК и предназначался для проверки конфигурации перед использованием
на настоящем оборудовании и для обучения. Сегодня Dynamips может эмулировать и
другие платформы Cisco – серии 3600, 3700 и 2600. Причем с выбором разных
вариантов устройств: CPU (MIPS64 и PowerPC), RAM (DRAM, Packet SRAM, NVRAM),
различных типов карт и портов. Предусмотрена возможность создания виртуальных
мостов и коммутаторов. Главная особенность – эмулируемое устройство можно
подключить к реальной сети, для чего один из выходов виртуального маршрутизатора
связывается с реальной сетевой картой. Работа в режиме гипервизора позволяет
распределить нагрузку на несколько систем, ведь IOS (Internet Operating System)
образы полностью загружаются в ОЗУ и при большом количестве виртуальных систем
отбирают много ресурсов.
Нужный пакет доступен в репозиториях некоторых дистрибутивов Linux. Для
захвата трафика используется библиотека pcap, при установке в Windows
потребуется самостоятельно инсталлировать WinPCAP. В Ubuntu/Debian установка
проста:
$ sudo apt-get install dynamips
Все параметры Dynamips легко узнать, запустив его с ключом '--help'. По
умолчанию эмулируется Cisco 7206VXR с NPE-200 и 256 Мб ОЗУ DRAM. Чтобы указать
другую платформу, следует использовать параметр '-P' (например, "-P 3600").
Дополнительный ключ '-t' позволяет "изменить" внутренности виртуального
маршрутизатора (в зависимости от выбранного типа аргументы '-t' будут различны).
Для запуска понадобятся реальные IOS образы Cisco, которые не являются частью
пакета, и их необходимо скачивать отдельно (легко находятся гуглом, в Сети
доступны сборники по несколько гигов). Иногда IOS-образы поставляются в сжатом
виде, и перед загрузкой их нужно распаковать:
$ unzip -p c7200-g6ik8s-mz.124-2.T1.bin > c7200.image
Но в плане настроек Dynamips не очень удобен, чтобы создать на его основе
сеть из нескольких маршрутизаторов, придется немало потрудиться. Эту задачу
можно облегчить при помощи Dynagen,
который является текстовым фронт-эндом к Dynamips. Используя простой файл
описания виртуальной среды, мы можем легко соединить несколько устройств.
Главное, что все установки собраны в одном месте, имеют простой синтаксис и
легко редактируются.
Это простейший пример, чтобы понять суть настроек. В "боевом" конфиге может
быть с десяток самых разных роутеров и конфигураций. Например, чтобы связать
один из выходов виртуального маршрутизатора с сетевым интерфейсом реальной или
виртуальной системы, пишем:
Сначала запускаем dynamips в режиме гипервизора (после отладки можно
стартануть в фоне, добавив '&'):
ILT: loaded table "mips64j" from cache.
ILT: loaded table "mips64e" from cache.
ILT: loaded table "ppc32j" from cache.
ILT: loaded table "ppc32e" from cache.
Hypervisor TCP control server started (port 7200).
После загрузки образов (процесс будет выводиться в консоли, где запущен
dynamips) и настроек виртуальных роутеров получим приглашение консоли
управления. Введя знак вопроса или help, получим справку по командам. Набрав "help
команда", узнаем обо всех параметрах конкретной команды. Поддерживается
автодополнение ввода при помощи клавиши <Tab>. Для остановки, запуска,
перезапуска, приостановки и продолжения применяем команды start, stop, reload,
suspend, resume с указанием имени роутера или ключа /all для всех устройств:
Все команды регистрозависимы, поэтому нужно быть внимательнее. Просмотрим
список работающих маршрутизаторов:
=> list
Name Type State Server Console
R1 7200 running localhost:7200 2000
R2 7200 running localhost:7200 2001
Теперь при помощи команды:
$ telnet localhost 2000
Можем подключиться к порту, указанному в поле Console. Хотя проще
подключиться, указав имя устройства в строке приглашения Dynagen:
В отдельном окне откроется окно терминала, в котором уже управляем
настройками.
