محاكاة شبكات الحاسب

من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
اذهب إلى: تصفح، ‏ ابحث


يقوم مفهوم تقنية محاكاة شبكات الحاسوب (بالإنكليزية: Network simulation) والمستخدمة كثيراً في بحوث الاتصالات والشبكات الحاسوبية على أساس عمل نموذج لمعرفة سلوك شبكات الحاسوب الحقيقية أو الشبكات التي يُرغب بتنفيذها مستقبلاً، ويتم ذلك 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، وتقييد 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. وقد تتم عملية التعديل ربما أكثر من مرة حتى نصل إلى الهدف المطلوب.

المحاكيات[عدل]

المحاكي (أو محاكي الشبكة) هو البرنامج المسؤول عن كيفية حساب وقراءة دراسة وتحليل النتائج لتقرير، ما إذا كانت هذه التغييرات التي نرغب بإجرائها مجدية أم لا. يمكن أن توزع هذه البرامج على شكل المصدر (البرمجيات) أو مهيأة في شكل مخصص للأجهزة المنزلية.

تأتي المحاكيات عادة مع دعم للموافيق (البروتوكولات)الأكثر شعبية في الاستعمال، مثل IPv4, IPv6, UDP, TCP

المصادر المفتوحة للمحاكيات[عدل]

تشمل المصادر المفتوحة لشبكة المحاكاة المستخدمة في البحث على الأنواع التالية: ns ،OMNeT++ (تستخدم كثيراً في الجامعات) GloMoSim (لم تعد نشطة في إطار التنمية) IT++ (مستخدم بكثرة في شبكة اتصالات المكتبات)

وتعمل هذه المصادر على أنظمة التشغيل التالية: Linux, FreeBSD, SunOS, Solaris, Microsoft Windows وغيرها من الأنظمة.

المحاكاة[عدل]

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[عدل]

تستخدم معظم المحاكيات أحداث المحاكاة المتقطعة، والمخزنة في قائمة انتظار "الأحداث". ويتم معالجة هذه الأحداث في النظام مع بعض الأحداث التي تتسبب في أحداث المستقبل مثل حدث وصول بت أو بايت واحد للعقدة يتسبب في حدث وصولها لآخر عقدة.

المحاكاة باستخدام سلسلة ماركوف عادة أسرع وأقل مرونة ودقة من أحداث المحاكاة المتقطعة التفصيلية. تقوم بعض التقنيات على أساس دوري وهى أسرع بالمقارنة مع الحدث القائم على المحاكاة.

قد تكون محاكاة الشبكات مهمة صعبة، فعلى سبيل المثال، إذا كان الإزدحام شديد، فإن تقدير متوسط الأشغال يمثل تحدياً بسبب ارتفاع الفرق. لتقدير احتمال وجود فائض في المخزون الاحتياطي في الشبكة، فإن الوقت اللازم للرد يمكن أن يكون كبير بشكل خيالي. هذا وقد وضعت التقنيات المتخصصة مثل "مراقبة النوع" و"أهمية اخذ العينات" لتسريع عملية المحاكاة.

معلومات أخرى[عدل]

تستخدم محاكاة الشبكات (أو نمذجة الشبكات) أيضاً 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[عدل]

  • 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[عدل]

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