مدل سازی شبکه بازی در درس انفورماتیک. بازی شبکه کامپیوتری شبیه سازی شبکه کامپیوتری

شبیه سازی شبکه های کامپیوتری .

مفهوم و اهداف مدلسازی

کارایی ساخت و استفاده از سیستم‌های اطلاعاتی شرکت‌ها، به‌ویژه در شرایط کمبود بودجه، به یک کار بسیار ضروری تبدیل شده است. فناوری اطلاعاتدر شرکت ها

معیارهای ارزیابی اثربخشی می تواند کاهش هزینه های پیاده سازی یک سیستم اطلاعاتی، انطباق با الزامات فعلی و آینده، امکان و هزینه توسعه بیشتر و انتقال به فناوری های جدید باشد.

اساس یک سیستم اطلاعاتی یک سیستم محاسباتی است که شامل اجزایی مانند شبکه کابلی و تجهیزات شبکه فعال، رایانه و تجهیزات جانبی، تجهیزات ذخیره سازی داده ها (کتابخانه ها)، نرم افزار سیستم (سیستم های عامل، سیستم های مدیریت پایگاه داده)، نرم افزار ویژه ( سیستم های نظارت و مدیریت شبکه) و در برخی موارد نرم افزار کاربردی.

رایج ترین رویکرد در طراحی سیستم های اطلاعاتی در حال حاضر استفاده از قضاوت متخصص است. مطابق با این رویکرد، متخصصان در زمینه محاسبات، تجهیزات شبکه فعال و شبکه های کابلی، بر اساس تجربیات و ارزیابی های کارشناسی خود، یک سیستم کامپیوتری طراحی می کنند که راه حلی برای یک مشکل خاص یا دسته ای از مشکلات ارائه می دهد. این رویکرد به حداقل رساندن هزینه ها در مرحله طراحی، ارزیابی سریع هزینه های پیاده سازی یک سیستم اطلاعاتی اجازه می دهد. با این حال، تصمیمات به دست آمده با استفاده از ارزیابی های متخصص ذهنی هستند، الزامات سخت افزار و نرم افزار نیز ذهنی هستند، همانطور که ارزیابی تضمین های عملکرد و توسعه پروژه سیستم پیشنهادی است.

به عنوان یک جایگزین، می توان از رویکردی استفاده کرد که شامل توسعه یک مدل و شبیه سازی (تقلید کار - شبیه سازی) از رفتار یک سیستم کامپیوتری است.

طراحی بدون نقص سیستم های محاسباتی

شما می توانید در مورد طراحی "بدون نقص" سیستم های اطلاعاتی صحبت کنید. این با کاربرد پیچیده مدل‌سازی سطح بالا (مدل‌سازی عملکردها یا فرآیندهای تجاری) یک شرکت و مدل‌سازی سطح پایین یک سیستم کامپیوتری به دست می‌آید. طرح مشروط کلی طراحی بدون نقص یک سیستم اطلاعاتی در شکل 1 نشان داده شده است. یکی

استفاده از مدل سازی سطح بالا، تضمین کامل بودن و صحت عملکرد سیستم اطلاعاتی عملکردهای تعریف شده توسط مشتری را ممکن می سازد. یعنی مدل ساخته شده از نظر عملکرد بی عیب و نقص است (سیستم باید آنچه را که در نظر گرفته شده است انجام دهد). با این حال، مدل سازی سطح بالا نمی تواند تضمین کند که یک پیاده سازی خاص از یک سیستم محاسباتی در یک شرکت این عملکردها را انجام می دهد.

سیستم های مدل سازی سطح بالا شامل سیستم هایی مانند ARIS، Rational Rose است. با کمک آنها، زمانی که شرکت در قالب ارائه می شود، اصول تحلیل ساختاری اجرا می شود سیستم پیچیده، متشکل از اجزای مختلف است که انواع مختلفی از روابط با یکدیگر دارند. این ابزارها به شما این امکان را می دهند که اجزای اصلی شرکت، فرآیندهای در حال انجام، اطلاعات مورد استفاده را تعریف و در مدل ها منعکس کنید و همچنین رابطه بین این اجزا را ارائه دهید.

مدل های ایجاد شده نشان دهنده مجموعه ای مستند از دانش در مورد IS یک شرکت است - در مورد ساختار سازمانی آن، تعاملات بین شرکت و سایر نهادهای بازار، ترکیب و ساختار اسناد، توالی مراحل فرآیند، شرح وظایف بخش ها و کارکنان آنها.

امروزه شبیه سازی مستقیم عملکردهای سیستم کامپیوتری امکان پذیر نیست. این کار به طور کامل قابل حل نیست. با این حال، شبیه سازی عملکرد سیستم در دینامیک (شبیه سازی دینامیک) امکان پذیر است، در حالی که نتایج آن امکان قضاوت در مورد عملکرد کل سیستم را با شاخص های غیر مستقیم فراهم می کند.

بنابراین، نمی‌توانیم عملکرد صحیح سرور و نرم‌افزار پایگاه داده را بررسی کنیم، اما با تشخیص تاخیر روی سرور، درخواست‌های ارائه‌نشده و غیره، می‌توان نتیجه گرفت که کار می‌کند.

بنابراین، سیستم های مورد بررسی نه برای مدل سازی عملکردی سیستم های محاسباتی (این، متأسفانه، غیرممکن است)، بلکه برای مدل سازی پویا آنها در نظر گرفته شده است.

شبیه‌سازی یک سیستم محاسباتی امکان محاسبه دقیق‌تر عملکرد مورد نیاز اجزای جداگانه و کل سیستم، از جمله سیستم و نرم‌افزارهای کاربردی را در مقایسه با تخمین‌های متخصص می‌دهد. با در نظر گرفتن ویژگی‌های استفاده از این تجهیزات در یک موسسه خاص

مدل‌سازی بر اساس مدل‌های تجهیزات و فرآیندها (فناوری‌ها، نرم‌افزارها) مورد استفاده در عملیات شی مورد نظر است. هنگام مدل‌سازی روی کامپیوتر، فرآیندهای واقعی در شی مورد بررسی بازتولید می‌شوند. موارد خاص، موقعیت های بحرانی واقعی و فرضی بازتولید می شوند. مزیت اصلی مدل‌سازی، توانایی انجام آزمایش‌های مختلف با شی مورد مطالعه بدون توسل به پیاده‌سازی فیزیکی است که امکان پیش‌بینی و جلوگیری از تعداد زیادی از موقعیت‌های غیرمنتظره را در حین کار ممکن می‌سازد که می‌تواند منجر به هزینه‌های غیرقابل توجیه و احتمالاً آسیب به تجهیزات.

در مورد مدل سازی سیستم های کامپیوتری، چنین شی یک سیستم اطلاعاتی است که روش های به دست آوردن، ذخیره سازی، پردازش و استفاده از اطلاعات مختلف شرکتی و خارجی را تعیین می کند.

در طول شبیه سازی، موارد زیر ممکن است:

 تعیین حداقل نیاز، اما تامین نیازهای انتقال، پردازش و ذخیره سازی تجهیزات اطلاعاتی (حتی بدون مشابه واقعی) در حال حاضر.

ارزیابی موجودی لازم بهره وری تجهیزات، افزایش احتمالی نیازهای تولید در آینده نزدیک (یک تا دو سال).

 انتخاب چندین گزینه برای تجهیزات، با در نظر گرفتن نیازهای فعلی، چشم انداز توسعه بر اساس معیار هزینه تجهیزات.

 بررسی عملکرد یک سیستم کامپیوتری متشکل از تجهیزات توصیه شده.

استفاده از شبیه سازی برای بهینه سازی عملکرد شبکه

تحلیلگرهای پروتکل برای مطالعه شبکه های واقعی ضروری هستند، اما به شما اجازه نمی دهند تا تخمین عملکرد کمی را برای شبکه هایی که هنوز وجود ندارند و در مرحله طراحی هستند، به دست آورید. در این موارد، طراحان می‌توانند از ابزارهای مدل‌سازی برای توسعه مدل‌هایی استفاده کنند که فرآیندهای اطلاعاتی را که در شبکه‌ها انجام می‌شود، بازسازی می‌کنند.

روش های تحلیلی، شبیه سازی و مدل سازی طبیعی

مدل سازی یک روش قدرتمند دانش علمی است که در آن شیء مورد مطالعه با یک شی ساده تر به نام مدل جایگزین می شود. انواع اصلی فرآیند مدل سازی را می توان دو نوع آن در نظر گرفت - مدل سازی ریاضی و فیزیکی. در مدل‌سازی فیزیکی (طبیعی)، سیستم مورد مطالعه با سیستم مادی دیگری متناظر با آن جایگزین می‌شود که ویژگی‌های سیستم مورد مطالعه را با حفظ ماهیت فیزیکی آن‌ها بازتولید می‌کند. نمونه ای از این نوع مدل سازی، یک شبکه آزمایشی است که برای مطالعه امکان اساسی ساخت شبکه بر اساس رایانه های خاص، دستگاه های ارتباطی، سیستم عامل ها و برنامه های کاربردی خاص مورد استفاده قرار می گیرد.

امکانات مدل سازی فیزیکی بسیار محدود است. این اجازه می دهد تا با تعیین تعداد کمی از ترکیبات پارامترهای مورد مطالعه سیستم، مسائل فردی را حل کنید. در واقع، در شبیه سازی طبیعی شبکه کامپیوتریعملاً بررسی عملکرد آن برای انواع مختلف با استفاده از انواع مختلف دستگاه های ارتباطی - روترها، سوئیچ ها و غیره غیرممکن است. آزمایش در عمل حدود دوازده نوع مختلف روتر نه تنها با تلاش و زمان زیاد، بلکه با هزینه های قابل توجه مواد همراه است.

اما حتی در مواردی که بهینه سازی شبکه انواع دستگاه ها و سیستم عامل ها را تغییر نمی دهد، بلکه فقط پارامترهای آنها را تغییر می دهد، انجام آزمایش های بلادرنگ برای تعداد زیادی از ترکیب های مختلف این پارامترها در آینده قابل پیش بینی تقریبا غیرممکن است. حتی یک تغییر ساده در حداکثر اندازه بسته در هر پروتکل مستلزم پیکربندی مجدد سیستم عامل در صدها رایانه در شبکه است که مستلزم کار زیاد مدیر شبکه است.

بنابراین هنگام بهینه سازی شبکه ها در بسیاری از موارد استفاده از مدل سازی ریاضی ترجیح داده می شود. مدل ریاضی مجموعه ای از روابط (فرمول ها، معادلات، نابرابری ها، شرایط منطقی) است که فرآیند تغییر وضعیت سیستم را بسته به پارامترها، سیگنال های ورودی، شرایط اولیه و زمان تعیین می کند.

دسته خاصی از مدل های ریاضی هستند مدل های شبیه سازی. چنین مدل هایی هستند برنامه کامپیوتری، که گام به گام وقایع رخ داده در سیستم واقعی را بازتولید می کند. با توجه به شبکه های کامپیوتری، مدل های شبیه سازی آنها فرآیندهای تولید پیام توسط برنامه های کاربردی، تقسیم پیام ها به بسته ها و فریم های پروتکل های خاص، تاخیرهای مرتبط با پردازش پیام ها، بسته ها و فریم ها در سیستم عامل، فرآیند دستیابی به دسترسی توسط یک کامپیوتر به یک محیط شبکه مشترک، فرآیند پردازش بسته های دریافتی توسط روتر و غیره. هنگام شبیه سازی یک شبکه، نیازی به خرید تجهیزات گران قیمت نیست - کار آن توسط برنامه هایی شبیه سازی می شود که با دقت تمام ویژگی ها و پارامترهای اصلی چنین تجهیزاتی را بازتولید می کنند.

مزیت مدل های شبیه سازی توانایی جایگزینی فرآیند تغییر رویدادها در سیستم مورد مطالعه در زمان واقعی توسط روند تسریع شدهتغییر وقایع با سرعت برنامه. در نتیجه، در عرض چند دقیقه می توانید عملکرد شبکه را برای چند روز بازتولید کنید، که امکان ارزیابی عملکرد شبکه را در طیف گسترده ایپارامترهای متغیر

نتیجه مدل شبیه‌سازی داده‌های آماری جمع‌آوری‌شده در حین پایش رویدادهای جاری بر روی مهمترین ویژگی‌های شبکه است: زمان پاسخ، نرخ استفاده از کانال‌ها و گره‌ها، احتمال از دست دادن بسته‌ها و غیره.

زبان های شبیه سازی ویژه ای وجود دارد که فرآیند ایجاد یک مدل نرم افزاری را در مقایسه با استفاده از زبان های برنامه نویسی جهانی تسهیل می کند. نمونه هایی از زبان های شبیه سازی زبان هایی مانند SIMULA، GPSS، SIMDIS هستند.

