Dynamips设计与分析-Dynamips及相关教学软件研究与设计 第8页
前言
网络实验是网络教学中的重要环节，但学校能够提供的真实网络环境非常有限。思科的设备是当前比较理想的设备，性能高，但是思科产品价格也很高，广大用户对其既爱又恨，如果能开发出思科 路由器的优秀的模拟器将有助于解决这个瓶颈。Dynamips的出现正好有效的解决了这个问题。
Dynamips是Christophe Fillot编写的一个思科路由器模拟软件。它可以模拟思科2691，3620，3640，3660，3725，3745和思科7200硬件平台，而且可以运行标准的思科 IOS文件。
这个模拟器可以用来：
1．作为培训的平台使用，通过软件方式模拟使用真实环境中的设备。它可以让大家更熟悉思科的设备。
2．测试和实验思科 IOS的各种特性。
3．迅速检测实施到真实路由上的配置。
正是在这个背景下，产生了这个课题。本设计将在Dynamips的基础上，进一步分析理解Dynamips原理，分析Dynamips 如何实现思科路由器的模拟，并在此基础上，构造思科 7200高档路由，3600系列中档路由，2691低档路由的仿真平台，平台可以真实运行思科 IOS软件，以上实现一个真实的网络教学环境，同时，同步开发网络拓朴设计、路由模块仿真等相关配套系统。该课题主要集中在如下方面：MIPS CPU仿真技术研究(一人)、Dynamips分析与设计(一人)、基于Dynamips的网络实验平台设计(一人)、网络拓扑图设计系统(一人)等几个方面进行设计。
本文作者负责的模块为DYNAMIPS分析与设计。第一章Dynamips的介绍分析了模拟路由器的意义,以及Dynamips的特点，第二章对需要仿真的CISCO的设备进行分析并描述其实现过程，第三章对需要仿真的通信层协议进行分析，第四章对各层的实现进行分析。通过这些分析，能进一步理解了Dynamips原理，对思科路由器有了更深的认识。
由于本人能力有限，不足之处还请指正。
第一章 Dynamips介绍
1.1 路由器简介
近年来，路由器的发展有起有伏。20世纪90年代中期，传统路由器成为制约因特网发展的瓶颈，被ATM交换机取而代之，成为IP骨干网的核心，路由器变成了配角。进入90年代末期，Internet规模进一步扩大，流量每半年翻一番，ATM网又成为瓶颈，路由器东山再起。Gbps路由交换机在1997年面世后，人们又开始以Gbps路由交换机取代ATM交换机，架构以路由器为核心的骨干网。
作为核心设备，路由器在IP网上处于至关重要的位置。随着因特网应用的普及，网络带宽的迅速增加，用户对服务质量要求的提高，路由器的未来也面临着新的变革。
1.1.1 路由器的概念
路由器是一种连接多个网络或网段的网络设备，它能将不同网络或网段之间的数据信息进行“翻译”，以使它们能够相互“读”懂对方的数据，从而构成一个更大的网络。
路由器有两大典型功能，即数据通道功能和控制功能。数据通道功能包括转发决定、转发以及输出数据链路调度等，一般由硬件来完成；控制功能一般用软件来实现，包括与相邻路由器之间的信息交换、系统配置、系统管理等。
1.1.2 路由器基本功能介绍
传统上，路由器工作于所谓网络7层协议模型中的第3层，其主要任务是接收来自一个网络接口的数据包，根据其中所含的目的地址，决定转发到哪个目的地，可能是路由器也可能就是最终目的点，并决定从哪个网络接口转发出去。这是路由器最基本的功能——数据包转发功能。
为了文护和使用路由器，路由器还需要有配置或者说控制功能。
控制功能是由一系列规则所提供的，举例来说，可能是优先权、拒绝访问或提供记账数据。当数据包进入路由器时，这些相关的规则也同样作用于数据包。在基于软件的路由器中，这些规则被存储于一个软件数据库内，每个数据包通过时都必须与该数据库进行核对。
1.1.3 路由器的发展趋势
芯片速度每18个月翻一番，而因特网的流量是每6个月翻一番。作为因特网的枢纽，路由器正在朝速度更快、服务质量更好和更易于综合化管理这三个方向发展。
速度更快
服务质量更好
管理更加智能化
网络技术的发展日新月异，路由器技术特别是核心路由器技术正经历着巨大的变化。
1.2 虚拟路由器技术
最近，一些有关IP骨干网络设备的新技术突破，为将来因特网新服务的实现铺平了道路。虚拟路由器就是这样一种新技术，它使一些新型因特网服务成为可能。通过这些新型服务，用户将可以对网络的性能、因特网地址和路由以及网络安全等进行控制。
在一个物理路由器上，可以形成多个逻辑上的虚拟路由器，每个虚拟路由器都单独地运行各自的路由协议实例，并且都有自己专用的I/O端口、缓存、地址空间、路由表和网络管理软件。虚拟骨干路由器，可以为客户提供成本低廉的专用骨干网控制和安全管理功能。控制和管理虚拟路由设备的软件是采用模块化设计的，如果这些软件运行在真正的、多进程的操作系统上（如：UNIX），那么它还支持多实例，也就是说它可以同时支持多个虚拟路由器。每个虚拟路由器的进程与其它路由器的进程都是相互分开的，其使用的内存也受到操作系统的保护，从而保证了数据的高度安全性；同时，还消除了由于软件模块的不完善所造成的与其它虚拟路由器之间的数据碰撞的可能性。
许多载波级路由器与高速的SONET/SDH网络连接进行分组转发时，都是靠硬件来实现线速性能的。而对于使用youerw.com由器各自单独地执行路由协议软件实例（如：OSPF，BGP）和网络管理软件的实例（如：SNMP或命令行），因此，用户对每个虚拟路由器都可以独立地进行监视和管理。独立运行网络协议实例，使得每个虚拟路由器都拥有一个完全独立的IP地址域，相互之间不会产生任何冲突。每个虚拟路由器都可以作为一个单独运行的实体来进行管理。其提供的基于用户的安全模块，可以保证属于某个虚拟路由器的所有网络管理功能和信息都只对具有权限的用户开放。另外，每个虚拟路由器的分组转发路径也都是相互独立的，这使得管理员可以分别为每个虚拟路由器单独配置性能。
通过虚拟路由器，大的通信突发数据流只会对本路由器产生影响，而不会影响到其它的路由器，从而为终端用户能够得到稳定的网络性能提供了保障。此外，虚拟路由器同时还提供独立的策略和IETFDS（Internet Engineering Task Force Differentiated Service）能力，使虚拟路由器可以为终端用户提供完全的客户化服务。通过给虚拟路由器的I/O端口进行配置，可以对接收的分组进行计数，这样就能够保证数据量不会超越预先确定的协议；同时虚拟路由器还可以根据数据分组的服务等级不同，将其数据分组分配到不同的队列中，以实现不同的服务质量。
目前，虚拟路由器已经得到了实际的应用。Nortel的Accelar1000路由交换机就使用虚拟路由端口在VLANs之间路由，虚拟路由器端口能够配置每个VLAN，在IP子网或VLANs之间实现路由。Accelar1000路由交换机支持虚拟路由器端口，且不降低其性能。
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