Несколько виртуальных маршрутизаторов могут нехило загрузить систему. Причем
вне зависимости от реально выполняющейся работы. Это происходит потому, что
Dynamips не знает, когда роутер выполняет полезную работу, а когда находится в
режиме ожидания. Команда idlepc позволяет проанализировать IOS-образы в действии
и определить циклы простоя. При первом запуске значение не установлено:
*** Warning: Starting R1 with no idle-pc value
Нужную цифирь idle-pc можно получить, введя в консоли dynagen команду "idlepc
get имя_роутера":
Будет выдано несколько значений, наиболее оптимальные отмечены знаком "*".
Далее выполнение команды остановится, и потребуется ввести одну из цифр,
соответствующих выбранному idlepc. После этого его значение будет добавлено к
выполняющемуся процессу. При запуске Dynamips вручную значение idlepc
указывается при помощи параметра ' --idle-pc= ', как вариант, в
секции роутера конфига Dynagen дописываем:
Но лучше просто сохранить значение, чтобы оно считывалось при последующих
загрузках:
=> idlepc save R1 db
Повторно просмотреть весь список idlepc просто:
Все, маршрутизатор можно настраивать.
Проект оброс несколькими субпроектами, делающими использование Dynagen более
удобным. Например, gDynagen
обеспечивает единую консоль для ввода команд для Dynamips + Dynagen. Генератор
настроек для Dynagen –
confDynagen
добавляет новый режим конфигурирования, который дает возможность изменять
параметры Dynagen "на лету", без остановки виртуальной сети.
Симулятор GNS3
Возможна эмуляция простых Ethernet, ATM и Frame Relay свитчей и файеров (ASA,
PIX). Как и в случае с Dynamips, легко подключить виртуальный свитч к сетевой
карте реальной или виртуальной системы. И главное – все настройки производятся в
интуитивно понятной графической среде.
Пакет GNS3 уже доступен в репозиториях большинства основных дистрибутивов
Linux. В Debian/Ubuntu для установки набираем:
$ sudo apt-get install gns3
Чтобы использовать самые свежие версии, следует подключить репозиторий
gpl.code.de. Подробные инструкции для своего дистрибутива ищи по адресу
gpl.code.de/oswiki/GplcodedeApt. Для самостоятельной сборки пакетов
потребуется наличие Python и ряда библиотек: Qt, PyQt и других.
При первом запуске встречает Setup Wizard, объясняющий два основных
требования к запуску программы: проверить правильность пути в Dynamips и при
необходимости скорректировать его. Плюс загрузка IOS-образов.
Окно программы можно назвать стандартным. Слева в "Nodes Types" находятся
значки устройств, которые простым перетаскиванием помещаем в окно посередине,
строя виртуальную сеть. Двойным щелчком вызываем окно свойств, где настраиваются
специфические параметры для конкретного роутера, и, в том числе, добавляются
адаптеры. Контекстное меню позволяет запустить, остановить устройство, получить
IDLE PC, выйти в консоль. В панели сверху доступны примитивные инструменты
рисования (вставка круга, прямоугольника, рисунка). Сеть, состоящая из одних
маршрутизаторов, не очень наглядна, остальные компоненты сети (серверы, принтеры
и т.п.) добавляются через "Edit – Symbol Manager".
Правое окно "Topology Summary" предназначено для быстрой навигации, здесь
выводятся все девайсы (работающие подсвечиваются зеленым значком). Если образа,
соответствующего выбранному устройству, в коллекции GNS3 нет, то при попытке
добавить такой роутер получим предупреждение. Чтобы добавить IOS-образы или
указать местонахождение гипервизоров Dynamips, открываем "Edit – IOS images and
hypervisors". Указываем на image-файл, при этом платформа, модель и количество
RAM отображаются автоматически. Эти значения будут использованы по умолчанию, их
можно скорректировать. В поле IDLE PC прописывается нужное значение (если оно
известно). Внизу посередине находится консоль Dynagen, предназначенная для
непосредственного ввода команд.
После нанесения на карту всех устройств при помощи консоли приступаем к их
настройке, в частности, устанавливаем связи щелчком по "Add a link". Созданные
настройки сохраняются в файл для повторного использования.
Стоит отметить, что имеется еще один проект –
Dynagui, наглядно
показывающий подключения между роутерами. Но по функциональности он не
дотягивает до GNS3, а последнее обновление датировано 2007 годом.