همچنین سیستم‌های مدل‌سازی شبیه‌سازی وجود دارند که بر روی یک کلاس محدود از سیستم‌های تحت مطالعه تمرکز می‌کنند و به شما امکان می‌دهند بدون برنامه‌نویسی مدل بسازید. سیستم های مشابهبرای شبکه های کامپیوتری در زیر در نظر گرفته شده است.

مدل های تئوری صف

پروتکل های لایه پیوند که در حال حاضر در شبکه های محلی استفاده می شوند از روش های دسترسی به رسانه بر اساس اشتراک گذاری آن توسط چندین گره به دلیل تقسیم زمانی استفاده می کنند. در این حالت، مانند همه موارد اشتراک منابع با یک جریان تصادفی از درخواست ها، صف می تواند رخ دهد. برای توصیف این فرآیند معمولاً از مدل های تئوری صف استفاده می شود.

مکانیسم پارتیشن بندی محیط پروتکل اترنت به روشی ساده توسط ساده ترین مدل از نوع M/M/1 - یک مدل تک کانالی با جریان درخواست پواسون و قانون توزیع زمان سرویس نمایی توصیف شده است. این به خوبی فرآیند رسیدگی به درخواست‌های ورودی تصادفی برای سرویس را توسط سیستم‌هایی با یک سرور با زمان سرویس تصادفی و یک بافر برای ذخیره درخواست‌های دریافتی برای زمانی که سرور مشغول اجرای درخواست دیگری است، توصیف می‌کند (شکل 4.1). رسانه انتقال اترنت در این مدل توسط دستگاه سرویس نمایش داده می شود و بسته ها با درخواست ها مطابقت دارند.

بیایید نماد را معرفی کنیم: l شدت درخواست های رسیده است، در این مورد میانگین تعداد بسته هایی است که ادعا می کنند در رسانه در واحد زمان ارسال می شوند، b میانگین زمان سرویس درخواست است (بدون در نظر گرفتن انتظار سرویس زمان)، یعنی میانگین زمان انتقال بسته در رسانه، با در نظر گرفتن مکث بین بسته های 9.6 میکرو ثانیه، r ضریب بار دستگاه سرویس است، در این مورد ضریب استفاده متوسط، r = lb است.

در تئوری صف برای این مدل، نتایج زیر به دست می آید: میانگین زمان انتظار برای یک برنامه در صف (زمان انتظار برای دسترسی بسته به محیط) W برابر است با:

برنج. 4.1. استفاده از مدل تئوری صف M/M/1 برای تجزیه و تحلیل ترافیک در شبکه اترنت

سیستم های تخصصی شبیه سازی شبیه سازی شبکه های کامپیوتری

سیستم‌های نرم‌افزاری ویژه‌ای وجود دارند که بر مدل‌سازی شبکه‌های کامپیوتری متمرکز شده‌اند که در آن فرآیند ایجاد یک مدل ساده‌تر می‌شود. چنین سیستم‌های نرم‌افزاری خود یک مدل شبکه را بر اساس داده‌های اولیه در مورد توپولوژی و پروتکل‌های مورد استفاده، شدت جریان درخواست بین رایانه‌های شبکه، طول خطوط ارتباطی و انواع تجهیزات و برنامه‌های مورد استفاده تولید می‌کنند. سیستم‌های نرم‌افزاری شبیه‌سازی می‌توانند بسیار تخصصی و همه‌کاره باشند تا بتوانند انواع شبکه‌ها را شبیه‌سازی کنند. کیفیت نتایج شبیه سازی تا حد زیادی به دقت داده های شبکه اولیه منتقل شده به سیستم شبیه سازی بستگی دارد.

سیستم‌های نرم‌افزار مدل‌سازی شبکه ابزاری هستند که می‌توانند برای هر مدیر شبکه شرکتی مفید باشند، به ویژه هنگام طراحی یک شبکه جدید یا ایجاد تغییرات اساسی در شبکه موجود. محصولات این دسته به شما امکان می دهد حتی قبل از پرداخت هزینه تجهیزات خریداری شده، عواقب اجرای راه حل های خاص را بررسی کنید. البته اکثر این بسته های نرم افزاری بسیار گران هستند، اما صرفه جویی های احتمالی نیز می تواند کاملاً ملموس باشد.

برنامه های شبیه سازی شبکه در کار خود از اطلاعات مربوط به موقعیت مکانی شبکه، تعداد گره ها، پیکربندی لینک ها، نرخ انتقال داده ها، پروتکل های مورد استفاده و نوع تجهیزات و همچنین برنامه های کاربردی در حال اجرا در شبکه استفاده می کنند.

به طور معمول، یک مدل شبیه سازی از ابتدا ساخته نمی شود. مدل های شبیه سازی آماده ای از عناصر اصلی شبکه ها وجود دارد: رایج ترین انواع روترها، کانال های ارتباطی، روش های دسترسی، پروتکل ها و غیره. این مدل‌های عناصر شبکه فردی بر اساس داده‌های مختلف ایجاد می‌شوند: نتایج آزمایش‌های آزمایشی دستگاه‌های واقعی، تجزیه و تحلیل اصول عملکرد آنها، نسبت‌های تحلیلی. نتیجه یک کتابخانه است عناصر معمولیشبکه هایی که می توانند با استفاده از پارامترهای از پیش تعریف شده در مدل ها پیکربندی شوند.

سیستم های شبیه سازی معمولاً شامل مجموعه ای از ابزارها برای تهیه داده های اولیه در شبکه مورد مطالعه - پردازش اولیه داده ها در توپولوژی شبکه و ترافیک اندازه گیری شده است. این ابزارها می‌توانند مفید باشند اگر شبکه‌ای که مدل‌سازی می‌شود، نوعی از شبکه موجود باشد و بتوانید ترافیک و سایر پارامترهای مورد نیاز برای شبیه‌سازی را اندازه‌گیری کنید. علاوه بر این، سیستم مجهز به پردازش آمارینتایج شبیه سازی را به دست آورد.

سیستم های بسیار زیادی برای شبیه سازی پویا یک سیستم محاسباتی وجود دارد که در کشورهای مختلف در حال توسعه هستند. امکان یافتن چنین سیستم هایی تولید شده در رومانی و کشورهای دیگر وجود داشت که در صنعت اطلاعات کامپیوتری پیشرو نیستند. علاوه بر این، اغلب سیستم‌های توسعه‌یافته برای تشخیص یک سیستم رایانه‌ای نصب شده (تستر کابل هوشمند، اسکنر، آنالایزر پروتکل) نیز به عنوان سیستم‌های شبیه‌سازی طبقه‌بندی می‌شوند، که درست نیست. ما سیستم ها را بر اساس دو معیار مرتبط طبقه بندی می کنیم: قیمت و عملکرد. همانطور که ممکن است انتظار داشته باشید، عملکرد سیستم های شبیه سازی به شدت با قیمت آنها مرتبط است. تجزیه و تحلیل سیستم های ارائه شده در بازار نشان می دهد که مدل سازی پویا سیستم های محاسباتی یک تجارت بسیار گران است. اگر می خواهید یک تصویر واقعی در یک سیستم کامپیوتری دریافت کنید - پول بپردازید. تمام سیستم های شبیه سازی پویا را می توان به دو دسته قیمتی تقسیم کرد:

 ارزان (صدها و هزاران دلار).

 سطح بالا (ده ها هزار دلار، در نسخه کامل - صد یا بیشتر هزار دلار).

متأسفانه، یافتن سیستم‌هایی با محدوده قیمت متوسط ​​امکان‌پذیر نبود، با این حال، بسیاری از آنها مجموعه‌ای از بسته‌ها هستند و گسترش قیمت همان سیستم توسط مجموعه تحویل، یعنی حجم عملکردهای انجام شده تعیین می‌شود. سیستم‌های ارزان قیمت از این نظر که چقدر جزئیات می‌توانند ویژگی‌های بخش‌های منفرد سیستم را که مدل‌سازی می‌شوند توصیف کنند، با سیستم‌های گران‌قیمت تفاوت دارند. آنها فقط نتایج "تخمینی" را ارائه می دهند، ویژگی های آماری را ارائه نمی دهند و امکان تجزیه و تحلیل دقیق سیستم را فراهم نمی کنند. سیستم های کلاس بالا جمع آوری آمار جامع در مورد هر یک از اجزای شبکه هنگام انتقال داده ها از طریق کانال های ارتباطی و انجام یک ارزیابی آماری از نتایج به دست آمده را ممکن می سازند. با توجه به عملکرد سیستم های مدل سازی مورد استفاده در مطالعه سیستم های محاسباتی، می توان آنها را به دو دسته اصلی تقسیم کرد:

 سیستم هایی که عناصر منفرد (اجزای) سیستم را مدل می کنند.

 سیستم هایی که کل سیستم محاسباتی را شبیه سازی می کنند.

جدول زیر ویژگی های چندین سیستم شبیه سازی محبوب کلاس های مختلف را فهرست می کند - from برنامه های ساده، طراحی شده برای نصب بر روی رایانه شخصی، به سیستم های قدرتمندی که شامل کتابخانه های اکثر دستگاه های ارتباطی موجود در بازار است و امکان مطالعه خودکار شبکه مورد مطالعه را تا حد زیادی ممکن می سازد.

شرکت و محصول	هزینه (دلار آمریکا)		منابع مورد نیاز	یادداشت
هایتک آمریکایی، پیشگویی کنید	1495		8 MBOP، 6 مگابایت دیسک، DOS، Windows، OS/2	ارزیابی عملکرد هنگام کار با داده های متنی و گرافیکی برای بخش های جداگانه و شبکه به عنوان یک کل
محصول CACI، COMNET III	34500-39500	LS، GS	32 مگابایت، 100 مگابایت دیسک , Windows, Windows NT, OS/2, Unix	مدل های X.25، ATM، Frame Relay، LAN-WAN، SNA، DECnet، OSPF، پروتکل های RIP. دسترسی به CSMA/CD و دسترسی توکن، FDDI و غیره. کتابخانه جاسازی شده 3COM، Cisco، DEC، HP، Wellfleat، ...
ساختن سیستم، NetMakerXA	6995-14995	LS، GS	128 MBOP، 2000 مگابایت دیسک، AIX، Sun OS، Sun Solaris	بررسی داده های توپولوژی شبکه؛ واردات اطلاعات ترافیک در زمان واقعی
سیستم جادوی شبکه، استرس ماژیک	2995		2 مگابایت، دیسک 8 مگابایت، ویندوز	پشتیبانی از تست های اندازه گیری عملکرد استاندارد؛ شبیه سازی اوج بار در سرور فایل
مرکز تحلیل شبکه ذهن	9400-70000		8 MbOP، 65 Mbdisk، DOS، Windows	ابزار طراحی، بهینه سازی شبکه، حاوی داده هایی در مورد هزینه پیکربندی های معمولی با قابلیت ارزیابی دقیق عملکرد است
AutoNet/طراح	25000			تعیین مکان بهینه متمرکز کننده در HW، امکان ارزیابی صرفه جویی در هزینه با کاهش هزینه تعرفه، تغییرات ارائه دهنده خدمات و ارتقاء تجهیزات؛ مقایسه گزینه های ارتباطی از طریق نزدیکترین و بهینه ترین نقطه دسترسی و همچنین از طریق پل و شبکه تلفن محلی
گروه طراحی و تحلیل شبکه AutoNet/MeshNET	30000		8 MbOP، 40 Mbdisk، Windows، OS/2	مدل سازی پهنای باند و بهینه سازی هزینه برای سازمان WAN با شبیه سازی خطوط آسیب دیده، پشتیبانی از AT & T، Sprint، WiTel، مقیاس تعرفه Bell
گروه طراحی و تحلیل شبکه AutoNet/Performance-1	4000		8 MbOP، 1 Mbdisk، Windows، OS/2	مدل سازی عملکرد شبکه های سلسله مراتبی با تجزیه و تحلیل حساسیت به تأخیر، زمان پاسخ و تنگناها در ساختار شبکه
گروه طراحی و تحلیل شبکه AutoNet/Performance-3	6000		8 MbOP، 3 Mbdisk، Windows، OS/2	مدل سازی عملکرد انجمن های چند پروتکلی شبکه های محلی و گسترده. تخمین تاخیر در صف ها، پیش بینی زمان پاسخگویی و همچنین تنگناها در ساختار شبکه. حسابداری برای داده های ترافیک واقعی که از تحلیلگرهای شبکه می آید
سیستم و شبکه ها استخوان ها	20000-40000	LS، GS	32 MbOP، 80 Mbdisk، Sun OS، Sun Solaris، HP-UX	تجزیه و تحلیل تأثیر برنامه های کاربردی سرویس گیرنده-سرور و فناوری های جدید بر عملکرد شبکه
MIL3، Opnet	16000-40000		16 مگابایت، 100 مگابایت دیسک , DEC AXP, Sun OS, Sun Solaris, HP-UX	دارای کتابخانه ای از دستگاه های مختلف شبکه است، از انیمیشن پشتیبانی می کند، نقشه شبکه تولید می کند، پهنای باند را شبیه سازی می کند.

