基于PacketTracer的网络地址转换配置仿真实验设计.docx

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基于PacketTracer的网络地址转换配置仿真实验设计

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马秀飞

【摘要】本文分析了开展网络地址转换配置实验的必要性，给出了利用PacketTracer软件进行静态和动态NAT、PAT配置仿真实验教学的设计方案和实验过程。通过完成仿真实验，有利于培养学生配置网络地址转换协议的技能，加深对网络地址转换协议的理解和掌握，增强解决计算机网络实际问题的动手能力。

【关键词】PacketTracer;NAT;PAT;仿真实验

TP393;G642.423：A：2095-2457（2019）26-0038-002

【Abstract】Thispaperanalyzedthenecessityof?NetworkAddressTranslationconfigurationexperiment，givenbyusingPacketTracersoftwareforstaticanddynamicNAT、PATconfigurationsimulationexperimentaldesignandexperimentalteachingprocess.Throughthecompletionofthesimulationexperiment，itisconducivetothestudentstraintheskillstoconfigureNATprotocol，deepunderstandingandgraspoftheNATprotocol，toenhancethehands-onabilitytosolvepracticalproblemsincomputernetwork.

【Keywords】PacketTracer;NAT;PAT;Simulationexperiment

0引言

目前，在互联网中，为了解决lP地址不足的问题，网络地址转换NAT（NetworkAddressTranslation）被广泛应用于各种类型的网络中。NAT不仅完美地解决了lP地址不足的问题，而且能够有效地避免来自网络外部的攻击，隐藏并保护网络内部的计算机。NAT的实现方式有三种，即静态转换StaticNAT、动态转换DynamicNAT和端口多路复用OverLoad。

端口多路复用指改变外出数据包的源端口并进行端口转换，即端口地址转换PAT（PortAddressTranslation）。这种方式内部网络的所有主机均可共享一个合法外部IP地址来实现对Internet的访问，从而可以最大限度地节约IP地址资源;同时，又可隐藏网络内部的所有主机，有效避免来自Internet的攻击。因此，目前网络中应用最多的就是端口多路复用方式[1-2]。

在《计算机网络》课程教学中，进行网络地址转换实验有利于学生深入理解NAT的协议内容，掌握NAT的配置过程。但是该实验需要搭建较为复杂的网络拓扑，在学生人数较多、需要的分组数目较多的情况下，实验室中可能会缺乏路由器、交换机等网络硬件实验设备。

为了更加方便于实验，本论文采用Cisco公司发布的PacketTracer仿真软件来完成实验。该软件能支持大量的网络仿真设备，提供图形化和终端两种配置方法，支持各层次的网络协议仿真，支持实时模式（Realtime）与仿真模式（Simulation）2种工作模式，可以方便地建立实验网络拓扑结构，实验过程效果直观、仿真度很高，不但解决了因缺乏网络设备而不能开展实验教学的问题，而且不会出现由于学生的误操作而导致后续学生无法正常实验的情况，有利于提高实验效率，降低实验成本。

1网络地址转换配置实验教学设计

1.1设计实验拓扑图及规划IP地址

根据NAT协议的原理来设计实验网络拓扑图。首先，要求能充分展示NAT协议的配置过程;其次，拓扑图不能太过复杂，使学生大约能在两节课的时间内完成实验。所设计的网络拓扑图以及IP地址规划如图1所示。

1.2实验目的和内容

在PacketTracer仿真软件环境下完成NAT协议配置实验教学，实验目的如下：（1）熟悉仿真软件PacketTracer的使用;（2）掌握路由器各个端口以及PC机IP地址的配置方法;（3）理解NAT协议和PAT协议的原理，掌握其配置方法。

实验内容主要包括：（1）在PacketTracer软件仿真环境下，按照图1建立实验拓扑图，并且设置好路由器各端口以及PC机的IP地址;（2）在Router1上分别配置静态NAT、动态NAT和PAT协议;（3）