Заключение
Не стоит пренебрегать программными эмуляторами сетевого оборудования и
недооценивать предлагаемые ими возможности, тем более, что разработчики Cisco
Systems и Juniper Networks настоятельно рекомендуют их использовать.
Некоторые команды маршрутизаторов Cisco
Проекты одной строкой
С помощью программы Packet Tracert можно строить целые сети между
виртуальными офисами.
В Packet Tracert доступны инструменты рисования, которые помогут лучше
представить сеть на карте. Так, например, отдельные элементы или группы
можно раскрасить разными цветами.
WARNING
Некоторые старые версии IOS не поддерживают команду idlepc.
Специалистам в области сетевых технологий необходима практика. Практиковаться можно как на реальном, так и на виртуальном оборудовании. Практика на реальном оборудовании имеет явные преимущества, но требует определенного рабочего места и больших расходов на устройства, расходные материалы. Практика на виртуальном оборудовании – менее затратный процесс, но необходимо выбрать программное обеспечение, удовлетворяющее всем требованиям для выполнения практических задач.
Цель исследования состоит в обзоре симуляторов и эмуляторов сетевого оборудования в обучающем процессе, учитывая преимущества и недостатки конкретного программного обеспечения.
Существует множество симуляторов и эмуляторов, но наиболее популярны Cisco Packet Tracer, Boson NetSim, GNS3, VIRL, EVE-NG. Многие из этих инструментов также могут быть использованы для тестирования сетевых технологий и для развертывания сетей в реальном мире. Для того чтобы рассматривать подробно программы, перечисленные выше, необходимо разобраться, в чем отличие эмуляторов и симуляторов.
Симулятор – это часть программного обеспечения, которая, как следует из названия, имитирует топологию сети, состоящей из одного или нескольких сетевых устройств. Моделируемые сетевые устройства не являются реальными устройствами и не могут передавать «живой» сетевой трафик. Каждое сетевое устройство – это часть программного обеспечения, претендующая на то, чтобы быть реальным устройством в меру своих возможностей [1].
Сетевые устройства в симуляторе ограничены командами и функциями, запрограммированными в них. По этой причине многие дополнительные возможности, которые присутствуют на реальных сетевых устройствах, отсутствуют в имитируемых аналогах.
Ключевое преимущество симуляторов заключается в том, что они, как правило, не очень требовательны к ресурсам – программное обеспечение симулятора может работать практически на любом современном компьютере.
Эмулятор – это часть программного обеспечения, которая работает и соединяет устройства виртуальной сети вместе. Эмуляторы виртуализируют реальные сетевые устройства, которые предлагают более «продвинутый» набор функций по сравнению с устройствами, представленными в симуляторах. Поведение, демонстрируемое виртуальными сетевыми устройствами, в большей степени отражает поведение реальных физических устройств в реальном мире [1].
Другими словами, эмулятор позволяет создать модель компьютера или другого устройства и запускать внутри оригинальное программное обеспечение. Имитируются все основные компоненты устройства, в том числе процессор, память и устройства ввода/вывода. В случае с Cisco эмулятор создает модель маршрутизатора и запускает внутри реальную операционную систему Cisco IOS. Таким образом, можно получить полнофункциональный маршрутизатор. Симулятор же имитирует поведение системы и ее интерфейса, например Cisco Packet Tracer.
Packet Tracer – это инструмент визуального моделирования Cisco, который имитирует сетевые топологии, состоящие из маршрутизаторов, коммутаторов, брандмауэров и др. Packet Tracer первоначально был разработан как учебное пособие для сетевой академии Cisco (более известной как NetAcad), но может использоваться как симулятор для обучения.
Packet Tracer имеет ряд преимуществ по сравнению с другими рассматриваемыми программными обеспечениями.
Для работы необходимо создать бесплатную учетную запись Cisco Networking Academy. Работает на большинстве операционных систем. Имеет большое разнообразие устройств для симуляции [2]. Предоставляет множество вариантов подключения сетевых устройств. Предлагает различные методы подключения и настройки устройств. Работает в режиме реального времени. Есть возможность настроить, проверить и устранить неполадки на сетевых устройствах через вкладку CLI. Позволяет создавать свои задания с помощью функции мастера заданий.