محبوب ترین سیستم های شبیه سازی

استخوان ها(سیستم ها و شبکه ها) - سیستم شبیه سازی گرافیکی همه منظورهبرای تجزیه و تحلیل معماری سیستم ها، شبکه ها و پروتکل ها. مدل ها را در لایه انتقال و در لایه کاربردی توضیح می دهد. تجزیه و تحلیل تأثیر برنامه های کاربردی سرویس گیرنده-سرور و فناوری های جدید را در شبکه فعال می کند.

شبکه ساز(OPNET Technologies) - ابزارهای طراحی، برنامه ریزی و تجزیه و تحلیل توپولوژی برای شبکه های کلاس گسترده. متشکل از ماژول های مختلف برای محاسبه، تجزیه و تحلیل، طراحی، تجسم، برنامه ریزی و تجزیه و تحلیل نتایج.

عملکرد بهینه(Compuware; Optimal Networks) - قابلیت ارزیابی سریع و شبیه سازی دقیق را دارد، به بهینه سازی نرم افزارهای توزیع شده کمک می کند.

رسالت(Abstraction Software) یک سیستم ساده برای مدلسازی شبکه های محلی و جهانی است. به شما امکان می‌دهد زمان پاسخ رایانه به درخواست، تعداد "بازدیدها" در سرور WWW، تعداد ایستگاه‌های کاری برای سرویس تجهیزات فعال، حاشیه عملکرد شبکه در صورت خرابی تجهیزات خاص را تخمین بزنید.

خانواده CANE(شرکت ایمج نت) -- طراحی و مهندسی مجدد سیستم کامپیوتری، ارزیابی گزینه های مختلف، سناریوهای "چه می شود اگر". مدلسازی در سطوح مختلف مدل OSI. یک کتابخانه پیشرفته از دستگاه ها که شامل ویژگی های فیزیکی، الکتریکی، حرارتی و سایر ویژگی های اشیاء است. شما می توانید کتابخانه های خود را ایجاد کنید.

خانواده COMNET(Compuware; CACI Products Company) یک سیستم شی گرا برای مدل سازی شبکه های محلی و جهانی است. به شما امکان می دهد سطوح را مدل کنید: برنامه ها، حمل و نقل، شبکه، کانال. از تمام فناوری ها و پروتکل های شناخته شده در حال حاضر و همچنین سیستم های سرویس گیرنده-سرور استفاده می کند. به راحتی با مدل تجهیزات و فناوری تنظیم می شود. امکان وارد کردن و صادرات توپولوژی و داده های ترافیک شبکه. مدل سازی شبکه های سلسله مراتبی، شبکه های چندپروتکلی محلی و جهانی؛ حسابداری برای الگوریتم های مسیریابی

خانواده OPNET(OPNET Technologies) ابزاری برای طراحی و مدل سازی شبکه های محلی و جهانی، سیستم های کامپیوتری، برنامه های کاربردی و سیستم های توزیع شده است. امکان وارد کردن و صادرات توپولوژی و داده های ترافیک شبکه. تأثیر برنامه های کاربردی سرویس گیرنده-سرور و فناوری های جدید بر عملکرد شبکه را تجزیه و تحلیل کنید. مدل سازی شبکه های سلسله مراتبی، شبکه های چندپروتکلی محلی و جهانی؛ حسابداری برای الگوریتم های مسیریابی رویکرد شی گرا. کتابخانه جامع پروتکل ها و اشیاء. شامل محصولات زیر است: Netbiz (طراحی و بهینه سازی سیستم کامپیوتری)، Modeler (مدل سازی و تحلیل عملکرد شبکه، سیستم های کامپیوتری، برنامه های کاربردی و سیستم های توزیع شده)، ITGuru (ارزیابی عملکرد شبکه های ارتباطی و سیستم های توزیع شده).

استرس جادویی(توسط NetMagic Systems) -- پشتیبانی از تست های اندازه گیری عملکرد استاندارد. شبیه سازی اوج بار در سرور فایل و سرور چاپ. امکان شبیه سازی تعامل کاربران مختلف با فایل سرور وجود دارد. شامل 87 تست عملکرد

جدول 1. سیستم های شبیه سازی

شرکت	تولید - محصول	هزینه، دلار آمریکا	نوع شبکه	سیستم عامل
سیستم ها و شبکه ها	استخوان ها	20000 - 40000		Sun Solaris، SunOS، HP/UX
ImageNet( http://www.imagenet-cane.com/)	نیشکر	7900 - 25000	LAN، WAN، معماری مشتری-سرور	ویندوز NT
شبکه های بهینه (کامپیوتر) (http://www.optimal.com/)	عملکرد بهینه	5000 - 30000	LAN، WAN	ویندوز 98/NTs
نرم افزار انتزاع ( http://www.abstraction.com/)	پیشگویی کنید		LAN، WAN	ویندوز 98/NT، OS/2
مرکز تحلیل شبکه ( http://www.nacmind.com/, http://www.salestar.com/)	WinMIND	9500 - 41000		ویندوز 98/NT
محصولات CACI (کامپیوتر) ( http://www.caciasl.com/, http://www.compuware.com/)	خانواده COMNET	19000 - 60000	LAN، WAN معماری مشتری-سرور	Windows 98/NT، OS/2، AT&T Unix، IBM AIX، DEC Ultrix، Sun Solaris، Sun OS، HP/UX
OPNET Technologies (MIL3) ( http://www.mil3.com/, http://www.opnet.com/)	خانواده OPNET	16000 - 40000	LAN، WAN، معماری مشتری-سرور	DEC AXP، Sun Solaris، Sun OS، HP/UX، Silicon Graphics IRIX، IBM AIX، Windows
سیستم های نت مجیک ( http://www.netmagicinc.com/)	StressMagic	3000 برای 1 سرور فایل		ویندوز 98/NT

اطلاعات دقیق تر در مورد این سیستم ها و ویژگی های آنها در جدول آورده شده است. 1. از جمله قدرتمندترین و جالب ترین آنها می توان به COMNET III از CACI Products Company (سیستم در سال 2000 به Compuware فروخته شد) و OPNET از OPNET Technologies (که قبلا MIL3 نامیده می شد) اشاره کرد.

سیستم شبیه سازی COMNET از CACIProducts

CACIProducts یکی از رهبران بازار در سیستم های شبیه سازی شبکه است که به مدت 35 سال چنین ابزارهایی را توسعه داده است.

سیستم شبیه سازی COMNET به شما این امکان را می دهد که عملکرد شبکه های پیچیده را بر اساس تقریباً تمام فناوری های شبکه مدرن و شامل لینک های محلی و جهانی تجزیه و تحلیل کنید.

سیستم COMNET از چندین بخش اصلی تشکیل شده است که هم به صورت مستقل و هم به صورت ترکیبی کار می کنند:

• COMNETBaseliner یک بسته طراحی شده برای جمع آوری داده های اولیه در مورد است عملیات شبکهمورد نیاز برای شبیه سازی
• COMNETIII، همراه با AdvanceFeaturesPack، یک سیستم مدل سازی شبکه دقیق است.
• COMNETPpredictor سیستمی برای ارزیابی سریع عملکرد شبکه است.

COMNETBaseliner

مشکل اصلی در هر مدل سازی شبکه مشکل جمع آوری داده ها در مورد شبکه موجود است. این دقیقاً همان مشکلی است که بسته COMNETBaseliner به حل آن کمک می کند.

این بسته می تواند با بسیاری از سیستم های کنترل و مانیتورینگ شبکه های صنعتی کار کند و داده های جمع آوری شده از آنها را دریافت کرده و آنها را برای استفاده در مدل سازی شبکه با استفاده از سیستم های COMNETIII یا COMNETPpredictor پردازش کند.

COMNETBaseline به شما امکان می دهد فیلترهای مختلفی ایجاد کنید که با آن می توانید اطلاعات مورد نیاز برای مدل سازی را از داده های وارد شده استخراج کنید. با COMNETBaseline می توانید:

• اطلاعات مربوط به توپولوژی شبکه را احتمالاً به صورت سلسله مراتبی وارد کنید.
• ترکیب اطلاعات از چندین فایل گزارش ترافیک که می تواند از ابزارهای نظارتی مختلف به یک مدل ترافیک وارد شود.
• مدل ترافیک حاصل را برای بررسی گذرا اولیه ارائه دهید.
• نمایش گرافیکی ارتباط بین گره ای را مشاهده کنید که در آن ترافیک هر جفت گره با یک خط با رنگ مشخص نشان داده می شود.

بسته COMNETBaseline می تواند داده ها را از محصولات زیر وارد کند:

اطلاعات توپولوژیکی:	اطلاعات ترافیک:
HP OpenView	Network General Expert Sniffer Network Analyzer
Cabletron SPECTRUM	سیستم عمومی توزیع شده Sniffer شبکه
IBM NetView برای AIX	نرم افزار مرزی NETscout
چند مرکز دیجیتال	خدمتکار شبکه Axon LAN
Castlerock SNMPc	HP NetMetrix
فرآیند سیم کارت CACI	واندل و گلترمن دومینو آنالایزر کامپیوتر EcoNet
NACMIND	اکثر ابزارهای RMON

COMNETIII

ویژگی های عمومی

سیستم شبیه سازی شبکه COMNETIII به شما اجازه می دهد تا عملکرد محلی، جهانی و شبکه های شرکتی. سیستم COMNETIII تحت ویندوز 95، WindowsNT و Unix اجرا می شود.

COMNETIII یک روش ساده و شهودی برای ساخت یک مدل شبکه بر اساس استفاده از بلوک های اولیه آماده مطابق با دستگاه های شبکه شناخته شده مانند رایانه ها، روترها، سوئیچ ها، مالتی پلکسرها و کانال های ارتباطی ارائه می دهد.

کاربر تکنیک کشیدن و رها کردن را برای نمایش گرافیکی شبکه شبیه سازی شده عناصر کتابخانه اعمال می کند:

سپس سیستم COMNETIII شبیه سازی دقیق شبکه حاصل را انجام می دهد و نتایج را به صورت پویا به عنوان یک انیمیشن بصری از ترافیک حاصل نمایش می دهد.

گزینه دیگر برای تنظیم توپولوژی شبکه شبیه سازی شده، وارد کردن اطلاعات توپولوژیکی از سیستم های مدیریت و مانیتورینگ شبکه است.

پس از پایان شبیه سازی، کاربر ویژگی های عملکرد شبکه زیر را در اختیار دارد:

• تأخیرهای پیش‌بینی‌شده بین گره‌های شبکه پایانی و میانی، توان عملیاتی کانال، بخش، بافر و نرخ استفاده از پردازنده.
• اوج و فرورفتگی ترافیک به عنوان تابعی از زمان، نه به عنوان میانگین.
• منابع تاخیر و تنگناهای شبکه

برنج. 4.1. مدل سازی شبکه با COMNETIII

انواع گره ها

سیستم COMNETIII با سه نوع گره کار می کند - گره های پردازنده، گره های روتر و سوئیچ ها. گره ها را می توان به هر نوع پیوند ارتباطی، از پیوندهای LAN گرفته تا پیوندهای ماهواره ای، منتقل کرد. گره ها و پیوندها را می توان با میانگین زمان بین خرابی ها و میانگین زمان بازیابی برای مدل سازی قابلیت اطمینان شبکه مشخص کرد.

در COMNETIII، نه تنها تعامل کامپیوترها بر روی یک شبکه، بلکه فرآیند به اشتراک گذاری پردازنده هر کامپیوتر بین برنامه های کاربردی آن مدل سازی می شود. عملکرد یک برنامه با استفاده از چندین نوع دستور، از جمله دستورات برای پردازش داده ها، ارسال و خواندن پیام ها، خواندن و نوشتن داده ها در یک فایل، ایجاد جلسات و توقف برنامه تا دریافت پیام ها، مدل سازی می شود. برای هر برنامه، به اصطلاح یک مجموعه دستوری تنظیم می شود.

گره‌های روتر می‌توانند روترها، سوئیچ‌ها، پل‌ها، هاب‌ها و هر دستگاهی که دارای یک گذرگاه داخلی مشترک است که بسته‌ها را بین پورت‌ها منتقل می‌کند، شبیه‌سازی کنند. گذرگاه با پهنای باند و تعداد کانال های مستقل مشخص می شود. گره روتر همچنین تمام ویژگی های یک گره پردازنده را دارد، به طوری که می تواند برنامه هایی را اجرا کند که به عنوان مثال جداول مسیریابی را به روز می کنند یا اطلاعات مسیریابی را از طریق شبکه پخش می کنند. گره های سوئیچ غیر مسدود کننده را می توان با تنظیم تعداد پیوندهای مستقل برابر تعداد ماژول های سوئیچ مدل کرد. کتابخانه COMNETIII شامل تعداد زیادی توصیف از مدل‌های روتر خاص با پارامترهای مبتنی بر نتایج آزمایش در هاروارد NetworkDeviceTestLab است.

