Сетевое моделирование - Network simulation
В исследовании компьютерных сетей моделирование сети - это метод, с помощью которого программа воспроизводит поведение реальной сети. Это достигается путем расчета взаимодействий между различными сетевыми объектами, такими как маршрутизаторы, коммутаторы, узлы, точки доступа, ссылки и т. Д. Большинство симуляторов используют моделирование дискретных событий, при котором моделируются системы, в которых переменные состояния изменяются в дискретные моменты времени. Затем поведение сети и различных приложений и сервисов, которые она поддерживает, можно наблюдать в тестовой лаборатории; различные атрибуты среды также могут быть изменены контролируемым образом, чтобы оценить, как сеть / протоколы будут вести себя в различных условиях.
Сетевой симулятор
Сеть Тренажер является программным обеспечением , которая предсказывает поведение компьютерной сети . Поскольку сети связи стали слишком сложными для традиционных аналитических методов, чтобы обеспечить точное понимание поведения системы, используются сетевые симуляторы. В симуляторах компьютерная сеть моделируется с помощью устройств, каналов связи, приложений и т. Д., А также сообщается о производительности сети. Симуляторы поддерживают самые популярные технологии и сети, используемые сегодня, такие как 5G , Интернет вещей (IoT), беспроводные локальные сети , мобильные одноранговые сети , беспроводные сенсорные сети , автомобильные одноранговые сети , сети когнитивного радио , LTE и т. Д.
Симуляторы
Большинство коммерческих симуляторов являются GUI привода, в то время как некоторые сетевые симуляторы CLI привода. Модель / конфигурация сети описывает сеть (узлы, маршрутизаторы, коммутаторы, ссылки) и события (передача данных, ошибка пакета и т. Д.). Выходные результаты будут включать метрики сетевого уровня, метрики каналов, показатели устройств и т. Д. Кроме того, будет доступна детализация с точки зрения файлов трассировки моделирования . Файлы трассировки регистрируют каждый пакет, каждое событие, которое произошло при моделировании, и используются для анализа. Большинство сетевых симуляторов используют моделирование дискретных событий , в котором хранится список ожидающих «событий», и эти события обрабатываются по порядку, при этом некоторые события запускают будущие события, например, событие прибытия пакета на один узел, запускающее событие прибытия этого пакета в нисходящий узел.
Сетевая эмуляция
Эмуляция сети позволяет пользователям вводить реальные устройства и приложения в тестовую сеть (смоделированную), которая изменяет поток пакетов таким образом, чтобы имитировать поведение действующей сети. Живой трафик может проходить через симулятор и зависеть от объектов внутри симуляции.
Типичная методология заключается в том, что реальные пакеты от живого приложения отправляются на сервер эмуляции (где моделируется виртуальная сеть). Реальный пакет «модулируется» в пакет моделирования. Пакет моделирования демодулируется в реальный пакет после воздействия потерь, ошибок, задержки, дрожания и т. Д., Тем самым передавая эти сетевые эффекты в реальный пакет. Таким образом, как если бы реальный пакет прошел через реальную сеть, но на самом деле он прошел через смоделированную сеть.
Эмуляция широко используется на этапе проектирования для проверки сетей связи перед развертыванием.
Список сетевых симуляторов
Доступны как бесплатные / с открытым исходным кодом, так и проприетарные симуляторы сети. Примеры известных сетевых симуляторов / эмуляторов включают в себя:
- NS2 to / NS3 имеет открытый исходный код и бесплатен
- OPNET (Русло реки)
- NetSim (Tetcos)
- GloMoSim
коммерческие и редактируемые с открытым исходным кодом.
Использование сетевых симуляторов
Сетевые симуляторы обеспечивают рентабельный метод для
- Подтверждение проектирования сети для предприятий / центров обработки данных / сенсорных сетей и т. Д.
- Исследования пропускной способности и задержки 5G для поставщиков услуг и регулирующих органов
- Сетевые исследования и разработки (более 70% всех документов по сетевым исследованиям ссылаются на сетевой симулятор)
- Защитные приложения, такие как радиостанции MANET на базе HF / UHF / VHF Radio , тактические каналы передачи данных и т. Д.
- Сетецентрическая война
- IOT , VANET моделирование
- Моделирование связи сети БПЛА / роя дронов
- Образование: онлайн-курсы, лабораторные эксперименты и исследования и разработки. Большинство университетов используют сетевой симулятор для обучения / исследований и разработок, поскольку покупать аппаратное оборудование слишком дорого.
Существует множество сетевых симуляторов, от самых простых до очень сложных. Как минимум, сетевой симулятор должен позволять пользователю
- Смоделируйте топологию сети, указав узлы в сети и связи между этими узлами.
- Смоделируйте поток приложений (трафик) между узлами
- Предоставление метрик производительности сети в качестве вывода
- Визуализация потока пакетов
- Оценка технологий / протоколов и конструкции устройств
- Регистрация пакетов / событий для детального анализа / отладки