Netværkssimuleringer

Netværkssimuleringer er en metode til at modellere og analysere netværksbaserede systemer ved at repræsentere noder, links og trafikker gennem computermodeller. Formålet er at forudsige ydeevne, teste protokoller og designvalg uden at påvirke egentlige netværk samt at understøtte planlægning og beslutningstagning i forhold til kapacitet, pålidelighed og sikkerhed.

Simuleringsmetoderne omfatter diskrete hændelsessimulationer, hvor tidspunkter for hændelser som pakkeafsendelse og routingberegninger afvikles i sekventiel rækkefølge; der bruges også stokastiske og agentbaserede tilgange samt netværksteoretiske modeller som kø-teori til abstrakt analysen. Valget af metode afhænger af problemstillingen og den ønskede detaljeringsgrad.

Der findes forskellige typer af netværkssimuleringer: packet-level simulering, hvor detaljeret trafik og protokoller modelleres ned i enkelte pakker; og flow-level simulering, som abstraherer enkelte pakker til strømme af data. Netværks-emulation går et skridt videre og kører faktiske protokoller i et kontrolleret miljø, ofte ved hjælp af virtuelle netværk og software som Mininet eller tilsvarende værktøjer. Almindelige værktøjer og frameworks inkluderer ns-3, OMNeT++, QualNet og andre, der understøtter forskellige netværkstyper og scenarier.

Anvendelserne dækker evaluering af routing- og kommunikationsprotokoller, trådløse og mobilnetværk, datacentre og skalerbare netværk, IoT og sensor-netværk samt sikkerheds- og pålidelighedsstudier og kapacitetsplanlægning. Nøglemålepunkter omfatter gennemstrømning, latenstid, jitter, pakke-tab, udnyttelse og energiforbrug.

Udfordringerne inkluderer skalerbarhed, nøjagtighed og validitet af modeller, behov for kalibrering med virkelige målinger, samt reproducerbarhed af eksperimenter og resultater.