7. Cấu trúc luận văn
3.2.3. Phần mềm giả lập GNS3 và PacketTracer
GNS3(Graphical Network Simulator): là một chƣơng trình giả lập hệ thống mạng có giao diện đồ họa, cho phép mô phỏng các mạng phức tạp, do nhóm chuyên gia gồm Jeremy Grossmann, Benjamin Marsili, Claire Goudjil, Xavier Alt, Alexey Eromenko viết và phát triển.
Hình 3: Xác định các tệp tin Cisco IOS trên GNS3
GNS3 cho phép chúng ta tạo một mô hình mạng hoàn chỉnh và chính xác. GNS3 liên kết chặt chẽ với:
Dynamips: là một phần mềm dùng để mô phỏng Router của Cisco do Christophe Fillot viết năm 2005.
Dynagen: Tạo cấu hình mạng cho Dynamips
Qemu: Tạo và mô phỏng máy ảo nguồn mở trên PC.
VirtualBox (VB): Là một phần mềm tạo máy ảo nguồn mở mạnh mẽ, Sun Microsystem đã mua lại VB và đƣợc tập đoàn Oracle phát triển.
GNS3 là một công cụ tuyệt vời dành cho các kỹ sƣ hệ thống mạng làm việc trong phòng Labs, chuyên nghiên cứu và phát triển hệ thống mạng hay chuẩn đoán các vấn đề xảy ra trong hệ thống mạng. Cũng nhƣ rất phù hợp với tất cả những ai đang theo học các chứng chỉ của Cisco (CCNA, CCNP, CCIP và CCIE) và chứng chỉ của Juniper (JNCIA,JNCIS và JNCIE).
Ngoài ra, nhờ VB đƣợc tích hợp trong GNS3 mà các nhà quản trị, kỹ sƣ hệ thống mạng có thể tận dụng GNS3 để thực hiện Labs và nghiên cứu, học chứng chỉ của các hãng khác nhƣ Microsoft (MCSA, MCSE), RedHat (RHCT, RHCE) và Novell (CLP).
GNS3 mô phỏng tốt Cisco Router, nhƣng nó không hỗ trợ việc mô phỏng Switch thuộc dòng Catalyst của Cisco, vì liên quan đến vấn đề hỗ trợ bộ xử lý ASIC (Application Specific Integrated Circuit) trên các thiết bị đó. Tuy nhiên vẫn có thể cấu hình chức năng chuyển mạch bằng cách sử dụng card NM- 16ESW EtherSwitch trên Router.
GNS3 đƣợc phát triển bằng Python và thông thông qua PyQt và phần giao diện đồ hoạ thì sử dụng thƣ viện Qt, rất nổi tiếng về tính hữu dụng của nó trong dự án KDE. GNS3 cũng sử dụng k ỹ thuật SVG (Scalable Vector Graphics) để cung cấp các biểu tƣợ ng chất lƣợng cao cho việc thiết kế mô hình mạng. GNS3 là chƣơng trình mã nguồn mở , miễn phí, chƣơng trình có thể sử dụng trên nhiều hệ điều hành, bao gồm cả Windows, Linux, và cả hệ điều hành MacOS X.
Phần mềm giả lập Packet Tracer
Packet Tracer là một phần mềm dùng đề giả lập các thiết bị của Cisco trong thực tế, đƣợc cung cấp miễn phí cho các học viên theo học chƣơng trình CCNA. Các học viên có thể sử dụng Packet Tracer để thực hành các bài LAB thay cho thiết bị thật. Vì là một phần mềm giả lập nên nó mang đúng nghĩa "simulation – bắt chƣớc" các thiết bị trong thực tế, do đó các lệnh, các tính năng có thể còn thiếu hoặc không đầy đủ, ngoài ra trong quá trình thực hành có thể có những lỗi mà đôi khi ta không giải thích đƣợc.
Tuy nhiên với sự đơn giản và gọn nhẹ Packet Tracer vẫn là sự lựa chọn đầu tiên cho những ai mới bƣớc chân vào thế giới rộng lớn – thế giới mạng.
Để đầu tƣ các thiết bị thật này thì giá thành quá đắt nên việc thực hành trực tiếp trên các thiết bị thật bị hạn chế. Do vậy các hãng sản xuất đã đƣa ra các phần mềm giả lập tƣơng tự để cho mọi đối tƣợng thực hành nhằm tiết kiệm đƣợc chi phí cũng nhƣ nâng cao đƣợc chất lƣợng tay nghề…
Hình 7: Thực hành giả lập ảo trên phần mềm Packet Tracer
Nếu chƣa cần thử nghiệm những vấn đề mạng quá cao cấp, bạn có thể tải về và sử dụng bản Packet Tracer 5.1 (http://tinyurl.com/packettracer51) cho quá trình tự học của mình. Sau khi cài đặt và khởi động chƣơng trình, ta có một cửa sổ giao diện chính gồm nhiều phân vùng. Vùng trắng ở giữa là nơi bạn thiết kế và xây dựng một hệ thống mạng ảo gồm các thiết bị Cisco. Cạnh dƣới bên trái là vùng cung cấp các loại thiết bị cho quá trình thiết kế. Sau khi bấm chọn vào từng loại thiết bị khác nhau nhƣ Routers, Switches, Wirelesshay End Devices…, bạn lại có thể chọn một sản phẩm cụ thể trong dòng sản phẩm đó nhƣ Cisco 2811 hay Catalyst 2960… ở phần cửa sổ cạnh bên. Phần cạnh phải của chƣơng trình là các công cụ xử lý và hiệu chỉnh sơ đồ mạng nhƣ đánh dấu, di chuyển, sao chép hay xóa một hoặc nhiều thành phần.
