Введение
Симуляция компьютерных сетей
В исследованиях компьютерных сетей, сетевое моделирование — это техника, при которой программное обеспечение воспроизводит поведение реальной сети. Это достигается путем вычисления взаимодействий между различными сетевыми сущностями, такими как маршрутизаторы, коммутаторы, узлы, точки доступа, каналы связи и т.д. Большинство симуляторов используют дискретно-событийное моделирование, в котором моделируются системы, в которых переменные состояния изменяются в дискретные моменты времени. Поведение сети и различных приложений и сервисов, которые она поддерживает, можно затем наблюдать в тестовой лаборатории; различные параметры среды также могут быть изменены контролируемым образом для оценки поведения сети и протоколов в различных условиях.
Симулятор сети
Сетевой симулятор — это программное обеспечение, которое позволяет прогнозировать производительность компьютерной сети или сети беспроводной связи. Поскольку коммуникационные сети стали слишком сложными для точного анализа традиционными методами, используются сетевые симуляторы. В симуляторах компьютерная сеть моделируется с помощью устройств, каналов связи, приложений и т.п., а результаты моделирования отображают производительность сети. Симуляторы поддерживают наиболее популярные технологии и сети, используемые сегодня, такие как 5G, Интернет вещей (IoT), беспроводные локальные сети, мобильные ad hoc сети, беспроводные сенсорные сети, сети ad hoc для транспортных средств, когнитивные радиосети, LTE.
Симуляции
Большинство коммерческих симуляторов управляются через графический пользовательский интерфейс, в то время как некоторые сетевые симуляторы – через интерфейс командной строки. Модель/конфигурация сети описывает сеть (узлы, маршрутизаторы, коммутаторы, каналы связи) и происходящие события (передачу данных, ошибки пакетов и т.д.). Результаты работы симулятора включают в себя сетевые метрики, метрики каналов связи, метрики устройств и т.п. Кроме того, будет доступен детальный просмотр данных в файлах трассировки симуляции. Файлы трассировки регистрируют каждый пакет и каждое событие, произошедшее в ходе симуляции, и используются для анализа. Большинство сетевых симуляторов используют дискретно-событийное моделирование, в котором хранится список ожидающих "событий", которые обрабатываются последовательно, при этом некоторые события инициируют последующие – например, событие прибытия пакета на один узел инициирует событие прибытия этого пакета на следующий узел.
Эмуляция сети
Сетевая эмуляция позволяет пользователям включать реальные устройства и приложения в тестовую сеть (имитированную), которая изменяет поток пакетов таким образом, чтобы воспроизвести поведение реальной сети. Реальный трафик может проходить через эмулятор и подвергаться воздействию объектов внутри имитации. Типичная методология заключается в том, что реальные пакеты из работающего приложения отправляются на сервер эмуляции (где создается имитация виртуальной сети). Реальный пакет преобразуется в пакет имитации. Пакет имитации преобразуется обратно в реальный пакет после воздействия таких эффектов, как потеря пакетов, ошибки, задержка, джиттер и т.д., тем самым перенося эти сетевые эффекты на реальный пакет. Таким образом, создается эффект, будто реальный пакет прошел через реальную сеть, хотя на самом деле он прошел через имитированную сеть. Эмуляция широко используется на этапе проектирования для проверки работоспособности коммуникационных сетей перед развертыванием.