Имитационное моделирование компьютерных сетей
esign and Analysis) -- включает систему
мониторинга и управления AMS, позволяет проводить оценку производительности
сети, а также точное моделирование и тарификацию сетевых решений.
Проект ns2/VINT
1996 год ознаменован началом работ над проектом VINT (Virtual InterNetwork
Testbed), организованным DARPA (Defense Research Projects Agency) и
реализуемым под руководством целого ряда научных организаций и центров:
USC/ISI (University of Southern California / Information Sciences
Institute), Xerox PARC, LBNL (Lawrence Berkley National Laboratory) и UCB
(UC Berkley). На сегодня основными спонсорами проекта являются DARPA, NSF и
ACIRI (AT&T Center for Internet Research at ICSI).Главной целью проекта
VINT являлось построение программного продукта, позволяющего осуществлять
имитационное моделирование сетей связи и обладающего целым рядом
характеристик, среди которых высокая производительность, хорошая
масштабируемость, визуализация результатов и гибкость. В качестве основы
программной реализации был выбран разрабатываемый в University of
California с 1989 года пакет network simulator (до 1995 года известный как
REAL). Логично, что для программного продукта было выбрано имя network
simulator 2 (далее - ns2).
ns2, как и его предшественники, разрабатывался как программное обеспечение
с открытым исходным кодом (open source code software - OSS). Такое ПО
распространяется бесплатно - без каких либо ограничений на право
использования, модификации и распространения третьими лицами. Таким
образом, с точки зрения стоимости ns2 безусловно является лидером по
сравнению с коммерческим ПО упоянутым выше - он бесплатен. По этой же
причине бесплатны и всегда доступны on-line все обновления и дополнения
(новые библиотеки, протоколы и т.п.). Еще одним не менее замечательным
свойством программного обеспечения OSS является возможность модификации
ядра программы и гибкая настройка в соответствии с требованиями конкретного
пользователя. Одним из отличительных свойств ns2 с точки зрения гибкости
является мультиоперационность. Полные версии, включающие все функции, на
данный момент работоспособны под управлением следующих операционных систем:
- SunOS;
- Solaris;
- Linux;
- FreeBSD;
- Windows 95/98/ME/NT/2000.
Для инсталляции полной версии ns2 необходимо иметь 250 МБ свободного места
на диске компьютера и компилятор С++. Существует также упрощенная версия
(компилированная) для некоторых ОС, в частности всех версий Windows,
являющаяся не столь гибкой как полная версия, в частности невозможно
добавлять компоненты, модифицировать ядро и т.п. Однако эта версия очень
проста в использовании и не требует глубоких знаний ОС и языка C++. Для
функционирования упрощенной версии ns2 достаточно иметь 3 МБ свободного
места на жестком диске компьютера.
Требования к производительности компьютера у ns2 не столь жестки. В
принципе, компьютер с процессором 486 может обеспечить приемлемое
функционирование даже полной версии ns2.При необходимости использования ns2
группой пользователей достаточно иметь инсталлированную полную версию на
машине под управлением Unix-like ОС. Пользователи могут иметь доступ в
режиме терминала к ns2 и производить необходимые модификации в том числе и
ядра программы компилируя свою версию в домашнюю директорию. Так же при
помощи X-сервера возможна анимация полученных результатов.
Netsimulator.
NETSIMULATOR предназначен для моделирования сетей с пакетной коммутацией и
различными методами маршрутизации пакетов.
NETSIMULATOR позволит разработчику или обслуживающему персоналу сети
моделировать поведение сети, изменяя: топологию сети, способ маршрутизации
пакетов, пропускные способности любого канала сети, нагрузку на сеть
(интенсивности входных потоков), длины пакетов и распределение числа
пакетов в одном сообщении, размеры памяти на узлах коммутации, ограничения
на максимальное время пребывания сообщений в сети, приоритеты различных
сообщений.
Система позволяет моделировать такие методы маршрутизации пакетов, как
метод рельефов, метод Форда, метод Дейкстры, метод Бэрена, метод обмена
задержками пакетов между узлами сети, метод Галлагера, метод решения
уравнений Беллмана (для специального вида сети), а также случайную
маршрутизацию, протоколы RIP, EGP, IGRP, BGP, OSPF и т.п. Большинство
методов реализовано в нерандомизированной и рандомизированной модификациях.
Система использует принцип разделения сообщений на типы, различающиеся по
длинам и приоритетам пакетов, распределением их числа, интенсивностям
входных потоков и т.д.