یک گره سوئیچ عملکرد سوئیچ ها و همچنین روترها، هاب ها و سایر دستگاه هایی را که بسته ها را از یک پورت ورودی به یک پورت خروجی با تاخیر ناچیز منتقل می کنند، مدل می کند.

کانال های ارتباطی و شبکه های جهانی

کانال های ارتباطی با مشخص کردن نوع آنها و همچنین دو پارامتر - خروجی و تاخیر انتشار مدل سازی می شوند. واحد انتقال داده از طریق کانال یک فریم است. بسته ها در حین انتقال از طریق کانال ها به فریم ها تقسیم می شوند. هر کانال با موارد زیر مشخص می شود: حداقل و حداکثر اندازه فریم، سربار فریم و میزان خطای فریم.

در سیستم COMNETIII، تمام روش های دسترسی به رسانه های رایج، از جمله ALOHA، قابل شبیه سازی هستند. CSMA/CD، TokenRing، FDDI و غیره از پیوندهای نقطه به نقطه نیز می توان برای مدل سازی پیوندهای ISDN و SONET/SDH استفاده کرد.

COMNETIII شامل ابزارهایی برای مدل سازی شبکه های جهانی در سطح بالاانتزاع - مفهوم - برداشت. این نمایش WAN ها زمانی مفید است که تعیین اطلاعات دقیق در مورد توپولوژی پیوندهای فیزیکی و در مورد ترافیک کامل WAN غیرممکن یا غیرعملی باشد. به عنوان مثال، مدلسازی دقیق عملکرد اینترنت در هنگام بررسی انتقال ترافیک بین دو شبکه محلی متصل به اینترنت، منطقی نیست.

COMNETIII امکان مدل‌سازی درشت شبکه‌های FrameRelay، شبکه‌های سوئیچ سلولی (به عنوان مثال، ATM)، شبکه‌های سوئیچ بسته (مثلاً X.25) را می‌دهد.

هنگام مدل‌سازی شبکه‌های جهانی، تقسیم بسته‌ها به فریم‌ها شبیه‌سازی می‌شود و هر نوع سرویس جهانی با حداقل و مشخصه مشخص می‌شود. حداکثر ابعادقاب و هزینه های سربار برای اطلاعات خدمات.

ارتباط با شبکه جهانی با استفاده از یک کانال دسترسی شبیه سازی می شود که دارای تاخیر انتشار و توان عملیاتی خاصی است. خود شبکه جهانی با تاخیر در تحویل اطلاعات از یک کانال دسترسی به کانال دیگر، احتمال از دست دادن فریم یا حذف اجباری آن از شبکه (در صورت نقض توافقنامه در مورد پارامترهای ترافیک از نوع CIR) مشخص می شود. این پارامترها به درجه ازدحام WAN بستگی دارد که می تواند به صورت عادی، متوسط ​​و زیاد تنظیم شود. شبیه سازی مدارهای مجازی در شبکه امکان پذیر است.

ترافیک هر گره می تواند به چندین نوع مختلف از منابع ترافیک متصل شود.

منابع برنامه برنامه هایی را تولید کنید که توسط گره هایی مانند پردازنده ها یا روترها اجرا می شوند. گره دستور پس از فرمان را اجرا می کند و عملکرد برنامه های کاربردی را در شبکه شبیه سازی می کند. منابع می توانند برنامه های پیچیده غیر استاندارد و همچنین برنامه های ساده ای که عمدتاً با ارسال و دریافت پیام از طریق شبکه سروکار دارند تولید کنند.

تماس با منابع ایجاد درخواست برای ایجاد اتصالات در شبکه های سوئیچ مدار (شبکه هایی با اتصالات مجازی سوئیچ شده، ISDN، POTS).

منابع بار برنامه ریزی شده تولید داده ها با استفاده از یک برنامه زمان بندی وابسته به زمان. در این مورد، منبع داده ها را به صورت دوره ای با استفاده از توزیع مشخصی از فاصله زمانی بین تکه های داده تولید می کند. شبیه سازی وابستگی شدت تولید داده به زمان روز امکان پذیر است.

منابع "مشتری-سرور" به شما این امکان را می دهد که نه ترافیک بین کلاینت ها و سرور، بلکه برنامه هایی که این ترافیک را ایجاد می کنند را مشخص کنید. این برنامه‌ها در مدل «مشتری-سرور» کار می‌کنند و این نوع منبع به شما امکان می‌دهد بار محاسباتی رایانه‌ای را که به‌عنوان سرور عمل می‌کند، شبیه‌سازی کنید، یعنی زمان لازم برای انجام عملیات محاسباتی، عملیات مربوط به دسترسی به دیسک، زیرسیستم I/O و غیره.

پروتکل ها

پروتکل های ارتباطی لایه های فیزیکی و پیوندی در سیستم COMNETIII در عناصر شبکه مانند کانال ها (پیوندها) در نظر گرفته می شوند. پروتکل های لایه شبکه در عملکرد گره های مدل منعکس می شوند که در مورد انتخاب مسیر بسته در شبکه تصمیم گیری می کنند.

ستون فقرات شبکه و هر یک از زیرشبکه ها می توانند بر اساس الگوریتم های مسیریابی متفاوت و مستقل عمل کنند. الگوریتم های مسیریابی مورد استفاده توسط COMNETIII بر اساس محاسبه کوتاه ترین مسیر تصمیم گیری می کنند. انواع مختلفی از این اصل استفاده می شود که در متریک استفاده شده و نحوه به روز رسانی جداول مسیریابی متفاوت است. از الگوریتم های ایستا استفاده می شود که در آن جدول در ابتدای شبیه سازی فقط یک بار به روز می شود و از الگوریتم های پویا که به صورت دوره ای جداول را به روز می کنند. امکان شبیه سازی مسیریابی چند مسیری وجود دارد که در آن تعادل ترافیک در چندین مسیر جایگزین به دست می آید.

COMNETIII از الگوریتم های مسیریابی زیر پشتیبانی می کند:

• RIP (حداقل جهش)،
• کوچکترین تاخیر اندازه گیری شده،
• OSPF،
• IGRP،
• جداول مسیریابی تعریف شده توسط کاربر

پروتکل هایی که توابع انتقال را انجام می دهند و عملکردهای ارسال پیام بین گره های انتهایی را در سیستم COMNETIII با مجموعه گسترده ای از پروتکل ها نشان می دهند: ATP، NCP، NCPBurstMode، TCP، UDP، NetBIOS، SNA. هنگام استفاده از این پروتکل ها، کاربر آنها را از کتابخانه سیستم انتخاب می کند و پارامترهای خاصی مانند اندازه پیام، اندازه پنجره و غیره را تنظیم می کند.

ارائه نتایج

نمودارها و گزارشات

COMNETIII به شما این امکان را می‌دهد که در هنگام مدل‌سازی، شکل گزارش نتایج را برای هر عنصر مجزای مدل مشخص کنید. برای انجام این کار، در آیتم منو گزارشمورد مورد نظر را انتخاب کنید (مورد زیر منو عنصر شبکه) و یک نوع گزارش خاص برای آن تعیین کنید (بند تایپفرپورت).

هر بار که یک مدل خاص اجرا می شود، گزارش تولید می شود. این گزارش به صورت متن استاندارد ارائه شده است که عرض آن 80 کاراکتر است و به راحتی می توان آن را بر روی هر چاپگری چاپ کرد.

شما می توانید تولید چندین گزارش از انواع مختلف را برای هر عنصر شبکه تنظیم کنید.

علاوه بر گزارش، راه های دیگری نیز برای به دست آوردن نتایج آماری یک مدل اجرا شده وجود دارد. COMNETIII دارای دکمه‌های آماری است که جمع‌آوری آمار را برای هر نوع عنصر مدل - گره‌ها، کانال‌ها، منابع ترافیک، مسیریاب‌ها، سوئیچ‌ها و غیره فعال می‌کند. نظارت بر آمار برای هر عنصر را می توان طوری تنظیم کرد که فقط آمارهای اولیه (حداقل، حداکثر، میانگین و واریانس) را جمع آوری کند یا داده ها را در مقیاس زمانی برای رسم جمع آوری کند.

اگر نتایج مشاهدات در یک فایل برای ترسیم و تجزیه و تحلیل بعدی ذخیره شود، امکان ساخت هیستوگرام و درصد نیز وجود دارد. همچنین امکان رسم نمودارها در طول شبیه سازی وجود دارد.

ردیابی انیمیشن و رویداد

قبل یا در حین شبیه سازی، می توانید حالت های انیمیشن و ردیابی رویداد را با استفاده از آیتم های منو تنظیم کنیدانیمیشنو پی گیری.

گزینه های منو انیمیشنبه شما امکان می دهد سرعت چرخه های مدل سازی و سرعت پیشرفت نشانه ها - نمادهای گرافیکی مربوط به فریم ها و بسته ها را تغییر دهید. در حالت انیمیشن، سیستم COMNETIII ورودی توکن ها به کانال های ارتباطی و خروج آنها از کانال ها، تعداد بسته های فعلی در گره ها، تعداد جلسات ایجاد شده با این گره، درصد استفاده و بسیاری موارد دیگر را نشان می دهد.

در حالت ردیابی، می‌توانید فرآیند وقوع رویدادها را در مدل به یک فایل یا روی صفحه نمایش دهید. هنگامی که روی صفحه نمایش داده می شود، می توانید به حالت شبیه سازی گام به گام بروید، زمانی که رویداد بعدی در مدل رخ می دهد و تنها زمانی نمایش داده می شود که روی دکمه مربوطه رابط گرافیکی کلیک کنید. می‌توانید سطح رویدادهایی را که باید نظارت شوند، از رویدادهای سطح بالا مرتبط با فعالیت برنامه تا پایین‌ترین سطح رویدادهای مرتبط با پردازش فریم در لایه پیوند داده، تنظیم کنید.

تحلیل آماری

COMNETIII شامل مجموعه ای یکپارچه از ابزارها برای تحلیل آماریداده های اولیه و نتایج شبیه سازی با کمک آنها، می توانید توزیع احتمال مناسب را برای داده های تجربی به دست آمده انتخاب کنید. ابزارهای تجزیه و تحلیل نتایج به شما امکان می دهد فواصل اطمینان را محاسبه کنید، تجزیه و تحلیل رگرسیون را انجام دهید و تغییرات برآوردها را از چندین اجرا مدل تخمین بزنید.

پیش بینی کننده COMNET

در 1 می 1997، ابزار جدیدی از CACIProducts، COMNETPpredictor، در بازار ظاهر شد. COMNETPpredictor برای مواردی در نظر گرفته شده است که ارزیابی پیامدهای تغییرات در شبکه ضروری است، اما بدون مدل سازی دقیق شبکه.

COMNETPpredictor مانند این کار می کند. داده های عملیاتی از یک سیستم مدیریت یا نظارت شبکه بارگیری می شود گزینه موجودشبکه و فرضی در مورد تغییر پارامترهای شبکه ساخته شده است: تعداد کاربران یا برنامه های کاربردی، پهنای باند کانال، الگوریتم های مسیریابی، عملکرد گره و غیره. سپس COMNETPpredictor تأثیر تغییرات پیشنهادی را ارزیابی می‌کند و نتایج را در نمودارها و نمودارهایی ارائه می‌کند که تأخیر، نرخ استفاده و تنگناهای شبکه تخمین زده شده را نشان می‌دهد.

به لطف فناوری اصلی Flow Decomposition، تجزیه و تحلیل حتی شبکه های بزرگ جهانی در چند دقیقه انجام می شود.

COMNETPpredictor سیستم COMNETIII را تکمیل می‌کند، که سپس می‌تواند برای تجزیه و تحلیل بیشتر مهم‌ترین سناریوهای شبکه استفاده شود.

COMNET Predictor روی ویندوز 95، ویندوز NT و یونیکس اجرا می شود.

COMNET Predictor CACI یک محصول عالی است و از NetMaker XA ارزان‌تر است. درست است، Predictor تا حدودی کمتر توسعه یافته است و نصب آن چندان آسان نیست. علاوه بر این، گزارش هایی که تولید می کند کمی گیج کننده و بی اطلاع هستند و نمودارهای شبکه بیش از حد بارگذاری شده اند.

ما چندین درایو CD-ROM را امتحان کردیم قبل از اینکه بتوانیم اطلاعات سی دی را که برای ما ارسال شده بود بخوانیم. فقط یک درایو توانست به طور معمول با این کار کنار بیاید. نصب محصول نیز در اولین تلاش موفقیت آمیز نبود.

