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GNS3介绍,安装和使用

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GNS3是一个虚拟网络的工具,用它可以学习如何配置局域网,以及在实际进行物理配置之前测试是否工作正常.

我为什么要研究这个工具呢? 因为现在我的家用网络有一些需求需要进行复杂的路由配置, 实际配置出现问题很浪费时间, 不如用一个虚拟工具来测试研究. 如果你对如何搭建局域网或者有类似建网需求, 可以考虑用这个工具.

文档在这里, 我就不重复写怎么安装了. 在安装之前, 我先讲一下原理, 知道了原理, 后面过程会顺利很多.

原理

GNS3的底层是Dynamips, 一个虚拟Cisco路由器的模拟器. GNS3同时它也支持其他的虚拟系统, 比如Vmware, Qemu, Virtualbox, docker等, 用这些虚拟化工具来模拟路由和主机.

Dynamips是基于Linux的, 所以在Windows和MacOS下面, 为了能够正常使用, 需要安装一个GNS的虚拟机(里面安装的是Ubuntu), 因为它里面需要跑虚拟化(虚拟路由设备或者主机), 所以会出现嵌套虚拟, 推荐使用Vmware来安装, 用VirtualBox性能会比较差. 如果你是Linux系统, 建议直接用GNS Server.

GNS Server是GNS的后端, 一个python写的管理系统, 它会根据前端的配置, 创建对应的虚拟化系统, 比如你创建了2个主机(VPCS), 一个路由(比如用Qemu虚拟的RouteOS), 它会创建两个VPCS进程, 用Dynamips虚拟化一个路由, 把他们连接起来.

实际执行的命令如下:

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# qemu RouteOS
/usr/bin/qemu-system-x86_64 -name RouteOS-1 -m 128M -smp cpus=1 -enable-kvm -machine smm=off -boot order=c \
  -drive file=/home/halida/GNS3/projects/routeos_simple/project-files/qemu/f280f531-91cd-4290-a61b-98d3299a2bb7/hda_disk.qcow2,if=ide,index=0,media=disk \
  -serial telnet:127.0.0.1:5000,server,nowait \
  -monitor tcp:127.0.0.1:54263,server,nowait \
  -net none -device e1000,mac=00:8f:b6:2b:b7:00,netdev=gns3-0 \
  -netdev socket,id=gns3-0,udp=127.0.0.1:10002,localaddr=127.0.0.1:10001 \
  -device e1000,mac=00:8f:b6:2b:b7:01,netdev=gns3-1 \
  -netdev socket,id=gns3-1,udp=127.0.0.1:10003,localaddr=127.0.0.1:10000 \
  -device e1000,mac=00:8f:b6:2b:b7:02 \
  -device e1000,mac=00:8f:b6:2b:b7:03 \
  -nographic

# vpc
/usr/bin/vpcs -p 5001 -m 0 -i 1 -F -R -s 10002 -c 10001 -t 127.0.0.1 startup.vpc

参数里面会做几件事情: 创建虚拟的网口, 绑定在本地机器的特定端口上面, 然后各个进程会通过这些端口来进行通讯. 同时也会把管理端口用telnet暴露出来, 方便前端用Console命令连上去配置.

安装过程

因为GNS的工具链主要在Linux, 我倾向于用Linux来装这样的测试环境. 所以里面推荐的GNS VM我就没有去装了.

安装完毕之后, GNS是不自带路由器的镜像的, 它提供一些简单的虚拟设备, 比如VPCS, 它其实就是一个单独的进程, 模拟一个主机设备, 带有设置IP, Ping等简易网络工具. 你需要自己导入路由的设备.

如果你是要模拟Cisco的设备, 可以在这里下载, 我是用来测试RouteOS的环境的, 直接在官方网站下载ISO镜像, 本地用Qemu安装.

选择虚拟系统: 如果是Cisco的路由器, 没得说, 只能用Dynamips, Dynamips一定要设置Idle-PC, 减少CPU性能消耗. 如果是其他基于Linux的路由系统, 在Linux下面, 我觉得Qemu比VirtualBox和VMWare都好用, 它性能更好一些. 当然用Docker这种内核共用虚拟性能会更好, 不过我没有尝试.

GNS下安装RouteOS, 首先要去官方下载ISO镜像文件, 然后执行命令行:

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# 创建镜像文件
/usr/local/bin/qemu-img create -f qcow2 routeros-6.15.img 200M
# 跑虚拟机, 安装系统
/usr/local/bin/qemu-system-i386 -m 512 -enable-kvm -boot d -cdrom mikrotik-6.15.iso routeros-6.15.img

安装好之后, 就可以用GNS导入这个镜像, 进行使用了. 官方下载的ISO, 可以免费使用一天, 用来测试问题不大.

模拟实验

我做了两个模拟实验, 用来学习GNS的使用.

第一个是简单的RouteOS连接两个主机, DHCP分配IP地址.

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用Console连上RouteOS-1, 进行这样的配置:

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# 创建一个bridge, 把端口都连接起来
/interface bridge add
/interface bridge port add interface=ether1 bridge=bridge1
/interface bridge port add interface=ether2 bridge=bridge1
# 创建 dhcp, 给大家分配IP地址
/ip address add address=192.168.10.1/24 network=192.168.10.0 interface=bridge1
/ip pool add name=dhcp-pool ranges=192.168.10.10-192.168.10.254
/ip dhcp add name=dhcp-main interface=bridge1 address-pool=dhcp-pool
/ip dhcp network add address=192.168.10.0/24 gateway=192.168.10.1 netmask=24
/ip dhcp enable 0

然后就可以进到两台机器的Console里面, 执行ip dhcp自动获取IP地址, 用ping去看是否可以连接到另外一台机器.

第二个是简单的多路由通讯方案:

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三个路由分别管理一个网段, 然后每个网段都可以通过路由的设置, 联系到其他网段里面的机器.

这里只列出来RouteOS-1的配置, DHCP部分和上面重复, 就不写了:

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# 设置连接到其他路由器端口的IP
/ip address add address=172.16.10.1/30 network=172.16.10.0 interface=ether1
/ip address add address=172.16.12.1/30 network=172.16.12.0 interface=ether2
# 增加路由, 对方网段从哪里走
/ip route add dst-address=192.168.20.0/24 gateway=172.16.10.2
/ip route add dst-address=192.168.30.0/24 gateway=172.16.12.2

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