При создании пользовательского упражнения необходимо сохранить его в виде файла, который необходимо распространить среди всех заинтересованных сторон. Отсутствие централизованного метода распределения приводит к некоторым проблемам.
Всё программное обеспечение имеет ошибки, и Packet Tracer не является исключением. Ошибки Packet Tracer, как правило, более заметны, чем в других симуляторах или эмуляторах, возможно, из-за его популярности и широкого использования [3].
Несмотря на недостатки, Cisco Packet Tracer остается «золотым стандартом» симуляторах виртуальных сетей. Для свободного программного обеспечения он предлагает многофункциональную среду для экспериментов с большим количеством типов сетевых устройств, платформ и соединений. Кроме того, моделирование программного обеспечения IOS Cisco показывает наиболее близкое поведение к реальным сетевым устройствам, и его встроенный терминальный клиент очень похож на реальный.
Продуктом компании Boson является NetSim, приложение, которое имитирует сетевые маршрутизаторы и коммутаторы Cisco.
Boson NetSim имеет ряд преимуществ в качестве платного сетевого симулятора.
Модель лицензирования Boson является накопительной, как и уровни сертификации Cisco. Каждая лицензия Boson сопоставляется специально с сертификационным экзаменом Cisco и включает в себя задания для предыдущих экзаменов.
Количество упражнений, которые доступны, зависит от лицензии. Каждое упражнение поставляется с подробными инструкциями о том, что необходимо настроить и проверить в рамках соответствующей топологии сети.
Каждое упражнение оценивается при завершении. Есть возможность отслеживать завершение лабораторных работ из приложения, что позволяет сразу просматривать выполненные и невыполненные работы, попытки.
Все приобретенные упражнения легко доступны из приложения. Все задания загружаются, выполняются и оцениваются из самого программы.
Если создать топологию сети, которой необходимо поделиться, ее можно легко загрузить в сообщество NetSim и наоборот, можно просматривать загруженные проекты других людей и использовать их в самом симуляторе.
Терминалы являются вкладками, поэтому для каждого устройства они отображаются в своей собственной вкладке. Если это неудобно, то можно разместить вкладку в своем собственном окне.
Почти каждое окно можно легко закрепить и переместить, чтобы интерфейс был настроен в соответствии с предпочтениями пользователя.
Если сетевое устройство можно настроить путем добавления модулей, программа уточнит, какие модули необходимо вставить в устройство при его добавлении в топологию сети. NetSim определяет тип интерфейсов, которые добавляет каждый модуль [4].
После того, как устройство было настроено и добавлено в топологию сети, оборудование с такой же физической конфигурацией сохраняется в окне «последние устройства», откуда его легко добавить в топологию повторно.
Boson NetSim имеет встроенные задания, которые пересекаются с экзаменационными темами конкретных сертификационных экзаменов Cisco. Упражнения доступны непосредственно через приложение NetSim.
Терминал NetSim имеет некоторые функции, которых нет в терминале Packet Tracer, например более широкая поддержка клавиш быстрого доступа.
В окне «топология сети» отображается ограниченный объем информации, особенно во время выполнения имитационной топологии. Как только топология сети запущена, ее нельзя изменять, пока она не остановлена. Нет способа просмотреть содержимое отдельных пакетов, проходящее по сети. Все сетевые устройства имитируются в режиме реального времени. NetSim доступен только для операционных систем Windows.
Активная топология сети не обеспечивает достаточную визуальную обратную связь относительно состояния устройств, связей и передачи данных. Программное обеспечение NetSim, имитирующее Cisco IOS, имеет странное поведение, не проявляемое на реальном оборудовании Cisco, особенно при использовании контекстно-зависимой справки или выполнении несуществующих команд.
Графический сетевой симулятор (GNS3) – это бесплатный интерфейс клиент-сервер с открытым исходным кодом для эмуляции и виртуализации сети. Это платформа на основе Python, которая в основном использует программное обеспечение под названием Dynamips для эмуляции программного и аппаратного обеспечения Cisco.
GNS3 поддерживает большой объем виртуальных сетевых устройств от различных поставщиков сетевого оборудования за счет использования устройств, которые являются простыми в импорте шаблонами.
