مقاله تحلیل و مقایسه شبیه سازهای متفاوت شبکه

بخشی از مقاله

چکیده

برای تحقیقات در زمینه شبکههای کامپیوتری، پیادهسازی شبکه در محیط واقعی سخت و هزینهبر است. شبیهساز شبکه یک برنامه نرمافزاری است که اعمال یک شبکه کامپیوتری را شبیهسازی میکند. بنابراین شبیهسازها به توسعهدهندگان شبکه کمک میکند که چک کنند آیا شبکه قادر است در محیط و زمان واقعی عملکرد مناسبی داشته باشد یا نه. اما شبیهسازهای متفاوتی در حوزه شبکه موجود است که کاربران میتوانند شبیهسازها را با توجه به نیازهای خاص خود انتخاب کنند.

این مقاله یک مطالعه مقایسهای و تحلیلی برای شبیهسازهای مختلف شبکه است که اطلاعاتی را درباره تواناییها، ساختار داخلی، مزایا و معایب هر کدام از آنها نشان میدهد. این شبیهسازها عبارتند از: Glomosim، Qualnet، Omnet++، Ns-2، NS-3، OPNET، J-SIM، NetSim و .SSFNet این مقاله، شبیهسازها را از نظر پارامترهای مانند زبان برنامهنویسی استفاده شده، رایگان بودن یا تجاری بود`ن شبیهساز، مناسب بودن رابط گرافیکی، مقیاسپذیر بودن و ... بررسی نموده سرانجام یک مقایسه در قالب جدول ارائه شده که نتیجه آن انتخاب مناسب شبیهساز شبکه بر اساس نیاز محققان است.

.1 مقدمه

در تحقیقات شبکههای کامپیوتری، شبیهسازی برنامهای است که رفتار شبکه را مدل میکند و میتواند با استفاده از فرمولهای ریاضی، ضبط و اجرای مشاهدات از تولیدات شبکه مدلسازی را انجام دهد. رفتار شبکه و سرویسها و کاربردهای متفاوت آن در یک محیط آزمایشگاهی مشاهده و تست میشوند. ویژگیهای متفاوت محیط نیز با روشی کنترلشده تغییر میکند تا نتیجه این تغییر در رفتار شبکه در شرایط متفاوت حاصل شود.

وقتی از یک برنامه شبیهساز استفاده میشود، معمولا سرویسها و کاربردها به منظور مشاهده کارآیی نقطه به نقطه بررسی میشوند. در این مقاله هم شبیهسازهای تجاری و هم شبیهسازهای متنباز تحلیل شدهاند. در قسمت دوم خلاصهای از هریک از شبیهسازهای فوق بیان شدهاست. هدف اصلی این مقاله مقایسه این ابزارهای شبیهسازی است که با بررسی و تحلیل این شبیهسازها در قالب جدول در قسمت سوم توضیح داده شدهاست و در قسمت چهارم نتیجهگیری کردهایم.

.2 مروری بر شبیهسازهای شبکه

در شرایط مختلف شبیهسازهای متفاوتی توسط محققان بهکار گرفته میشوند که این شبیهسازها ممکن است پیچیده یا ساده باشند. اما به هر حال همه شبیهسازها باید قادر باشند توپولوژی شبکه را نشان داده، گرهها در شبکه را مشخص کرده و لینک بین گرهها و ترافیک بین آنها را مدل کنند که البته شبیهسازهای پیچیدهتر قادرند هر چیزی درباره پروتکلها و ترافیک شبکه را مدل کنند. همچنین شبیهسازها میتوانند کاربردهای گرافیکی داشته باشند که به کاربران اجازه میدهد محیط کار شبیهسازیشان را بهصورت گرافیکی نمایش دهند یا کاربردهای مبتنی بر متن که علیرغم فراهم کردن واسطهای گرافیکی کمتر، میتوانند شکلهای پیشرفتهتر سفارشیسازی را ایجاد کنند.

