Netzsimulation

Netzsimulation bezeichnet die computergestützte Nachbildung von Kommunikationsnetzen, um deren Verhalten unter verschiedenen Netzwerkmustern, Protokollen und Topologien zu untersuchen. Ziel ist es, Leistungskennzahlen wie Latenz, Durchsatz, Paketverlust, Jitter und Energieverbrauch abzuschätzen, ohne reale Infrastruktur zu belasten.

Zentrale Methoden sind die diskrete Ereignis-Simulation, bei der Ereignisse wie Paketübertragungen oder Warteschlangenänderungen zeitlich exakt simuliert werden, sowie Warteschlangentheorie und stochastische Modelle. Häufig kommen auch agentenbasierte Ansätze zum Einsatz, die einzelne Netzwerkknoten mit Verhaltensregeln modellieren. Häufig werden hybride Modelle verwendet, um Stärken verschiedener Ansätze zu kombinieren.

Für die Umsetzung stehen spezialisierte Tools zur Verfügung. Zu den bekanntesten gehören ns-3, OMNeT++ und weitere Open-Source- oder kommerzielle Simulatoren. Oft werden Simulation und Emulation kombiniert, beispielsweise mit Mininet oder ähnlichen Plattformen, um realistische Protokolle in einer kontrollierbaren Umgebung zu testen.

Anwendungsgebiete umfassen Leistungsevaluierung von Protokollen (z. B. TCP, Routing), Netzwerkplanung und Kapazitätsmessung, Architekturstudien für Rechenzentren, Wireless- und Mobilfunknetze sowie Sensor- und IoT-Netzwerke. Netzsimulation dient auch Bildungs- und Forschungszwecken, bei denen Reproduzierbarkeit und Transparenz der Modelle wichtig sind.

Zu den Vorteilen zählen Wiederholbarkeit, Kostenersparnis und die Möglichkeit, extreme oder riskante Szenarien zu untersuchen. Einschränkungen ergeben sich aus der Abbildungstreue der Modelle und dem damit verbundenen Rechenaufwand; Ergebnisse hängen stark von den getroffenen Annahmen ab.