محاكاة شبكات الحاسب

مفهوم تقنية محاكاة شبكات الحاسوب (بالإنكليزية: Network simulation)، والمستخدمة كثيرا في بحوث الاتصالات والشبكات الحاسوبية يقوم على أساس عمل نموذج لمعرفة سلوك شبكات الحاسوب الحقيقية أو الشبكات التي يُرغب بتنفيذها مستقبلاً على شاشة حاسوب باستخدام برنامج حاسوب مخصص لهذا الغرض. وتتم معرفة هذا السلوك عن طريق حساب التفاعل بين مختلف كيانات الشبكة (المضيفات / المسارات، وصلات البيانات، والرزم، الخ) باستخدام المعادلات الرياضية ،و تقييد الملاحظات الناتجة من التجربة. والفائدة من ذلك أننا نستطيع التعديل على جميع خصائص الشبكة ومكوناتها وكل ما يتعلق بها ( القطع والمعدات), أو تغيرها أو التحكم بها. وهي عملية قليلة التكلفة إذا ما قيست بتكاليف تنفيذ الشبكة على أرض الواقع دون الدراسة المسبقة. وعملية التعديل ربما تتم لأكثر من مرة حتى نصل إلى الهدف المطلوب.

المحاكيات

المحاكي (أو محاكي الشبكة) هو البرنامج المسؤول عن كيفية حساب وقراءة دراسة وتحليل النتائج لتقرير ما إذا كانت هذه التغيرات التي نرغب بإجرائها مجدية أم لا. هذه البرامج يمكن أن توزع في شكل المصدر (البرمجيات) أو مهيأة في شكل مخصص للأجهزة المنزلية. ومن ثم يمكن للمستخدمين تخصيص محاكي على الوفاء بالتزاماتها المحددة تحليل الاحتياجات. المحاكيات عادة تأتي مع دعم للموافيق (البروتوكولات)الأكثر شعبية في الاستعمال ، مثل: IPv4, IPv6, UDP, TCP

المصادر المفتوحة للمحاكيات

المصادر المفتوحة لشبكة المحاكاة المستخدمة في البحث وتشمل: ns, OMNeT++ (تستخدم كثيرا في الجامعات) GloMoSim( لم تعد نشطة في إطار التنمية) IT++(المستخدم بكثرة في شبكة اتصالات المكتبات) والتي تعمل على أنظمة التشغيل التالية : Linux, FreeBSD, SunOS, Solaris, Microsoft Windows وغيرها من الأنظمة.

المحاكاة

معظم المحاكيات التجارية عبارة عن واجهة مدفوعة في حين أن بعضها تتطلب مساهمه أو أوامر برمجية (معاملات شبكة). هذه المعاملات تصف حالة الشبكة (تنسيب العقدة ، والوصلات الموجودة) وأحداث (إرسال البيانات، فشل عملية الربط ، الخ). الناتج المهم من عمليات المحاكاة هو تعقب الملفات, ويمكن اقتفاء أثر كل وثيقة من وثائق الحدث الذي وقع في المحاكاة بواسطة تعقب الملفات، وتستخدم لتحليل عملية المحاكاة. ويمكن أيضا التقاط البيانات مباشرة من أداء بيئة الإنتاج. تتم عملية التقاط البيانات في أوقات مختلفة من اليوم أو الأسبوع أو الشهر، وذلك للتعبير عن قيمة المعدل أو أسوأ الحالات أو أفضل الحالات والظروف.

تقنيات المحاكاة

معظم المحاكيات تستخدم أحداث المحاكاة المتقطعة، والمخزنة في قائمة انتظار "الأحداث" ، وهذه الأحداث يتم معالجتها في النظام، مع بعض الأحداث التي تتسبب في أحداث المستقبل مثل حدث وصول بت أو بايت واحد للعقدة يتسبب في حدث وصولها لآخر عقدة. بعض مشاكل محاكاة الشبكات ، ولا سيما تلك التي تعتمد على التسلسل من الناحية النظرية، هي مناسبة لمحاكاة سلسلة ماركوف، في أي قائمة من الأحداث في المستقبل والحفاظ على المحاكاة ويتألف من عبور بين مختلف منظومة "الحالات" في الأحداث الأخيرة في الذاكرة. المحاكاة باستخدام سلسلة ماركوف عادة أسرع وأقل مرونة دقة من أحداث المحاكاة المتقطعة التفصيلية. بعض التقنيات قائمة على أساس دوري وهى أسرع بالمقارنة مع الحدث القائم على المحاكاة. محاكاة الشبكات يمكن أن تكون مهمة صعبة, فعلى سبيل المثال، إذا كان الازدحام شديد ،فإن تقدير متوسط الأشغال يمثل تحديا بسبب ارتفاع الفرق. لتقدير احتمال وجود فائض في المخزون الاحتياطي في الشبكة، الوقت اللازم للرد يمكن أن يكون كبير بشكل خيالي. التقنيات المتخصصة مثل "مراقبة النوع" و"أهمية اخذ العينات" وضعت لتسريع عملية المحاكاة.

معلومات أخرى

محاكاة الشبكات (أو نمذجة الشبكات)، أيضا تستخدم لوصف المحاكاة بالحاسوب لشبكة من الأنابيب أو الكابلات المستخدمة في خطوط الأنابيب والنقل (مثل الغاز الطبيعي والنفط والمياه وما إلى ذلك) ونقل القدرة الكهربائية وتوزيع الكهرباء.

مراجع

• Asmussen, Søren; Glynn, Peter W. (2007): Stochastic Simulation: Algorithms and Analysis. [Series: Stochastic Modeling and Applied Probability, Vol. 57], Reprint 2009, Springer, New York, ISBN 978-0-387-30679-7
• Banks, Jerry et al. (2010): Discrete Event System Simulation. 5th ed., Pearson, Upper Saddle River, ISBN 978-0-13-815037-2

وصلات خارجية

• [Popular Simulators]
• [NS2 - Free, Open Source]
• [OMNeT++]
• [NetSim]
• [OPNET Modeler]
• [QualNet]

Network simulation]]