Поскольку GNS3 является клиент-серверным приложением, рекомендуется разворачивать виртуальную машину GNS3 VM (Virtual Machine) в качестве сервера. Затем можно установить клиентское приложение GNS3 на локальном компьютере и подключиться к серверу виртуальной машины GNS3. После установки можно создавать сетевые топологии с помощью клиентской части ПО, которые будут выполняться на сервере.
GNS3 имеет ряд преимуществ в качестве бесплатного эмулятора сети с открытым исходным кодом.
GNS3 имеет сообщество разработчиков и пользователей, главное преимущество которого – положительная обратная связь, созданной группой единомышленников, которые хотят помочь другим учиться, работать.
Эмулятор имеет хорошую документацию с иллюстрациями для начинающих пользователей или при необходимости руководства по расширенной конфигурации.
В GNS3 каждое виртуальное сетевое устройство можно запускать и останавливать независимо от других виртуальных устройств.
Эмулятор не только поддерживает Ethernet-соединения между сетевыми устройствами, но и позволяет устанавливать последовательные соединения между устройствами, поддерживающие соответствующие модули.
Программное обеспечение GNS3 не имеет встроенных образов сетевых операционных систем. Поэтому для эмуляции любых маршрутизаторов или коммутаторов Cisco необходимо сначала иметь существующий образ программного обеспечения Cisco IOS, совместимый с GNS3.
Главным недостатком GNS3 является факт необходимости создавать свои собственные программные образы сетевых устройств для эмуляции. Это не вина GNS3. Интегрирование образов программного обеспечения Cisco IOS в GNS3 было бы незаконным. Наличие этих образов является важным фактором, и это необходимо учитывать перед развертыванием GNS3 для личного или коммерческого использования.
Если Cisco Packet Tracer является «золотым стандартом» в симуляторах виртуальных сетей, то GNS3 – в эмуляторах виртуальных сетей. Сообщество GNS3 с открытым исходным кодом создало многофункциональное, хорошо документированное программное обеспечение, которое является полностью бесплатным. Несмотря на следование традиционной модели серверного/клиентского приложения, серверный компонент прост в развертывании, настройке и обслуживании [5].
VIRL (Virtual Internet Routing Lab) – это фирменный эмулятор виртуальной сети Cisco, предназначенный для образовательных учреждений и частных лиц. Он очень похож на Cisco Modeling Labs, который является высокомасштабируемым вариантом VIRL, предназначенным для средних и крупных предприятий для моделирования и эмуляции корпоративных сетей. VIRL работает в клиент-серверной модели, аналогичной GNS3. Сервер VIRL устанавливается либо на отдельном сервере, либо в качестве виртуальной машины, затем создаются сетевые топологии, и они взаимодействуют с сервером с помощью клиентского приложения VM Maestro.
VIRL имеет несколько преимуществ в качестве платного эмулятора.
Установка сервера VIRL открывает законный, лицензированный доступ к различным образам программного обеспечения Cisco. Эти программные образы могут быть извлечены из сервера VIRL и установлены в других сетевых эмуляторах, таких как GNS3. По этой причине многие пользователи VIRL фактически не используют сервер VIRL для тестирования сетевых топологий, так как они предпочитают использовать другие сетевые эмуляторы. Вместо этого они рассматривают подписку VIRL как законный способ получения актуальных образов программного обеспечения.
Если необходимо поделиться топологией сети и выполнить ее на другом сервере VIRL, экспорт топологии сети прост. Это особенно удобно, если топология использует базовые, ненастроенные образы, которые всегда поставляются с VIRL.
Эмулятор включает в себя функцию AutoNetKit, которая позволяет автоматически заполнять базовую конфигурацию функций на узлах по всей топологии сети.
VIRL имеет несколько проблем, которые необходимо решить.
Доступ к VIRL Personal Edition стоит 199$ в год. Однако лицензия Personal Edition позволяет одновременно запускать только 20 узлов во всех активных симуляциях.
Эмулятор требует больше вычислительной мощности и памяти по сравнению с другими решениями.
В VIRL поддерживаются только интерфейсы Ethernet. Поэтому, если нужен доступ к последовательным интерфейсам, придется использовать Packet Tracer или NetSim.