پیکربندی اولیه Predictor شامل همه چیزهایی است که برای ساختن یک نمودار شبکه با کشیدن نمادهای دستگاه از کتابخانه نیاز دارید. متأسفانه اطلاعات زیادی در نمودار نمایش داده شده است که درک آن بسیار دشوار است. پیش‌بینی‌کننده همچنین شامل ابزارهایی برای خودسازی دستگاه‌ها و ویرایش اطلاعات کتابخانه است.

گزینه Baseliner به شما امکان می دهد اطلاعات مربوط به توپولوژی شبکه و الگوهای ترافیک را از ابزارهای مختلف نظارت بر شبکه رایج وارد کنید. به لطف Baseliner، متوجه خواهید شد که یک برنامه خاص چقدر ترافیک ایجاد می کند. پس از آن، می توانید مدلی بسازید که در آن حجم ترافیک این اپلیکیشن به میزان 10 درصد در ماه افزایش می یابد و به این ترتیب یک پیش بینی برای چندین ماه قبل به دست می آورید. برای کسی که یاد می گیرد نمودارهای شبکه را درک کند (و انجام این کار خیلی آسان نیست)، پیش بینی ابزار بسیار قدرتمندی به نظر می رسد که استفاده از آن دشوار نیست. پارامترهای عناصر شبکه انتخاب شده از کتابخانه را می توان به دقت تنظیم کرد.

سپس می توانید با گفتن به Predictor از مفروضات مربوط به رشد شبکه استفاده کنید که در چه نقطه ای باید در مدل گنجانده شوند. با پیشرفت محاسبات، در صورت بروز مشکل، پیش بینی به کاربر اطلاع می دهد. به عنوان مثال، گزارش شده است که در مدت شش ماه سطح بار هر روتر به 80٪ می رسد که حد مجاز است. سپس می توانید روتر دیگری را وارد مدل کنید و ببینید که آیا این مشکل را حل می کند یا خیر.

تعدادی گزارش به کاربر ارائه می شود، اما برای استخراج اطلاعات مفید از آنها، باید سخت کار کنید: بسیاری از جداول و نمودارها یکدیگر را تکرار می کنند و این درک آن را دشوار می کند.

بدون شک 29 هزار تومان. - این ارزان نیست، اما اگر به یاد داشته باشید که Predictor می تواند نه تنها تحت یونیکس، بلکه تحت ویندوز NT و ویندوز 95 نیز کار کند، مشخص می شود: کاربر آن می تواند در تجهیزات صرفه جویی کند (مقایسه با NetMaker XA).

ساخت پروژه های آزمایشی شبکه های طراحی شده

اگر برای تنظیم اطلاعات در مورد توپولوژی شبکه نیازی به داشتن یک شبکه واقعی ندارید، سپس برای جمع آوری داده های اولیه در مورد شدت منابع ترافیک شبکهاندازه گیری ممکن است در شبکه های آزمایشی، که یک مدل طبیعی از شبکه در حال طراحی هستند، مورد نیاز باشد. این اندازه گیری ها را می توان با روش های مختلفی از جمله آنالایزرهای پروتکل انجام داد.

علاوه بر به دست آوردن داده های اولیه برای مدل سازی شبیه سازی، از شبکه آزمایشی می توان برای حل مسائل مهم مستقل استفاده کرد. می تواند به سوالات مربوط به عملکرد اساسی یک راه حل فنی خاص یا سازگاری تجهیزات پاسخ دهد. آزمایش‌های میدانی ممکن است به هزینه‌های مواد قابل توجهی نیاز داشته باشند، اما با قابلیت اطمینان بالای نتایج به‌دست‌آمده جبران می‌شوند.

شبکه آزمایشی باید تا حد امکان شبیه به شبکه ای باشد که در حال ایجاد است تا پارامترهایی که شبکه آزمایشی در حال ایجاد آن هستند انتخاب شود. برای انجام این کار، قبل از هر چیز لازم است که آن ویژگی ها را برجسته کنید شبکه ایجاد کردکه می تواند بیشترین تاثیر را بر سلامت و عملکرد آن داشته باشد.

اگر در مورد سازگاری محصولات تولید کنندگان مختلف، به عنوان مثال، سوئیچ هایی که از شبکه های مجازی پشتیبانی می کنند یا سایر ویژگی هایی که هنوز استاندارد نشده اند، تردیدهایی وجود دارد، باید این دستگاه ها را از نظر سازگاری در شبکه آزمایشی و در حالت هایی که باعث ایجاد مشکل می شوند بررسی کرد. اکثر شک ها

در مورد استفاده از یک شبکه آزمایشی برای پیش‌بینی توان عملیاتی یک شبکه واقعی، در اینجا امکانات این نوع مدل‌سازی بسیار محدود است. بعید است که شبکه آزمایشی بتواند تخمین خوبی از عملکرد شبکه ای که شامل گره ها و کاربران زیرشبکه بسیار بیشتری است ارائه دهد، زیرا مشخص نیست که چگونه نتایج به دست آمده را برون یابی کنیم. شبکه بزرگ، به یک شبکه بسیار بزرگتر.

بنابراین، استفاده از شبکه آزمایشی در این مورد به همراه یک مدل شبیه‌سازی که می‌تواند از نمونه‌هایی از ترافیک، تأخیر و توان عملیاتی دستگاه‌های به‌دست‌آمده در شبکه آزمایشی برای توصیف مدل‌های بخش‌های شبکه واقعی استفاده کند، توصیه می‌شود. سپس این مدل های جزئی را می توان در یک مدل کامل از شبکه در حال ایجاد ترکیب کرد که عملکرد آن شبیه سازی خواهد شد.

با شبیه سازی چه چیزی بدست می آوریم؟

با استفاده از مدل سازی هنگام طراحی یا مهندسی مجدد یک سیستم کامپیوتری، می توانیم موارد زیر را انجام دهیم: ارزیابی توان عملیاتی شبکه و اجزای آن، شناسایی تنگناها در ساختار سیستم کامپیوتری. مقایسه گزینه های مختلف برای سازماندهی یک سیستم محاسباتی؛ برای انجام یک پیش بینی بلند مدت از توسعه یک سیستم کامپیوتری؛ پیش بینی پهنای باند شبکه آینده مورد نیاز با استفاده از داده های پیش بینی. تخمین تعداد و عملکرد مورد نیاز سرورها در شبکه؛ مقایسه گزینه های مختلف برای ارتقاء سیستم محاسباتی؛ ارزیابی تأثیر ارتقاء نرم افزار بر روی سیستم محاسباتی، ظرفیت ایستگاه های کاری یا سرورها، تغییرات در پروتکل های شبکه.

بررسی پارامترهای یک سیستم کامپیوتری برای ویژگی های مختلفاجزای جداگانه به شما امکان می دهد تجهیزات شبکه و محاسباتی را بر اساس عملکرد، کیفیت خدمات، قابلیت اطمینان و هزینه انتخاب کنید. از آنجایی که هزینه یک پورت تجهیزات شبکه فعال بسته به سازنده تجهیزات، فناوری مورد استفاده، قابلیت اطمینان و مدیریت می تواند از ده ها روبل تا ده ها هزار متغیر باشد، مدل سازی امکان به حداقل رساندن هزینه تجهیزات در نظر گرفته شده برای استفاده در یک سیستم محاسباتی را فراهم می کند. شبیه سازی زمانی موثر می شود که تعداد ایستگاه های کاری 50-100 باشد و زمانی که بیش از 300 ایستگاه باشد، کل صرفه جویی در هزینه می تواند 30 تا 40 درصد هزینه پروژه باشد.

جنبه مالی

طبیعتاً این سؤال در مورد هزینه انجام بررسی یک سیستم رایانه ای با استفاده از شبیه سازی مطرح می شود. هزینه خود شبیه سازی با عملکرد صحیح سیستم شبیه سازی کم است. بخش اصلی هزینه نظرسنجی هزینه دستمزد متخصصان بسیار ماهر در زمینه فناوری های شبکه، تجهیزات محاسباتی، سیستم های مدل سازی، انجام یک بررسی شی، تدوین مدل های اجزا و خود سیستم کامپیوتری، تعیین جهت گیری است. توسعه و اصلاحات سیستم کامپیوتری و مدل های آن.

بازرسی و مدل سازی یک سیستم کامپیوتری با 250 گره می تواند یک تا دو هفته طول بکشد، در حالی که هزینه آن از 5000 دلار تا 17500 دلار متغیر است. کمتر از 4 درصد از هزینه پروژه.

در همان زمان، ما دریافت می کنیم: یک ارزیابی عینی از راه حل و یک مطالعه امکان سنجی. تضمین عملکرد مورد نیاز و حاشیه عملکرد؛ تصمیمات صحیح و قابل مدیریت برای نوسازی مرحله ای

سیستم های شبیه سازی در بررسی گنجانده نشده است

CPSIM(BoyanTech) یک سیستم ساده برای مدلسازی فرآیندهای سریال و موازی است. مدل یک گراف جهت دار است که در آن گره ها اشیاء هستند (رایانه ها، سرورها، تجهیزات شبکه)، قوس ها کانال های ارتباطی هستند.

NetDA/2(IBM) - طراحی شده برای طراحی، تجزیه و تحلیل و بهینه سازی شبکه های جهانی و مهندسی مجدد شبکه های SNA موجود. شما می توانید الگوریتم های مسیریابی خود را تنظیم کنید. به شما امکان می دهد سناریوهای "چه می شد اگر" را شبیه سازی کنید. همچنین از پروتکل TCP/IP پشتیبانی می کند. روی OS/2 پیاده سازی شده است.

NPAT(ابزارهای برنامه ریزی و تحلیل شبکه)؛ Sun، - طراحی شده برای شبیه سازی شبکه های داده/صدای یکپارچه بر اساس ستون فقرات T1 و T3. بر روی Solaris 2.6، 7 پیاده سازی شده است.

SES / میز کار(HyPerfomix) -- مدل سازی شبکه های محلی و جهانی در سطوح برنامه، پیوند داده و فیزیکی. مدل سازی برنامه های پیچیده، DBMS. به شما امکان می دهد تحلیل هزینه گزینه ها را انجام دهید. مکانیزمی برای قرار دادن نقاط کنترل و ردیابی وجود دارد.

WinMIND(مرکز تحلیل شبکه) - سیستمی برای طراحی، پیکربندی و بهینه سازی شبکه. حاوی داده های هزینه برای پیکربندی های معمولی با توانایی ارزیابی دقیق عملکرد و قیمت است.

خانواده AUTONET(طراحی و تجزیه و تحلیل شبکه) -- شامل سیستم نظارت و مدیریت AMS است که امکان ارزیابی عملکرد شبکه و همچنین مدلسازی و صورتحساب دقیق راه حل های شبکه را فراهم می کند.

پروژه ns2/VINT

سال 1996 آغاز کار بر روی پروژه VINT (مجازی بین شبکه آزمایشی) بود که توسط دارپا (آژانس پروژه های تحقیقاتی دفاعی) سازماندهی شد و تحت هدایت تعدادی از سازمان ها و مراکز علمی اجرا شد: USC / ISI (دانشگاه کالیفرنیای جنوبی / علوم اطلاعات). موسسه)، زیراکس PARC، LBNL (آزمایشگاه ملی لارنس برکلی) و UCB (UC Berkley). امروزه حامیان اصلی پروژه DARPA، NSF و ACIRI (مرکز تحقیقات اینترنتی AT&T در ICSI) هستند.هدف اصلی پروژه VINT ساخت یک محصول نرم افزاری بود که امکان شبیه سازی شبکه های ارتباطی را فراهم می آورد و دارای تعدادی ویژگی است. از جمله تجسم نتایج و انعطاف پذیری. بسته شبیه ساز شبکه توسعه یافته در دانشگاه کالیفرنیا از سال 1989 (تا سال 1995 که به عنوان REAL شناخته می شد) به عنوان پایه ای برای پیاده سازی نرم افزار انتخاب شد. منطقی است که نام شبیه ساز شبکه 2 (از این پس ns2 نامیده می شود) برای محصول نرم افزار انتخاب شده است.
ns2، مانند پیشینیان خود، به عنوان نرم افزار منبع باز (نرم افزار کد منبع باز - OSS) توسعه داده شد. چنین نرم افزاری به صورت رایگان توزیع می شود - بدون هیچ گونه محدودیتی در حق استفاده، تغییر و توزیع توسط اشخاص ثالث. بنابراین، از نظر هزینه، ns2 قطعاً در مقایسه با نرم افزار تجاری ذکر شده در بالا پیشرو است - رایگان است. به همین دلیل، تمام به روز رسانی ها و افزوده ها (کتابخانه های جدید، پروتکل ها و غیره) رایگان هستند و همیشه به صورت آنلاین در دسترس هستند. یکی دیگر از ویژگی های نه چندان قابل توجه نرم افزار OSS، توانایی تغییر هسته برنامه و پیکربندی انعطاف پذیر مطابق با نیازهای یک کاربر خاص است. یکی از ویژگی های متمایز کننده ns2 از نظر انعطاف پذیری، چند عملیات است. نسخه های کامل، که شامل تمام توابع هستند، در حال حاضر بر روی سیستم عامل های زیر در حال اجرا هستند:
- SunOS؛
- سولاریس؛
- لینوکس؛
- FreeBSD؛
- ویندوز 95/98/ME/NT/2000.
برای نصب نسخه کامل ns2، به 250 مگابایت فضای دیسک رایگان روی کامپیوتر و یک کامپایلر ++C نیاز دارید. همچنین یک نسخه ساده شده (کامپایل شده) برای برخی از سیستم عامل ها، به ویژه تمام نسخه های ویندوز وجود دارد که به اندازه نسخه کامل انعطاف پذیر نیست، به ویژه، اضافه کردن اجزا، اصلاح هسته و غیره غیرممکن است. با این حال، استفاده از این نسخه بسیار آسان است و نیازی به دانش عمیق سیستم عامل و زبان C++ ندارد. برای اینکه نسخه ساده شده ns2 کار کند، کافی است 3 مگابایت فضای خالی روی هارد دیسک کامپیوتر داشته باشید.
الزامات عملکرد کامپیوتر ns2 چندان سختگیرانه نیست. اصولاً رایانه ای با پردازنده 486 می تواند عملکرد قابل قبولی را حتی برای نسخه کامل ns2 ارائه دهد.اگر گروهی از کاربران نیاز به استفاده از ns2 داشته باشند، کافی است نسخه کامل آن را روی دستگاهی که دارای سیستم عامل یونیکس مانند است نصب کنید. کاربران می توانند در حالت ترمینال به ns2 دسترسی داشته باشند و با کامپایل کردن نسخه خود در فهرست اصلی، تغییرات لازم از جمله هسته برنامه را انجام دهند. انیمیشن نتایج به دست آمده نیز با کمک سرور X امکان پذیر است.

