Сетевое моделирование

В компьютерных сетей исследовании сетевое моделирование — это метод, с помощью которого программа воспроизводит поведение реальной сети. Это достигается путем расчета взаимодействия между различными сетевыми объектами, такими как маршрутизаторы, коммутаторы, узлы, точки доступа, каналы связи и т. д. ^[1] Большинство симуляторов используют моделирование дискретных событий, при котором моделируются системы, в которых переменные состояния изменяются в дискретные моменты времени. Поведение сети и различных приложений и служб, которые она поддерживает, можно затем 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 [ править ]

Сетевой симулятор — это программа , которая может прогнозировать производительность компьютерной сети или сети беспроводной связи. Поскольку сети связи стали слишком сложными для того, чтобы традиционные аналитические методы могли 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.

Моделирование [ править ]

Большинство коммерческих симуляторов управляются графическим интерфейсом пользователя , тогда как некоторые сетевые симуляторы управляются CLI . Сетевая модель/конфигурация описывает сеть (узлы, маршрутизаторы, коммутаторы, каналы связи) и события (передачу данных, ошибки пакетов и т. д.). детализация с точки зрения файлов трассировки Выходные результаты будут включать метрики сетевого уровня, метрики каналов, метрики устройств и т. д. Кроме того, также будет доступна моделирования. Файлы трассировки регистрируют каждый пакет, каждое событие, произошедшее во время моделирования, и используются для анализа. Большинство сетевых симуляторов используют моделирование дискретных событий , в котором сохраняется 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 на нижестоящий узел.

Эмуляция сети [ править ]

Эмуляция сети позволяет пользователям внедрять реальные устройства и приложения в тестовую сеть (моделируемую), которая изменяет поток пакетов таким образом, чтобы имитировать поведение действующей сети. Живой трафик может проходить через симулятор и на него могут влиять объекты в симуляции.

Типичная методология заключается в том, что реальные пакеты из работающего приложения отправляются на сервер эмуляции (где моделируется виртуальная сеть). Реальный пакет «модулируется» в пакет моделирования. Пакет моделирования демодулируется в реальный пакет после возникновения эффектов потерь, ошибок, задержки, дрожания и т. д., тем самым перенося эти сетевые эффекты в реальный пакет. Таким образом, это похоже на то, как если бы реальный пакет проходил через реальную сеть, но на самом деле он проходил через смоделированную сеть.

Эмуляция широко используется на этапе проектирования для проверки сетей связи перед их развертыванием.

Список сетевых симуляторов [ править ]

Доступны как бесплатные сетевые симуляторы с открытым исходным кодом, так и проприетарные. Примеры известных сетевых симуляторов / эмуляторов с открытым исходным кодом включают:

Есть также несколько известных сетевых симуляторов с закрытым исходным кодом. К ним относятся:

ОПНЕТ (русло реки)
NetSim (Tetcos)

Использование симуляторов сетевых

Сетевые симуляторы представляют собой экономичный метод

Анализ емкости, пропускной способности и задержки 5G-NR
Сетевые исследования и разработки (более 70% всех статей по сетевым исследованиям ссылаются на сетевой симулятор)
Военные приложения, такие как HF / UHF / VHF на базе радиостанции MANET , тактические каналы передачи данных и т. д.
IOT , VANET моделирование
Сеть БПЛА / дронов симуляция связи роя
Машинное обучение : тестирование алгоритмов машинного обучения для оптимизации параметров сети, создание синтетических данных, обучение алгоритмов машинного обучения в сетях.
Образование: онлайн-курсы, лабораторные эксперименты и НИОКР. Большинство университетов используют сетевой симулятор для обучения/НИОКР, поскольку покупать аппаратное оборудование слишком дорого.

Существует большое разнообразие сетевых симуляторов: от очень 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 показателей производительности сети в качестве выходных данных
Визуализация потока пакетов
Оценка технологий/протоколов и конструкции устройств
Регистрация пакетов/событий для детального анализа/отладки

См. также [ править ]

Ссылки [ править ]

^ Верле, Клаус; Гюнес, Месут; Гросс, Джеймс (22 сентября 2010 г.). Моделирование и инструменты для сетевого моделирования . Springer Science & Business Media. ISBN 978-3-642-12331-3 .

[1] Верле, Клаус; Гюнес, Месут; Гросс, Джеймс (22 сентября 2010 г.). Моделирование и инструменты для сетевого моделирования . Springer Science & Business Media. ISBN 978-3-642-12331-3 .

[1]