Netzwerksimulation - Network simulation

In Computer - Netzwerk - Forschung, Netzwerk - Simulation ist eine Technik , bei der ein Software - Programm , das Verhalten eines realen Netzwerkes repliziert. Dies wird durch die Berechnung der Interaktionen zwischen den verschiedenen Netzwerkeinheiten wie Routern, Switches, Knoten, Access Points, Links usw. erreicht. Die meisten Simulatoren verwenden eine diskrete Ereignissimulation, bei der die Modellierung von Systemen, in denen sich Zustandsvariablen zu diskreten Zeitpunkten ändern, verwendet wird. Das Verhalten des Netzwerks und der verschiedenen Anwendungen und Dienste, die es unterstützt, kann dann in einem Testlabor beobachtet werden; verschiedene Attribute der Umgebung können auch kontrolliert modifiziert werden, um zu beurteilen, wie sich das Netzwerk/die Protokolle unter verschiedenen Bedingungen verhalten würden.

Netzwerksimulator

Ein Netzwerksimulator ist eine Software , die das Verhalten eines Computernetzwerks vorhersagt . Da Kommunikationsnetzwerke für herkömmliche analytische Methoden zu komplex geworden sind, um ein genaues Verständnis des Systemverhaltens zu liefern, werden Netzwerksimulatoren verwendet. In Simulatoren wird das Computernetzwerk mit Geräten, Links, Anwendungen usw. modelliert und die Netzwerkleistung wird gemeldet. Simulatoren unterstützen die gängigsten Technologien und Netzwerke, die heute verwendet werden, wie 5G , Internet der Dinge (IoT), Wireless LANs , mobile Ad-hoc-Netzwerke , drahtlose Sensornetzwerke , Fahrzeug-Ad-hoc-Netzwerke , kognitive Funknetzwerke , LTE usw.

Simulationen

Die meisten kommerziellen Simulatoren sind GUI- gesteuert, während einige Netzwerksimulatoren CLI- gesteuert sind. Das Netzwerkmodell/-konfiguration beschreibt das Netzwerk (Knoten, Router, Switches, Links) und die Ereignisse (Datenübertragungen, Paketfehler, etc.). Die Ausgabeergebnisse würden Metriken auf Netzwerkebene, Link-Metriken, Geräte-Metriken usw. umfassen. Außerdem wären auch Drill-Down in Bezug auf Simulations- Trace- Dateien verfügbar. Trace-Dateien protokollieren jedes Paket, jedes Ereignis, das in der Simulation aufgetreten ist und wird zur Analyse verwendet. Die meisten Netzwerksimulatoren verwenden eine diskrete Ereignissimulation , bei der eine Liste anstehender "Ereignisse" gespeichert wird und diese Ereignisse der Reihe nach verarbeitet werden, wobei einige Ereignisse zukünftige Ereignisse auslösen – wie z Ereignis der Ankunft dieses Pakets an einem Downstream- Knoten.

Netzwerkemulation

Die Netzwerkemulation ermöglicht es Benutzern, reale Geräte und Anwendungen in ein Testnetzwerk (simuliert) einzuführen, das den Paketfluss so ändert, dass das Verhalten eines Live-Netzwerks nachgeahmt wird. Der Live-Verkehr kann den Simulator passieren und von Objekten innerhalb der Simulation beeinflusst werden.

Die typische Methodik besteht darin, dass echte Pakete von einer Live-Anwendung an den Emulationsserver gesendet werden (wo das virtuelle Netzwerk simuliert wird). Das reale Paket wird in ein Simulationspaket 'moduliert'. Das Simulationspaket wird in ein reales Paket demoduliert, nachdem es Auswirkungen von Verlusten, Fehlern, Verzögerung, Jitter usw. erfahren hat , wodurch diese Netzwerkeffekte in das reale Paket übertragen werden. Somit ist es so, als ob das reale Paket durch ein reales Netzwerk geflossen wäre, aber in Wirklichkeit durch das simulierte Netzwerk geflossen wäre.

Die Emulation wird häufig in der Entwurfsphase verwendet, um Kommunikationsnetzwerke vor der Bereitstellung zu validieren.

Liste der Netzwerksimulatoren

Es stehen sowohl kostenlose/Open-Source- als auch proprietäre Netzwerksimulatoren zur Verfügung. Beispiele für bemerkenswerte Netzwerksimulatoren / Emulatoren sind:

sind kommerzieller und Open-Source-Code editierbar.

Einsatz von Netzwerksimulatoren

Netzwerksimulatoren bieten eine kostengünstige Methode für

  • Validierung des Netzwerkdesigns für Unternehmen / Rechenzentren / Sensornetzwerke usw.
  • 5G-Kapazitäts- und -Verzögerungsstudien für Diensteanbieter und Regulierungsbehörden
  • Netzwerkforschung und -entwicklung (mehr als 70 % aller Veröffentlichungen von Netzwerkforschung beziehen sich auf einen Netzwerksimulator)
  • Verteidigungsanwendungen wie HF / UHF / VHF- Funk basierende MANET- Funkgeräte, taktische Datenverbindungen usw.
  • Netzwerkzentrierte Kriegsführung
  • IOT , VANET Simulationen
  • UAV- Netzwerk-/ Drohnenschwarm- Kommunikationssimulation
  • Bildung: Online-Kurse, Laborexperimente und F & E. Die meisten Universitäten verwenden einen Netzwerksimulator für Lehre / F & E, da der Kauf von Hardware zu teuer ist

Es gibt eine Vielzahl von Netzwerksimulatoren, die von sehr einfach bis sehr komplex reichen. Ein Netzwerksimulator muss einem Benutzer zumindest ermöglichen,

  • Modellieren Sie die Netzwerktopologie, indem Sie die Knoten im Netzwerk und die Verbindungen zwischen diesen Knoten angeben
  • Modellieren Sie den Anwendungsfluss (Traffic) zwischen den Knoten
  • Bereitstellung von Netzwerkleistungsmetriken als Ausgabe
  • Visualisierung des Paketflusses
  • Technologie-/Protokollbewertung und Gerätedesigns
  • Protokollierung von Paketen/Ereignissen für Drill-Down-Analysen / Debugging

Siehe auch

Verweise