РАЗРАБОТКА ГРАФИЧЕСКОЙ СРЕДЫ ДЛЯ СОЗДАНИЯ МОДЕЛЕЙ ДЛЯ СЕТЕВОГО СИМУЛЯТОРА NS2
Ерыгина Т.П., Аноприенко А.Я.
Донецкий национальный технический университет
Тезисы доклада на Второй международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых "Компьютерный мониторинг и информационные технологии", Донецк, ДонНТУ, 15-17 мая 2006 г.
В докладе рассматривается графическая среда для разработки моделей компьютерных сетей для сетевого симулятора ns2. Цель данного доклада – показать актуальность и охарактеризовать возможности и преимущества использования графической среды при создании скриптов ns2 для моделирования и оптимизации существующих, проектирования и развития новых вычислительных сетей и Web-сервисов.
1. Основные возможности, преимущества и недостатки сетевого симулятора ns2.
Симулятор ns2 является дискретным, использует механизм событий и предназначен для исследований в области компьютерных сетей. Симулятор поддерживает большую часть существующих протоколов стека TCP/IP, протоколов маршрутизации, дисциплин обслуживания очередей. В отличии от большинства программных средств, выполняющих подобные функции, ns2 имеет открытый код и доступен для свободного использования и модификации. Существуют версии программы для различных операционных систем. Наибольшую функциональность обеспечивает версия для Unix-систем, но существуют также модификации для Windows и других ОС.
Возможности ns2 не уступают возможностям аналогичных средств (COMNET III, NetCracker и др.). Недостатком симулятора можно считать отсутствие графической среды для задания топологии и параметров модели. Модель в ns2 представлена в виде скрипта на языке Tcl, достаточно распространенного среди разработчиков программного обеспечения для Unix-подобных операционных систем. Одновременно эта особенность является и преимуществом симулятора, так как делает процесс создания модели более гибким и эффективным. Разработка приложения, позволяющего представлять модели в привычном пользователям графических симуляторов виде позволяет сочетать удобство графического интерфейса и такие преимущества симулятора ns2, как гибкость, высокое быстродействие, эффективность и доступность.
2. Возможности и требования к разрабатываемой графической среде создания моделей.
Целью разработки является создание приложения, выполняющего следующие функции:
- предоставление графической среды для визуального моделирования компьютерных сетей;
- преобразование модели из собственного формата в скрипт симулятора ns2;
- запуск полученного скрипта в ns2 с различными опциями.
Система должна предоставлять возможность создания моделей сети разветвленной топологии с заданными характеристиками:
- тип подсетей (WAN, LAN);
- параметры каналов связи (пропускная способность, задержка, тип и размер очереди);
- тип передаваемого трафика, размер пакетов;
- мониторинг объектов модели и др.
Интерфейс разрабатываемого приложения напоминает интерфейс графических сетевых симуляторов, удобен и прост в использовании. Добавление необходимого элемента модели выполняется соответствующим инструментом, присутствует возможность редактирования свойств всех объектов модели Для удобства работы с моделью возможно ее сохранение и загрузка для дальнейшей модификации и использования.
Преимущества использования разработанной графической среды для моделирования компьютерных сетей:
- графическое представление модели на этапе создания;
- корректность написания скрипта ns2 для заданной топологии сети;
- легкость модификации созданного проекта;
- простота работы в среде, что обеспечивает возможность использования ее в учебных целях;
- работа под управление ОС Windows.
3. Внутренняя структура и реализация приложения.
Система проектировалась с использованием принципов объектно-ориентированного программирования, основные объекты модели представлены в виде иерархии классов, аналогичной присутствующей в симуляторе ns2.
Приложение имеет модульную структуру:
- модули описания классов модели;
- модуль графического представления модели;
- модуль генерации скрипта.
В качестве средства разработки была выбрана среда Borland Delphi 7.0, как современное мощное средство создания программных продуктов по технологии объектно-ориентированного проектирования. Использование библиотеки визуальных компонентов VCL позволяет реализовать удобный графический интерфейс пользователя. Учитывая мультиоперационность симулятора ns2, является полезной возможность замены библиотеки VCL на CLX и достаточно быстрого переноса разрабатываемой системы в ОС Linux.
Симулятор ns2 позволяет оценить производительность проектируемой или существующей сети, предоставляет данные, помогающие выработать рекомендации для повышения эффективности работы сети, выявить узкие места и спрогнозировать ее дальнейшее развитие. Доступность и гибкость позволяют успешно использовать ns2 для изучения механизма работы сетевых протоколов, протоколов маршрутизации и дисциплин обслуживания очередей, знакомства с основами моделирования вычислительных сетей, исследования и сравнения различных сетевых топологий. Использование разрабатываемого приложения упрощает создание модели, гарантирует корректность сгенерированного скрипта, позволяет использовать преимущества симулятора ns2 и частично устранить его недостатки. Возможность создания моделей различного назначения позволяет применять данное приложение в различных ситуациях: при моделировании работы Web-сервисов, внутрисетевого или межсетевого взаимодействия.
Литература:
- Marc Greis’ tutorial for the ns2, www.isi.edu/nsnam/ns/tutorial/index.html;
- Tutorial for the network simulator ns2, www.isi.edu/nsnam/ns/ns-tutorial/index.html.