Hinh 8: Kết nối các Router trên Packet Tracer
Để bắt đầu thiết kế một mạng WAN đơn giản gồm ba Router kết nối với nhau bằng đƣờng leased-line qua cổng Serial, ta thực hiện từng bƣớc nhƣ sau:
Đầu tiên, bạn bấm chọn mục Routers trong cửa sổ phân nhóm thiết bị. Sau đó, bạn chọn loại Router muốn dùng nhƣ Cisco 2811, rồi dùng chuột kéo thả nó vào vùng trắng phía trên. Bạn lặp lại thao tác này ba lần để có ba Router trong sơ đồ.
Mặc định trong Router Cisco 2811 không có các cổng Serial, nên ta cần phải lắp thêm các cổng này vào thiết bị. Bạn bấm kép chuột vào biểu tƣợng Router trong sơ đồ để thực hiện việc này. Một cửa sổ mới sẽ bật lên với ba thẻ Physical, Config và CLI. Trong thẻ Physical, bạn có thể chọn một loại card mở rộng trong danh sách ở tay trái để thả vào các khe (slot) màu đen còn trống trên Router. Có hai loại card cung cấp cho Router cổng Serial dùng để kết nối đƣờng leased-line là WIC-1T và WIC-2T. CardWIC-1T cung cấp một cổng, còn WIC-2T cung cấp hai cổng Serial, vì vậy tùy vào nhu cầu về số cổng mà bạn sử dụng loại card tƣơng ứng. Trong ví dụ này ta cần kết nối ba Router lại theo hình tam giác, nên mỗi Router sẽ cần ít nhất hai cổng Serial. Vì thế, bạn có thể dùng một
card WIC-2T hay hai card WIC-1T là đủ. Bạn cũng đừng quên nhấn nút tắt nguồn Router trƣớc khi thực hiện việc lắp thêm card này, cũng nhƣ mở lại nguồn sau khi làm xong. Nếu không thực hiện đúng việc tắt nguồn, bạn sẽ không thể lắp thêm card, và nhận đƣợc một thông báo nhắc nhở Cannot add a module when the power is on.
Hình 9: Thiết kế một mạng WAN đơn giản gồm ba Router kết nối với nhau bằng đƣờng leased-line qua cổng Serial
Sau khi thực hiện tƣơng tự với hai Router còn lại, để mỗi Router đều có ít nhất hai cổng Serial, chúng ta tiến hành kết nối chúng lại với nhau. Quay trở lại cửa sổ thiết kế chính của chƣơng trình, ta xếp baRouter ở ba góc của một hình tam giác. Sau đó, ta chọn thành phần mạng là Connections, chọn loại dây kết nối là Serial DTE hay Serial DCE. Bấm vào một Router bất kỳ, một cửa sổ nhỏ sẽ hiện lên để bạn xác định cổng Serial mà bạn muốn sử dụng cho kết nối đó. Bấm chọn cổng tùy ý, rồi rê chuột bấm sang Router kế tiếp và chọn tƣơng tự, ta sẽ thực hiện thành công một kết nối đầu tiên. Bạn lặp lại các thao tác nhƣ trên với các kết nối còn lại để có sơ đồ nhƣ mong muốn.
Bạn cũng có thể thực hiện thêm các kết nối mạng LAN giữa Router và các máy tính. Bấm chọn mục End Devices trong thành phần mạng, rồi kéo các máy tính với mục chọn General thả vào vùng thiết kế, ta có thêm một số PC trong sơ đồ. Để kết nối vào Router, ta dùng kiểu dây kết nối là Copper Cross-over (cáp đồng bấm theo chuẩn chéo) và cổng giao tiếp trên PC và Router đều là FastEthernet.
Hình 10: Thiết kế một mạng WAN đơn giản gồm ba Router kết nối với nhau qua cổng serial và có kết nối tới máy tính
Sau khi đã hoàn tất sơ đồ mạng, có thể bắt đầu cấu hình các thiết bị theo hai cách. Bấm đúp chuột vào Router, ta sẽ quay lại cửa sổ cấu hình thiết bị với ba thẻ nhƣ ban đầu. Lần này, ta sẽ phải dùng thẻConfig để cấu hình Router theo dạng nhập liệu vào các ô hay đánh dấu chọn chức năng. Tuy nhiên, khi thực hành bài lab của môn học này, giảng viên thƣờng yêu cầu học viên phải tiến hành cấu hình bằng cách gõ lệnh. Thẻ CLI (Command Line Interface) sẽ tạo ra giao diện dòng lệnh tƣơng tự nhƣ khi bạn kết nối vào Router bằng cổng Console trong thực tế.
Sinh viên có thể tiến hành cấu hình theo bài học hay thử nghiệm các môi trƣờng làm việc ảo trƣớc khi áp cấu hình vào hệ thống thực. Muốn giữ các cấu hình và sơ đồ thiết kế hiện tại mà bạn vừa tạo ra để sử dụng lại về sau, bạn chọn menu File – Save As và gõ vào một cái tên gợi nhớ để lƣu xuống đĩa cứng với phần đuôi .pkt. Sau này, khi cần nạp lại sơ đồ cùng cấu hình mạng đã lƣu, bạn chỉ việc bấm kép chuột vào tập tin đó trên đĩa, hoặc dùng menu File – Open chọn tên tệp tin.