شبیه ساز شبکه.

شبیه ساز شبکهبرای مدل سازی شبکه ها با سوئیچینگ بسته و روش های مختلف مسیریابی بسته ها در نظر گرفته شده است.

شبیه ساز شبکهبه توسعه‌دهنده یا پرسنل تعمیر و نگهداری شبکه اجازه می‌دهد تا رفتار شبکه را با تغییر مدل‌سازی کنند: توپولوژی شبکه، روش مسیریابی بسته‌ها، پهنای باند هر کانال شبکه، بار روی شبکه (شدت جریان‌های ورودی)، طول بسته ها و توزیع تعداد بسته ها در یک پیام، اندازه حافظه در گره های سوئیچینگ، محدودیت در حداکثر زمان صرف شده توسط پیام ها در شبکه، اولویت های پیام های مختلف.
این سیستم امکان شبیه‌سازی روش‌های مسیریابی بسته‌ها مانند روش امداد، روش فورد، روش دایکسترا، روش بارن، روش تبادل تاخیر بسته بین گره‌های شبکه، روش گالاگر، روش حل معادله بلمن (برای نوع خاصی از شبکه) را می‌دهد. ، و همچنین مسیریابی تصادفی، پروتکل های RIP، EGP، IGRP، BGP، OSPF و غیره. اکثر روش ها در اصلاحات غیرتصادفی و تصادفی اجرا می شوند.
این سیستم از اصل تقسیم پیام ها به انواع مختلف استفاده می کند که از نظر طول و اولویت بسته ها، توزیع تعداد آنها، شدت جریان های ورودی و غیره متفاوت است.

در نتیجه مدل، اطلاعاتی در مورد:

• متوسط ​​تأخیر (زمان تحویل) پیام ها در انواع مختلف؛
• هیستوگرام و توابع توزیع تاخیر (زمان تحویل) پیام ها.
• هیستوگرام چگالی ها و توابع توزیع حافظه اشغال شده توسط گره های سوئیچینگ.
• تعداد پیام هایی از انواع مختلف که به مخاطب رسیده است.
• تعداد خرابی ها در تحویل پیام ها به دلایل مختلف (فقدان حافظه، بیش از زمان مجاز صرف شده در شبکه و غیره)؛

در فرآیند مدل‌سازی، بنا به درخواست کاربر، می‌توان «گزارش رویداد شبکه» را برای تحلیل‌های آماری بعدی پر کرد.

Opnet.

Opnet Modeler به کاربران یک محیط گرافیکی برای ایجاد، اجرا و تجزیه و تحلیل شبیه سازی رویداد شبکه های ارتباطی ارائه می دهد. این نرم افزار مفید می تواند برای طیف گسترده ای از وظایف مانند ایجاد و تأیید پروتکل ارتباطی معمولی، تجزیه و تحلیل تعامل پروتکل، بهینه سازی شبکه و برنامه ریزی استفاده شود. همچنین می توان از بسته برای بررسی صحت مدل های تحلیلی و تشریح پروتکل ها استفاده کرد.

در چارچوب به اصطلاح ویرایشگر پروژه، پالت هایی از اشیاء شبکه ایجاد می شود که کاربر می تواند اشکال مختلفی از گره ها و اتصالات را به آنها اختصاص دهد، تا مواردی که شبیه به یک پازل هستند. تولید خودکار توپولوژی‌های شبکه - حلقه‌ها، ستاره‌ها، شبکه‌های تصادفی، همچنین توسط ابزارهای کمکی برای توپولوژی‌های شبکه وارداتی در قالب‌های مختلف پشتیبانی و پشتیبان‌گیری می‌شود. ترافیک تصادفی را می توان به طور خودکار از الگوریتم ها تولید کرد توسط کاربر مشخص شده است، و همچنین از فرمت های ترافیک خط واقعی موجود در بسته استاندارد وارد شده است. نتایج شبیه سازی را می توان تجزیه و تحلیل کرد و نمودارهای ترافیک و انیمیشن ها دوباره به صورت خودکار تولید می شوند. یک ویژگی جدید تبدیل خودکار به فرمت است html 4.0x.

یکی از مزایای ایجاد یک مدل شبکه با نرم افزار این است که سطح انعطاف پذیری ارائه شده توسط موتور مدل سازی همانند مدل هایی است که از ابتدا نوشته شده اند، اما محیط ساخت شی به کاربر امکان طراحی، بهبود و تولید مدل هایی را می دهد. قابل استفاده مجدد..

چندین محیط ویرایشگر وجود دارد - یکی برای هر نوع شی. سازماندهی اشیا سلسله مراتبی است، اشیاء شبکه (مدل ها) توسط مجموعه ای از گره ها و اشیاء ارتباطی به هم متصل می شوند، در حالی که اشیاء گره توسط مجموعه ای از اشیاء مانند ماژول های صف، ماژول های پردازنده، فرستنده ها و گیرنده ها به هم متصل می شوند. نسخه نرم افزاری برای مدل سازی کانال رادیویی شامل مدل هایی از آنتن فرستنده رادیویی، آنتن گیرنده، اشیاء متحرک گره (از جمله ماهواره ها) است.

منطق رفتار پردازنده و ماژول‌های صف توسط مدل فرآیند تعریف می‌شود که کاربر می‌تواند آن را در ویرایشگر فرآیند ایجاد و تغییر دهد. در ویرایشگر فرآیند، کاربر می تواند مدل فرآیند را از طریق ترکیبی از الگوریتم کار تعریف کند ماشین حالت (ماشین حالت محدود - FSM ) و اپراتورهای زبان برنامه نویسی C/C++.

راه اندازی یک رویداد مدل فرآیند در طول شبیه سازی با افزایش یک وقفه کنترل می شود و هر وقفه مربوط به رویدادی است که باید توسط مدل فرآیند مدیریت شود.

اساس ارتباط بین فرآیندها یک ساختار داده ای است که بسته نامیده می شود. قالب‌های بسته را می‌توان مشخص کرد، یعنی تعیین می‌کنند که کدام فیلدها می‌توانند شامل انواع داده‌های استاندارد مانند اعداد صحیح، اعداد ممیز شناور و نشانگرهای بسته باشند (این آخرین قابلیت اجازه می‌دهد تا مدل‌سازی بسته محصور شود). ساختار داده ای که اطلاعات کنترل رابط را فراخوانی می کند (اطلاعات کنترل رابط - ICI ) را می توان بین دو رویداد مدل فرآیند به اشتراک گذاشت - این مکانیسم دیگری برای ارتباط بین پردازنده است، برای دستورات شبیه سازی بسیار راحت است و با معماری پروتکل لایه ای مطابقت دارد. یک فرآیند همچنین می تواند به صورت پویا فرآیندهای فرزند را ایجاد کند، که توصیف عملکردی سیستم هایی مانند سرورها را ساده می کند.

چندین مدل فرآیند اصلی در بسته پایه گنجانده شده است که پروتکل‌های شبکه محبوب و الگوریتم‌هایی مانند پروتکل دروازه مرزی را شبیه‌سازی می‌کنند.پروتکل دروازه مرزی - BGP پروتکل کنترل انتقال. پروتکل اینترنت ( TCP/IP رله فریم (فریم رله)، اترنت ، حالت انتقال ناهمگام (حالت انتقال ناهمزمان - ATM، و WFQ (صف منصفانه وزنی). ). مدل‌های پایه برای توسعه سریع مدل‌های شبیه‌سازی پیچیده برای معماری‌های شبکه رایج، و همچنین برای آموزش دادن توصیف عملکردی دقیق از پروتکل به دانش‌آموزان مفید هستند. امکان همراهی با نظرات و مدل های گرافیکی (با پشتیبانی از فرامتن) از یک شبکه، گره یا فرآیند وجود دارد.

در حالت گفتگوی مستقیم، مستندات دقیق در قالب موجود است pdf . آموزش شامل مثال های ساده، که توسط آن می توان نسبتاً سریع تمام ظرافت های برنامه را یاد گرفت. روشن کردم Opnet در یک آزمایشگاه دانشجویی در یک دوره شبکه در دانشگاه کالیفرنیا، سن دیگو، و دریافتند که در حدود یک هفته، اکثر دانش‌آموزان دانش اولیه در مورد چگونگی سنتز مدل‌های شبیه‌سازی با استفاده از این محصول نرم‌افزاری را کسب می‌کنند.

NetMakerXA.

موتور شبیه سازی مورد استفاده در NetMaker XA شرکت Make Systems یکی از قدرتمندترین موتورهای موجود در بازار است که بخش بزرگی از عملکرد محصول است. برای هر چیزی که می گیرید - همه چیز مطابق با توضیحات کار می کند. ما نه با مدل سازی شبکه کوچکی که طراحی کردیم و نه با بهبود سیستم ارائه شده توسط سازنده به عنوان مثال، مشکلی نداشتیم. علاوه بر این، گزارش های تولید شده توسط برنامه حاوی تمام اطلاعات لازم بود.

معایب اصلی NetMaker XA نیاز به آموزش جدی کاربران و هزینه بالا است. اگر هزینه ماژول های اضافی را به قیمت پیکربندی اولیه محصول اضافه کنید، مقدار نسبتاً قابل توجهی دریافت خواهید کرد.

هسته اصلی محصول ماژول های Visualizer، Planner و Designer است. هر یک از آنها یک عملکرد را انجام می دهند. برای مدل سازی عملکرد یک شبکه، هر سه مورد نیاز است.

Visualizer برای به دست آوردن اطلاعات در مورد شبکه و مشاهده آن استفاده می شود. این شامل ماژول های SNMP با سنجش خودکار است که دستگاه های شبکه را پرس و جو می کند و اشیاء مربوط به آنها را ایجاد می کند. سپس اطلاعات مربوط به این اشیاء را می توان با استفاده از Visualizer ویرایش کرد.

Planner یک کتابخانه دستگاه است که به شما کمک می کند وقتی یک دستگاه جدید را در شبکه خود نصب می کنید (به عنوان مثال، یک روتر اضافی) چه اتفاقی می افتد تجزیه و تحلیل کنید. Make Systems افزونه‌هایی (افزونه‌ها) حاوی اشیاء با داده‌های مربوط به محصولات تولیدکنندگان مختلف ارائه می‌کند. چنین اشیایی حاوی توضیحات کاملی از مدل های مختلف دستگاه (از تعداد رابط های شبکه تا نوع پردازنده) هستند. تمام اطلاعات توسط سازنده تایید شده است. با استفاده از Planner، کاربر می تواند به طور مستقل اشیاء خود را برای توصیف دستگاه های شبکه و کانال های ارتباطی که در کتابخانه موجود نیستند بسازد.

برای ساخت نمودارهای شبکه به طراح نیاز است. این ابزار به شما امکان می دهد به راحتی و به سرعت مدل ها را ایجاد کنید و جایگزین ها را تجزیه و تحلیل کنید. اگر از آن در ارتباط با Planner استفاده کنید، می توانید اطلاعاتی در مورد نحوه عملکرد شبکه یک پیکربندی مشخص به دست آورید.