В эмуляторе есть два различных вида для топологии сети – проектные и имитационные виды. Конструктор предназначен для размещения и подключения узлов, а также определения автоматической и ручной конфигурации для каждого узла. Он позволяет управлять активно работающими сетевыми устройствами и подключаться к ним.
После запуска топологии нельзя ее изменять. Нельзя добавлять или удалять узлы, а также добавлять или удалять соединения между узлами.
VIRL имеет ряд недостатков, таких как ресурсоемкая работа сервера VIRL и отсутствие поддержки последовательных интерфейсов.
EVE-NG (Emulated Virtual Environment Next Generation) – это многопользовательский эмулятор виртуальной сети, который, подобно VIRL Personal Edition, был разработан для частных лиц и небольших предприятий. Компания предлагает бесплатное издание, а также профессиональное издание за $110,75 в год.
Издание EVE-NG Community Edition имеет несколько основных преимуществ, в том числе полностью бесплатное издание и этой версии более чем достаточно для обучения.
Но также существуют два больших отличия между этими изданиями EVE-NG:
Бесплатное издание имеет ограничение в 63 узла для каждой виртуальной лаборатории. А в профессиональном издании отсутствует ряд административных функций, в том числе поддержка нескольких пользователей, ролей пользователей.
Клиент EVE-NG – это ключевая особенность, которая отличает данный эмулятор от VIRL и GNS3. В EVE проектирование, подключение и управление сетевыми топологиями выполняется через браузер. Не нужно загружать и устанавливать отдельное приложение в дополнение к серверу для виртуализации, подключения и настройки сетевых устройств. Необходимо просто развернуть сервер через установку или виртуальную машину, а все остальное – сделать с помощью браузера. Работа через браузер не вызывает проблем даже при работе с большими топологиями.
Как и GNS3, EVE-NG позволяет изменять топологии сети во время их активного выполнения – это отличная экономия времени при работе с узлами, которые долго загружаются. EVE-NG поддерживает как последовательный, так и Ethernet-интерфейсы. Это полезно при работе с технологиями, которые включают последовательные интерфейсы, такие как Frame Relay.
Бесплатное издание EVE-NG имеет два недостатка.
В документации EVE-NG трудно ориентироваться. В целом документация содержит всю необходимую информацию, но со случайными грамматическими ошибками, а иногда текст пишется в разговорной форме. Некоторые документы недоступны в письменном виде, например инструкции по установке виртуальной машины доступны только в формате видео. Сами ролики хоть и являются информативными, но отсутствие грамотно написанной инструкции доставляет неудобство.
Но самым большим недостатком EVE-NG является то, что эмулятор не предоставляет никаких программных образов. Поэтому необходимо иметь лицензионный доступ к образам программного обеспечения сетевых устройств, чтобы эмулировать их через EVE-NG. Дополнительный недостаток – процесс установки образа программного обеспечения виртуального сетевого устройства требует доступа по SSH к серверу EVE-NG. А также необходимы навыки работы с оболочкой Linux для импорта программных устройств, используемых в сетевых топологиях.
Эмуляторы, как правило, ограничены в типах виртуальных сетевых устройств, которые они поддерживают, а также в том, как эти виртуальные устройства могут подключаться друг к другу. Кроме того, в зависимости от конкретного используемого программного обеспечения потребуется найти бинарный файл образа виртуального сетевого устройства, который надо эмулировать, а также соответствующее лицензирование. Эти ресурсы обычно приобретаются через договор о поддержке с сетевым вендором.
Наконец, поскольку эмуляторы виртуализируют реальные сетевые устройства, их системные требования требуют гораздо больше вычислительной мощности, памяти и места для хранения данных по сравнению с сетевыми симуляторами. Некоторые сетевые эмуляторы требуют отдельного виртуализированного сервера для работы.
В существующей экосистеме программного обеспечения для симуляции и эмуляции сетей может быть трудно ориентироваться, особенно новичкам в сетевых технологиях. На основе проведенного сравнительного анализа, можно сделать вывод о том, что программные симуляторы и эмуляторы являются удобным и функциональным средством при проектировании и внедрении сетевых решений. Проведенный анализ показывает, что в зависимости от поставленных при проектировании задач можно выбрать наиболее оптимальный вариант программного обеспечения, наиболее полно удовлетворяющий вашим требованиям.
Читайте также: