以太网交换机仿真软件的研究与实现

　以太网交换机作为接入Internet的不可或缺的关键网络设备,由于其高性能、高转发速度及其价格等优势,已经取代集线器和网桥的地位.然而,市面上的交换机品牌众多,限于经费等因素,一般情况下高校的计算机网络实验室只能提供某种类型的交换机,学生在实验时只能学习和实践该种交换机的设置和使用方法,具有较大的局限性.在高等学校计算机网络实验室中,注重学生理论学习与实践应用的结合,对网络前沿科学技术的学习具有很强的现实意义.为此,本研究提出了一种可仿真多种交换机实验的交换机仿真教学系统,主要研究以太网交换机教学系统中的仿真软件.

　1　以太网交换机教学系统的工作原理

　以太网交换机教学系统可仿真华为、思科、凯创等若干典型的品牌交换机.除了可以实现在线配置交换机的管理IP地址、设置网关地址、设置端口的工作模式、定义VLAN等基本功能外,还可以根据寄存器定义的功能,自由地决定是否使用特定功能.以太网交换机教学系统的使用流程:

　1)用户通过超级终端,通过串口给仿真教学系统发送命令;

　2)仿真系统接收到命令后,根据规约进行词法、语法、语义分析;

　3)如果命令和硬件无关,则直接执行命令,并通过串口返回完成信息,同时显示在超级终端上;

　4)如果命令和硬件有关,则通过标准数据层,把执行数据转换成与硬件约定好的数据,通过内部串口发送给本系统的硬件设备———8口二层交换机,并返回完成信息,同时显示在超级终端上.以太网交换机教学系统整体框架如图1.

　图1　以太网交换机教学系统整体框架

　2　ESST整体结构

　ESST(ethernet switch simulation software)主要由数据通信层、用户接口层、标准数据层以及命令执行层组成.

　数据通信层:主要用于仿真系统与超级终端的通信处理.超级终端与软件、软件与交换机硬件都通过RS-232串口相互通信,数据通信层实现了通信的一些基本约定并为下一层提供了可用标准数据.

　用户接口层:主要用于用户输入命令的接收与分析处理工作.用户接口层接收到数据通信层的数据后,从词法、语法、语义三方面对命令进行处理,判断命令的合法性.如果命令解析出错,则给出出错的类型及其原因.

　标准数据层:实现软件存储数据与交换机硬件的数据格式转换工作.由于某些仿真命令需要设置和读取交换机硬件参数,所以需要把接收到的命令参数值进行格式转换,使得交换机硬件的内置程序可以识别.

　命令执行层:对交换机进行设置与读取功能,这一层是软件的最底层,是仿真软件的执行阶段.ESST流程如图2.