اگر می خواهید کمی جلوتر بروید، باید سه ماژول دیگر بخرید: حسابدار، مترجم و تحلیلگر. حساب شامل یک پایگاه داده صورتحساب است. این ماژول به شما کمک می کند تا هزینه های مربوط به استفاده از شبکه های دسترسی عمومی خاص را تجزیه و تحلیل کنید. ما ماژول Interpreter را برای جمع آوری داده ها از ابزارهای تحلیل ترافیک بسیار مفید یافتیم. سپس داده‌ها به‌طور خودکار به مدل ما وارد شدند و به جای فرضیه‌سازی در مورد عملکرد شبکه، امکان استفاده از آن‌ها در زمان واقعی را فراهم می‌کردند. در نهایت، آنالایزر و افزونه «بقای» آن به توسعه برنامه‌های بازیابی فاجعه کمک می‌کند و اطمینان می‌دهد که هیچ خرابی (پس از محلی‌سازی) نمی‌تواند منجر به شکست کل شبکه شود.

تمام این ثروت توابع بسیار گران است - از 37 هزار دلار. برای کیت اصلی به علاوه پرداخت های اضافی برای ماژول های داخلی. هر کسی که بخواهد ماژول های حسابدار، مترجم و تحلیلگر را بخرد باید 30000 دلار دیگر بخرد. NetMaker XA را فقط می توان روی SPARCstation از Sun Microsystems نصب کرد.

به این باید هزینه آموزش را نیز اضافه کرد، زیرا بدون آن به سادگی موفق نخواهید شد. کاری کنید که سیستم ها تشخیص دهند که استفاده از محصول آنها آسان نیست. در طول آزمایشات، یک متخصص برای ما فرستاده شد که نحوه کار با پکیج را به ما آموزش داد.

با این وجود، برای صاحب خوشحال یک شبکه بزرگ از چندین هزار گره، NetMaker XA همان چیزی است که شما به آن نیاز دارید..

SES/Strategizer - یک رویکرد جایگزین

برای کسانی که قصد ندارند رشد را در مدل شبکه خود بگنجانند، محصول بسیار ارزان‌تر SES/Strategizer نرم افزار علمی و مهندسی (9995 دلار) به خوبی انجام خواهد شد.

SES/Strategizer مدل ها را خیلی سریع محاسبه می کند. ما این محصول را بر روی یک ایستگاه کاری Pentium II نصب کردیم و تنها در 2 ثانیه، برنامه محاسبه کرد که یک شبکه نسبتاً پیچیده به مدت 24 ساعت چگونه کار می کند. همچنین می توانید آمار ظریفی در مورد یک عنصر خاص از مدل جمع آوری کنید، به عنوان مثال، نظارت بر استفاده از CPU توسط فرآیند، کاربر و رفتار.

یکی از کاستی های جدی برنامه نیاز به راه اندازی مجدد مدل در هر بار تغییر است. سایر محصولات به شما امکان می دهند متغیرهای مختلفی را در مدل وارد کنید (به عنوان مثال، با در نظر گرفتن رشد شبکه). در نتیجه، می توانید چندین گزینه را در طول یک بار اجرای برنامه امتحان کنید.

نصب هیچ مشکلی ایجاد نکرد، اگرچه ما از دریافت برنامه روی فلاپی دیسک بسیار شگفت زده شدیم. مانند سایر بسته ها، SES/Strategizer به شما امکان می دهد به راحتی مقادیر پارامترها را تنظیم و تغییر دهید. توان عملیاتی. علاوه بر این، اگر کاربر بخواهد با کلیک بر روی ضربدر در گوشه سمت راست بالا، کادر محاوره‌ای را ببندد، محصول درخواست تأیید ("اعمال" یا "لغو") می‌کند. این ویژگی در محصولات دیگر ارائه نشده است، که ناخوشایند است زیرا با آنها هرگز نمی توانید مطمئن باشید که کدام اقدام به طور پیش فرض انجام می شود.

با این حال، جنبه های خاصی از SES/Strategizer باید بهبود یابد. به عنوان مثال، برای مشاهده نتایج شبیه سازی در همان رایانه شخصی که خود برنامه در آن اجرا می شود، باید اجرا شود مایکروسافت اکسل; باید داده ها را از فایل های ایجاد شده توسط SES / Strategizer، جایی که کاراکترهای برگه برای جداسازی فیلدهای عددی استفاده می شود، بگیرد. اگر اکسل نصب نشده باشد، کاربر یک پیغام خطای عجیب دریافت می کند که دلیل کاملاً متفاوتی را برای خرابی نشان می دهد. فقط باید به کاربر اطلاع دهید که باید اکسل را نصب کند یا امکان مشاهده از طریق برنامه دیگری را فراهم کند.

تفاوت بین SES/Strategizer و Predictor به هیچ وجه به اندازه تفاوت قیمت آنها (19000 دلار) نیست. Predictor از این جهت خوب است که محاسبات می توانند دوره طولانی وجود شبکه را پوشش دهند و کاربر می تواند رشد ترافیک را در طول زمان در نظر بگیرد. از نظر عملکرد، SES / Strategizer اصلاً عقب نیست - کاربر فقط باید نیاز به محاسبه مجدد مدل را به طور مداوم تحمل کند.

با این حال NetMaker XA همچنان پادشاه است. این برای کسانی است که می توانند مبلغ هنگفتی را خرج کنند و می خواهند بهترین شبیه ساز شبکه را در اختیار داشته باشند.

الزامات اساسی برای سیستم های شبیه سازی سیستم های محاسباتی

بدون نیاز به برنامه نویسی؛ توانایی وارد کردن اطلاعات از سیستم های مدیریت شبکه موجود و ابزارهای نظارت. وجود یک کتابخانه قابل گسترش از اشیاء؛ رابط بصری؛ راه اندازی آسانروی اشیاء دنیای واقعی؛ سیستم انعطاف پذیر برای ساخت سناریوهای شبیه سازی. ارائه راحت نتایج شبیه سازی؛ انیمیشن فرآیند مدل سازی؛ کنترل خودکار مدل برای سازگاری داخلی.

نکات خریدار

چگونه یک سیستم شبیه سازی انتخاب کنیم؟ هرکس با توجه به وظایف و بودجه تخصیص یافته سیستمی را انتخاب می کند.

اگر می‌خواهید با قابلیت‌های اساسی سیستم‌های شبیه‌سازی آشنا شوید، اگر وظیفه «تنظیم» یعنی راه‌اندازی یک سیستم موجود را ندارید، اما فقط می‌خواهید به طور تقریبی تعیین کنید که آیا در هنگام نصب هرگونه اضافی کار می‌کند یا خیر. دستگاه بدون خرابی مداوم - خرید یک محصول ارزان.

با این حال، همانطور که تجربه واقعی نشان می دهد، دیر یا زود با وظیفه شبیه سازی در مقیاس کامل یک سیستم کامپیوتری روبرو خواهید شد. و در اینجا لازم است موارد زیر را به خاطر بسپارید.

متأسفانه، بر خلاف سیستم‌های مدل‌سازی سطح بالا که توسط شرکت‌های معروف روسی (ARIS - Vest-Metatechnologies، Rational Rose - Argussoft، Interface و غیره) فروخته و پشتیبانی می‌شوند، تامین‌کنندگان سیستم‌های شبیه‌سازی پویا، ما نتوانسته‌ایم رایانه را پیدا کنیم. سیستم های. در سال‌های 1997-1999، برخی از شرکت‌های داخلی در ارائه، فروش و پشتیبانی خانواده‌های COMNET و OPNET مشارکت داشتند، اما پس از آن این روند به حالت تعلیق درآمد. دلایل احتمالاً در ویژگی های بازار روسیه (بی میلی آشکار به ارائه مشخصات و قیمت واقعی سیستم های اطلاعاتی به مشتری و ترس از بررسی مستقل راه حل ها) در کمبود بودجه است.

راهنمای خرید شبکه (www.networkbuyersguide.com) مفید است که توضیحات محصول، سازنده، قیمت و اطلاعات تماس را ارائه می دهد.

تجربه نشان می دهد که تلاش برای تماس مستقیم با سازنده منجر به نتیجه مثبت می شود. یا خود سازنده پاسخ می دهد و این سیستم را عرضه می کند و یا از توزیع کننده ای در اروپا نام می برد که می توان این محصول را از او خریداری کرد. ما با CACI Products و OPNET Technologies (MIL3 سابق) ارتباط برقرار کردیم و نرم افزار لازم را با موفقیت به دست آوردیم.

متأسفانه، شرکت های مشاوره ای که با مدل سازی شبکه مرتبط هستند در حال حاضر برای ما در روسیه ناشناخته هستند.

در کشور ما سیستم های COPMNET III و OPNET بیشترین کاربرد را دارند. این محصولات هستند که با کامل بودن بالای کتابخانه متمایز می شوند، زیرا شرکت های تولید کننده آنها با سازندگان تجهیزات شبکه توافق نامه دارند. اما قبل از خرید یک سیستم گران قیمت، مشخص کنید که به کدام یک از بسته های موجود در ترکیب آن واقعا نیاز دارید.

نتایج آزمون شبیه ساز شبکه جهانی NetwprkWorld
فهرست مطالب	ضریب وزنی %	NetMakerXA*	پیش بینی کننده COMNET	SES/Strategizer
کتابخانه دستگاه بزرگ		10 = 2,0	6 = 1,2	5 = 1,0
کارایی		10 = 1,5	10 = 1,5	10 = 1,5
وضوح طرحواره		9 = 1,35	5 = 0,75	7 = 1,05
امکان وارد کردن اطلاعات در مورد ترافیک در حالت نزدیک به به موقع		9 = 1,35	8 = 1,2	8 = 1,2
قابلیت گسترش		10 = 1,0	7 = 0,7	6 = 0,6
انعطاف پذیری و سهولت استفاده		8 = 1,2	8 = 1,2	7 = 1,05
مستندات		7 = 0,7	7 = 0,7	5 = 0,5
نمرهی نهایی		9,1	7,25	6,9
یادداشت.* جایزه کلاس جهانی به محصولاتی تعلق می گیرد که امتیاز 9.0 یا بیشتر داشته باشند. نمرات در مقیاس 10 درجه ای داده شد. هنگام محاسبه نمره نهایی ضرایب وزنی (اهمیت نسبی معیارها) در نظر گرفته شد.

این بررسی بر روی سه محصول رده بالا تمرکز دارد. NetMaker XA از شرکت Make Systems جایزه کلاس جهانی را دریافت کرد. با این حال، COMNET Predictor از محصولات CACI، که می تواند با محصول قدرتمندتری به نام COMNET III ترکیب شود، فاصله زیادی از پیشرو ندارد. بسته SES/Strategizer که از نرم افزار علمی و مهندسی با قیمت 9995 دلار در دسترس است، برای کسانی که به دنبال صرفه جویی در هزینه هستند توصیه می شود.

با مطالعه تعدادی از بسته ها برای مدل سازی عملکرد یک شبکه، به این نتیجه رسیدیم که همه آنها می توانند مشکلی را که برای حل آن طراحی شده اند کاملاً حل کنند. با این حال، تنها کسانی که آماده اند پول و تلاش زیادی صرف کنند، می توانند نتایج خوبی از آنها به دست آورند. محصولات پیشروان بازار Make Systems و محصولات CACI، و همچنین اولین نرم افزار علمی و مهندسی (SES) در این زمینه، موفق شده اند (البته با درجات مختلف موفقیت) داده های پیکربندی شبکه آزمایشی را تجزیه و تحلیل کنند و اطلاعاتی در مورد پیامدهای احتمالی هرگونه تغییر ارائه دهند.

NetMaker XA از Make Systems در رتبه 1 به عنوان کامل ترین و انعطاف پذیرترین محصول قرار گرفت. COMNET Predictor CACI، پسر عموی اخیراً با برنامه شناخته شده COMNET III نیز تأثیر خوبی گذاشت، اما می‌توانست از ابزار نمودار بهتر و گزارش‌های پیچیده‌تر استفاده کند. SES/Strategizer SES نسبتاً ارزان است، اما برخلاف NetMaker XA و COMNET Predictor، رشد شبکه آینده را در نظر نمی گیرد.

باید بگویم که از بسته های بررسی شده انتظار کمی بیشتر داشتیم. به طور خاص، هیچ یک از برنامه ها نمی توانند گزارش دهند که شبکه بیش از حد پیچیده است، یا نحوه بهبود آن را برای بهبود عملکرد پیشنهاد دهد. آنها فقط نشان می دهند که آیا پروژه پیشنهادی قابل اجرا خواهد بود و در کجا ممکن است با مشکل مواجه شوید. مدیر باید بهترین راه را برای حل مشکلات انتخاب کند.