[pic]
В результате работы модели получается информация о :
. средних задержках (временах доставки) сообщений различных типов;
. гистограммах и функциях распределения задержки (времени доставки)
сообщений;
. гистограммах плотностей и функций распределения занятой памяти по
узлам коммутации;
. количествах сообщений различных типов, дошедших до адресата;
. количествах отказов в доставке сообщений по различным причинам
(нехватка памяти, превышение допустимого времени пребывания в сети и
т.д.);
В процессе моделирования, по желанию пользователя возможно заполнение
"журнала регистрации событий сети" для последующего статистического
анализа.
Opnet.
Opnet Modeler предлагает пользователям графическую среду для создания,
выполнения и анализа событийного моделирования сетей связи. Это удобное
программное обеспечение может быть использовано для большого ряда задач,
например, типичные создание и проверка протокола связи, анализ
взаимодействий протокола, оптимизация и планирование сети. Также возможно
осуществить с помощью пакета проверку правильности аналитических моделей, и
описание протоколов.
В рамках, так называемого, редактора проекта могут быть созданы
палитры сетевых объектов, которым пользователь может присвоить различные
формы соединения узлов и связи вплоть до имеющих вид головоломки.
Автоматизированное порождение сетевой топологии - кольца, звезды, случайной
сети, также поддерживается и резервируется утилитами для импортируемых
сетевых топологий в различных форматах. Случайный трафик может быть
автоматически сгенерирован из алгоритмов, указанных пользователем, а также
импортирован из входящих в стандартную комплектацию пакета форматов
реальных трафиков линий. Результаты моделирования могут быть
проанализированы, а графы и анимация трафика, опять же будут сгенерированы
автоматически. Новая особенность - это автоматическое преобразование в
формат html 4.0х.
Одним из плюсов из создания модели сети с помощью программного
обеспечения является то, что уровень гибкости, обеспечиваемый ядром
моделирования, тот же, что и для моделирования, написанных с нуля, но
объектное построение среды позволяет пользователю намного быстрее делать
разработку, усовершенствования и производить модели для многократного
использования..
Есть несколько сред редактора - по одной для каждого типа объекта.
Организация объектов - иерархическая, сетевые объекты (модели) связаны
набором узлов и объектов связи, в то время как объекты узла связаны набором
объектов, типа модулей очерёдности, модулей процессора, передатчиков и
приемников. Версия ПО для моделирования радиоканала содержит модели антенны
радиопередатчика, антенны приемника, перемещающихся объектов узла (включая
спутники).
Логику поведения процессора и модулей очередности определяет модель
процесса, которую пользователь может создавать и изменять в пределах
редактора процесса. В редакторе процесса пользователь может определить
модель процесса через комбинацию алгоритма работы конечного автомата
(finite-state machine - FSM) и операторов языка программирования C/C++.
Вызов события модели процесса в течение моделирования управляется
возбуждением прерывания, а каждое прерывание соответствует событию, которое
должно быть обработано моделью процесса.
Основа связи между процессами - структура данных, называемая пакетом.
Могут быть заданы форматы пакета, то есть они определяют, какие поля могут
содержать такие стандартные типы данных, как целые числа, числа с плавающей
запятой и указатели на пакеты (эта последняя способность позволяют
инкапсулировать моделирование пакета). Структура данных, вызывающая
информацию по контролю за интерфейсом (interface control infor-mation -
ICI), может быть разделена между двумя событиями моделей процесса - это ещё
один механизм для межпроцессорной связи, это очень удобно для команд
моделирования и соответствует архитектуре многоуровневого протокола.
Процесс также может динамически порождать дочерние процессы, которые
упростят функциональное описание таких систем, как серверы.
Несколько основных моделей процесса входят в базовую комплектацию
пакета, моделируя популярные протоколы работы с сетями и алгоритмы, вроде
протокола шлюза границы (border gateway protocol - BGP), протокола контроля
передачи. Интернет протокол (TCP/IP), ретрансляции кадров (frame relay),
Ethernet, асинхронного режима передачи (asynchronous transfer mode -ATM), и
WFQ (weighted fair queuing). Базовые модели полезны для быстрого развития
сложных имитационных моделей для общих архитектур сети, а также для
обучения, чтобы дать точное функциональное описание протокола студентам
| |  скачать работу |
Имитационное моделирование компьютерных сетей |