Glomosim .2-1

Glomosim1 یک شبیهساز عمومی است که توسط UCLA گسترش پیدا کردهاست. این شبیهساز برای شبکههای بیسیم بزرگ و شبکههای خطی سیمی گسترده مقیاسپذیر شدهاست. Glomosim برای شبیهسازی رخدادهای گسسته موازی2 استفاده میشود.

این قابلیت توسط Parsec فراهم شده است. این شبیهساز با استفاده از روش لایهبندی ساخته شده است و در این شبیهساز APL ها بین لایههای متفاوت استفاده میشوند. Glomosim شبکههایی را با قابلیت ارتباطات ناهمگن که به هم مربوط می شوند، شبیه سازی میکند که شامل چند بخشی ارتباطات نامتقارن با استفاده از انتشار امواج رادیویی، ارتباطات بی سیم چند بخشی با استفاده از شبکهبندی موقت و پروتکلهای اینترنت میباشد.

.2-1-1 مزایای Glomosim

·    شبیهساز ماژولاری را برای پشته پروتکل فراهم میکند.

·    قابلیت مقیاسپذیری دارد و میتواند به شبکهای با هزاران گره نامتجانس توسعه پیدا کند.

·    اجرای مدل موازی در شبیهساز امکانپذیر است.

·    این شبیهساز برای آموزش و تحقیقات رایگان است.

.2-1-2 معایب Glomosim

·    مستندسازی Glomosim بسیار ضعیف است.

·    پروتکلهای شبکه حسگر بیسیم و مدلهای مصرف انرژی را پشتیبانی نمیکند.

·    مدل حرکتی آن random waypoint است که ممکن است برای همه شبیهسازیها مناسب نباشد.

·    بهروزرسانی این شبیهساز معمول نیست، زیرا توسعه یافته آن Qualnet است که یک نرمافزار تجاری است.

·    PARSEC توسط لینوکس redhat 7,2 پشتیبانی میشود که این لینوکس از رده خارج شده است.

Qualnet .2-2

ابزار تجاری Glomosim نامش Qualnet است و از Glomosim مشتق شده و اولین نسخه آن در سال 2000 توسط SNT منتشر شدهاست. تفاوت اصلی Glomosim و Qualnet در موارد زیر است:

1.    Qualnet بر اساس زبان C++ است در حالیکه Glomosim بر اساس زبان C میباشد.

2.    Qualnet محصول تجاری است اما Glomosim یک توزیع براساس Licence متن باز است.

Qualnet .3 بهوسیله شرکت SNT نگهداری شده در حالیکه Glomosim توسط Parallel Computing نگهداری شده است.

کاربران Qualnet میتوانند یک مدل پروتکل جدید طراحی نمایند، مدلهای موجود را بهینه کنند، یا اینکه یک شبکه بیسیم یا باسیم بزرگ را با استفاده از مدلهای از قبل پیکربندیشده یا توسط کاربر طراحی شده، باز طراحی نمایند و سپس کارآیی آن را تحلیل کنند. Qualnet میتواند سرعتهای با زمان واقعی را پشتیبانی کند. همچنین میتواند در شبکههای بزرگ و کاربر پسند، روی یک خوشه یا سیستمهای چندپردازندهای و چند هستهای اجرا شود.

Qualnet با شبیهسازهای دیگر با استفاده از ماژول HLA3 ارتباط برقرار میکند. از فواید دیگر Qualnet این است که رابط گرافیکی کاملی را فراهم میکند و استفاده از آن نسبت به OPNET سادهتر است. همچنین مقیاسپذیری خوبی دارد. زمان شبیهسازی آن حتی در یک لپتاپ4 یا کامپیوتر شخصی نیز منطقی است اما برخی از امکانات آن بهطور واضح جزئیسازی نشدهاست. برای مثال Qualnet میتواند یک پروتکل جدید را با استفاده از رابط گرافیکی مدلسازی کرده و بهطور مستقیم آن را کدنویسی کند ولی با این وجود اجزای جدید ایجاد شده خیلی واضح نیستند.