Simulación de redes - Enciclopedia

En la investigación de redes de computadoras, la simulación de redes es una técnica mediante la cual un programa de software replica el comportamiento de una red real. Esto se logra mediante el cálculo de las interacciones entre las diferentes entidades de la red, como routers, switches, nodos, puntos de acceso, enlaces, etc. La mayoría de los simuladores utilizan la simulación de eventos discretos, en la que se modelan sistemas en los que las variables de estado cambian en puntos discretos en el tiempo. Luego, el comportamiento de la red y las diversas aplicaciones y servicios que soporta pueden observarse en un laboratorio de pruebas; también se pueden modificar de manera controlada varios atributos del entorno para evaluar cómo se comportarían la red/protocolos bajo diferentes condiciones.


Simulador de red
Un simulador de red es un programa de software que puede predecir el rendimiento de una red de computadoras o una red de comunicación inalámbrica. Dado que las redes de comunicación se han vuelto demasiado complejas para que los métodos analíticos tradicionales proporcionen una comprensión precisa del comportamiento del sistema, se utilizan simuladores. En los simuladores, la red de computadoras se modela con dispositivos, enlaces, aplicaciones, etc., y se informa sobre el rendimiento de la red. Los simuladores vienen con soporte para las tecnologías y redes más populares en uso hoy en día, como 5G, Internet de las cosas (IoT), LAN inalámbricas, redes móviles ad hoc, redes de sensores inalámbricas, redes vehiculares ad hoc, redes de radio cognitivas, LTE.


Simulaciones
La mayoría de los simuladores comerciales son guiados por interfaz gráfica, mientras que algunos simuladores de red son guiados por línea de comandos. El modelo/configuración de red describe la red (nodos, routers, switches, enlaces) y los eventos (transmisiones de datos, errores de paquete, etc.). Los resultados de salida incluirían métricas de nivel de red, métricas de enlaces, métricas de dispositivos, etc. Además, también estarán disponibles archivos de trazabilidad de simulación para profundizar en términos de análisis y depuración. La mayoría de los simuladores de red utilizan la simulación de eventos discretos, en la que se almacena una lista de "eventos" pendientes, y estos eventos se procesan en orden, con algunos eventos que desencadenan eventos futuros, como el evento de la llegada de un paquete a un nodo que desencadena el evento de la llegada de ese paquete a un nodo descendente.


Emulación de red
La emulación de red permite a los usuarios introducir dispositivos y aplicaciones reales en una red de prueba (simulada) que altera el flujo de paquetes de manera que imita el comportamiento de una red en vivo. El tráfico en vivo puede pasar a través del simulador y ser afectado por los objetos dentro de la simulación.
El método típico es que los paquetes reales de una aplicación en vivo se envían al servidor de emulación (donde se simula la red virtual). El paquete real se 'modula' en un paquete de simulación. El paquete de simulación se desmodula en un paquete real después de experimentar los efectos de pérdida, errores, retraso, jitter, etc., transfiriendo así estos efectos de red al paquete real. Por lo tanto, es como si el paquete real fluiera a través de una red real, pero en realidad fluyera a través de la red simulada.
La emulación se utiliza ampliamente en la fase de diseño para validar redes de comunicación antes de su despliegue.


Lista de simuladores de red
Hay simuladores de red gratuitos/open-source y de propiedad disponibles. Ejemplos de simuladores de red / emuladores de código abierto notables incluyen:

Simulador ns
GloMoSim
SimGrid
También hay algunos simuladores de red comerciales notables.


Usos de los simuladores de red
Los simuladores de red proporcionan un método económico para

Análisis de cobertura, capacidad, rendimiento y latencia de 5G, 6G
Investigación y desarrollo de red (más del 70% de todos los artículos de investigación en red citan un simulador de red)
Aplicaciones de defensa como radios MANET UHF/VHF/L-Band,波形 Dynamic TDMA MAC, PHY, etc.
Simulaciones de IoT, VANET
Simulación de comunicación de redes de UAV / enjambres de drones
Aprendizaje automático para redes de comunicación
Educación: cursos en línea, experimentación en laboratorio y I + D. La mayoría de las universidades utilizan un simulador de red para enseñanza / I + D, ya que es demasiado caro comprar equipo de hardware
Hay una amplia variedad de simuladores de red, que van desde lo muy simple a lo muy complejo. Mínimamente, un simulador de red debe permitirle

Modelar la topología de red especificando los nodos en la red y los enlaces entre esos nodos
Modelar el flujo de aplicación (tráfico) entre los nodos
Proporcionar métricas de rendimiento de red como rendimiento, latencia, error, etc., como salida
Evaluar diseños de protocolos y dispositivos
Registrar mediciones de radio, paquetes y eventos para análisis en profundidad y depuración


Ver también
Emulación de red
Modelo de generación de tráfico


Referencias