علاوه بر این، هیچ یک از محصولات را نمی توان به عنوان یک ابزار کاملاً آماده برای استفاده در نظر گرفت که بتواند عملکرد یک شبکه موجود یا حتی جدید طراحی شده را به طور دقیق شبیه سازی کند. قبل از ایجاد مدل های صحیح و تفسیر نتایج، لازم است بودجه قابل توجهی برای آموزش صرف شود. سپس شش تا نه ماه دیگر طول می کشد تا مدل را به طور مداوم تنظیم کنید و تنها پس از آن حداقل تقریباً با واقعیت مطابقت داده می شود.

برای درک اینکه چرا این اتفاق می افتد، باید به یاد داشته باشید که هنگام کار با این محصولات چگونه مدل ها ساخته می شوند. همه برنامه ها مجهز به ابزارهای طراحی گرافیکی هستند که به شما امکان می دهد با کشیدن نمادهای مربوط به دستگاه های مختلف از کتابخانه به فضای کاری برنامه، نمودارهای شبکه بسازید. در ادامه نحوه اتصال دستگاه ها توسط لینک های LAN و WAN که با سرعت های مختلف کار می کنند نشان می دهد و در نهایت نمودار با داده های فعالیت شبکه به دست آمده از مانیتورهای شبکه تکمیل می شود.

با دریافت تمام این داده ها، برنامه یک سیستم معادلات ریاضی ایجاد می کند که با کمک آن رفتار شبکه مدل می شود. متاسفانه یک یا دو اشتباه در اطلاعات اولیه می تواند همه چیز را خراب کند.

ابزارهای مدل سازی شبکه: مزایا و معایب
	NetMakerXAشرکت هاساختن سیستم ها،www.makesystems.com	پیش بینی کننده COMNETشرکت هامحصولات CACI،www.caci.com	SES/Strategizerشرکت هانرم افزارهای علمی و مهندسی www.ses.com
مزایای	عملکرد برتر تعداد زیادی ماژول اضافی، از جمله کتابخانه های دستگاه از تولید کنندگان مختلف ماژول الحاقی خوب برای تجزیه و تحلیل هزینه ویژگی عالی برای توسعه برنامه های بازیابی بلایا	فرصت عالی برای وارد کردن داده های ترافیک در زمان واقعی سهولت در وارد کردن فرضیه ها در مورد رشد ترافیک در طول زمان امکان تنظیم دقیق تنظیمات شبکه با استفاده از جعبه های محاوره ای ساده	قیمت پایین، سهولت استفاده سهولت استفاده از ماژول های ترسیم مدار امکان پذیری تنظیم دقیقتنظیمات شبکه وضوح نمودارهای شبکه
ایرادات	قیمت بسیار بالا نیاز به استفاده از SPARCstation گران قیمت استفاده از محصول دشوار است. آموزش اضافی مورد نیاز است	مشکلات نصب مشکل در درک نمودارهای شبکه نامشخص بودن برخی گزارش ها	تحویل روی دیسکت ناتوانی در محاسبه چشم انداز رشد شبکه اگر اکسل روی همان رایانه شخصی نصب نشده باشد، برخی از گزارش ها قابل مشاهده نیستند
قیمت، تومان	40000 برای یک پیکربندی معمولی	29 000	9995

مسائل و روندها

ابزارهای مدل سازی به اندازه شبکه های محلی که نشان می دهند متنوع هستند

سیستم های مدیریت شبکه معمولاً به عنوان همه جانبه و قدرتمند تبلیغ می شوند. ابزارهای شبیه سازی شبکه را نمی توان چنین نامید. محدوده قیمت این صندوق ها از 129 دلار است. (برای کار در زیر برنامه ویندوزمدل LAN از موسسه عملکرد شبکه) تا 40 هزار دلار. (برای COMNET III توسط CACI، که می تواند تحت ویندوز 95، ویندوز NT و یونیکس اجرا شود).

هر یک از محصولات واقعاً طاقچه "محیط زیستی" خود را دارند. برخی از ابزارها برای مدیریت شبکه های محلی طراحی شده اند، در حالی که برخی دیگر برای مدیران شبکه های توزیع شده جغرافیایی طراحی شده اند. برخی به سادگی اجازه نمودار شبکه را می دهند و قابلیت مدل سازی محدودی دارند، در حالی که برخی دیگر قادر به تجزیه و تحلیل پیچیده WAN هستند.

با این حال، هیچ یک از ابزارها نمی توانند همه وظایف را پوشش دهند، بنابراین اگر نیاز به شبیه سازی یک شبکه و تجزیه و تحلیل عملکرد آن دارید، باید چندین محصول را خریداری کنید. همچنین تفاوت های قابل توجهی بین محصولاتی که ادعا می کنند مشکلات مشابه را حل می کنند وجود دارد.

بیایید به عنوان مثال مدلسازی را در نظر بگیریم. در حالی که بسیاری از محصولات فهرست شده در جدول خلاصه شامل عناصر شبکه، دستگاه و کتابخانه های پروتکل هستند، همه محصولات قادر به مدل سازی اشیاء یکسان نیستند. فرض کنید برنامه CANE ImageNet می تواند 9000 را شبیه سازی کند دستگاه های مختلفو ایستگاه های پایانی، و بسته محصول SimuNet Telenix فقط شامل کتابخانه روتر سیسکو است. از 13 ابزار فهرست شده در جدول، ده ابزار قادر به مدل سازی روترهای سیسکو و سایر دستگاه های کار اینترنتی مانند هاب ها، دروازه ها و سوئیچ ها هستند. کمتر از نیمی از برنامه ها امکان در نظر گرفتن عملکرد کانال های ارتباطی شبکه های محلی و جغرافیایی توزیع شده را می دهد. یک کتابخانه ابزار، NetArchitect توسط Datametrics System، شامل پردازنده‌ها، کنترل‌کننده‌های دیسک و دیسک‌ها است.

در مورد پروتکل ها باید به موارد زیر توجه کرد. هشت محصول می توانند پروتکل های لایه شبکه مانند IP و IPX را شبیه سازی کنند. هفت برنامه قادر به مدل سازی پروتکل های لایه پیوند هستند، مانند IEEE 802.3، 802.5، ATM، فریم رله. شش بسته پروتکل های شبکه و لایه پیوند را در نظر می گیرند. کتابخانه پروتکل همراه با بسته Virtual Agent از Network Tools به شما امکان شبیه سازی عملکرد SNMP را می دهد که در دستگاه های LAN در همه جا وجود دارد. با این حال، پیدا کردن ابزاری که بتواند با پروتکل های اختصاصی برای تجهیزات قدیمی و پروتکل های ارتباطی کار کند، آسان نیست.

ضروری است که بفهمیم کدام عناصر شبکه می توانند کار یک یا ابزار دیگر را محاسبه کنند. در این زمینه می توانید به جالب ترین نتایج دست پیدا کنید. اکثر محصولات محاسبه می کنند که عناصر شبکه ای که در مورد آن داده دارند چگونه کار می کنند. با این حال، سه بسته شکست خوردند: CANE Image Net نمی‌تواند دیسک‌ها، تراشه‌ها و کنترل‌کننده‌ها را شبیه‌سازی کند. Virtual Agent از Network Tools کار با صف‌ها و سرعت انتقال داده‌ها از طریق رسانه فیزیکی را در نظر نمی‌گیرد. SimuNet از Telenix قادر به در نظر گرفتن معماری دستگاه نیست. به استثنای NetArchitect از Datametrics، هیچ ابزاری نمی تواند عملکرد سیستم را به عنوان یک کل مدل کند. این بدان معنی است که نمی توان به عنوان مثال، تأثیر پارامترهای ایستگاه پایانی را در نظر گرفت. این احتمال وجود دارد که فروشندگان کمی دیرتر به این موضوع بپردازند، زیرا شبکه ها رایج تر می شوند و به گونه ای طراحی می شوند که ماهیت برنامه های در حال اجرا بر روی آنها را در نظر بگیرند. سرویس‌های دایرکتوری و پروتکل‌های شبکه در چنین شبکه‌هایی از ترافیک حساس به تأخیر پشتیبانی می‌کنند.

علاوه بر این، ابزارهای مدل‌سازی شبکه تا حدودی توانایی محدودی برای محاسبه تأثیر توان عملیاتی اولویت‌بندی و سطح سرویس در شبکه دارند. با توجه به اهمیتی که اکنون به ابزارهای ارائه و مدیریت سطوح خدمات داده می شود، روشن می شود که این نقص باید اصلاح شود.

مزیت همه این راه حل ها وجود نمونه هایی از مدل ها و ویژگی های شبکه در کیت های تحویل آنها است. - آنها به کاربران کمک می کنند تا با محصولات راحت باشند. این فقط قابل استقبال است، زیرا مدل سازی و تحلیل رفتار شبکه ها یک علم پیچیده است. تولید کنندگان و کاربران تازه شروع به درک آن کرده اند.

انتظار می‌رود که ابزارهای مدل‌سازی با ماهیت متغیر شبکه‌ها سازگار شوند، شبکه‌هایی که به طور فزاینده‌ای هوشمند می‌شوند و به طور فزاینده‌ای به سمت پارامترهای سیستم (به ویژه ماهیت برنامه‌ها و خدمات شبکه ارائه‌شده) جهت‌گیری می‌کنند. در آینده نزدیک باید منتظر ظهور ابزارهای شبیه سازی و پیش بینی برای اترنت گیگابیت باشیم. این امر به ویژه به دلیل مشکلات شناسایی شده با تأخیرهای دیفرانسیل در کابل چند حالته مهم است.

نکته مهم دیگر صدا از طریق IP است. واضح است که فروشندگان شبیه ساز بیشتر و بیشتر به این مشکل توجه خواهند کرد زیرا شرکت هایی که به دنبال تخلیه ترافیک تلفن راه دور خود به اینترنت هستند تلاش می کنند تأثیر این بار را بر روی شبکه های مبتنی بر روتر خود ارزیابی کنند. همچنین می توانید انتظار ظهور شرکت های جدیدی را داشته باشید که تلاش های خود را بر روی فناوری های جدید مانند Gigabit Ethernet و IP تلفن متمرکز خواهند کرد.

ظهور سازندگان جدید ابزارهای تجزیه و تحلیل منجر به افزایش رقابت و کاهش قیمت محصولات می شود، اما این امر مشکل انتخاب را پیچیده می کند.

مدل و مدل سازی مفاهیمی جهانی هستند، ویژگی های یکی از قدرتمندترین روش های شناخت در هر زمینه حرفه ای، شناخت یک شی، فرآیند، پدیده (از طریق مدل ها و مدل سازی).

مدل‌ها و شبیه‌سازی، متخصصان حوزه‌های مختلف را گرد هم می‌آورد که بر روی حل مشکلات بین رشته‌ای کار می‌کنند، صرف نظر از اینکه این مدل و نتایج مدل‌سازی در کجا اعمال خواهد شد.

مدل نوعی نمایش یا توصیف از اصلی (شیء، فرآیند، پدیده) است که با پیشنهادات خاص، فرضیه‌هایی در مورد رفتار نسخه اصلی، به شما امکان می‌دهد تا نسخه اصلی را برای مطالعه، تحقیق و توصیف بهتر آن جایگزین کنید.

مثال. با در نظر گرفتن یک جسم فیزیکی که از ارتفاع پرتاب شده است ساعتو با افتادن آزادانه برای t زمان، می توانیم رابطه را بنویسیم: ساعت = gt 2/2 . این یک مدل فیزیکی و ریاضی از سیستم (مدل ریاضی سیستم فیزیکی) مسیر در سقوط آزاد بدن. هنگام ساخت این مدل، فرضیه های زیر اتخاذ شد:

1. سقوط در خلاء رخ می دهد (یعنی ضریب مقاومت هوا صفر است).

2. بدون باد;

3. وزن بدن بدون تغییر است.

4. بدن با همان شتاب ثابت حرکت می کند gدر هر نقطه

کلمه مدل (lat. modelium) به معنای اندازه گیری، روش، شباهت به چیزی است.

مسئله مدلسازی شامل سه وظیفه مرتبط با هم است: ساختن یک مدل جدید (انطباق با یک مدل شناخته شده). تحقیق مدل (توسعه روش تحقیق یا انطباق، استفاده از شناخته شده)؛ استفاده (در عمل یا تئوری) از مدل.

طرح ساخت مدل M از سیستم S با سیگنال های ورودی X و سیگنال های خروجی Y در شکل نشان داده شده است. سی

شکل 30 – طرح ساختمان مدل

اگر ورودی مسیگنال ها از ایکسو سیگنال ها در ورودی از ظاهر می شوند Y، سپس یک قانون داده می شود، یک قاعده fعملکرد مدل، سیستم

طبقه بندی مدل ها بر اساس معیارهای مختلفی انجام می شود.

اگر هیچ پارامتر زمانی (بدیهی) در میان پارامترهای توصیف مدل وجود نداشته باشد، یک مدل ثابت است.

اگر پارامتر زمان به وضوح در بین پارامترهای مدل متمایز شود، مدل پویا است.

یک مدل گسسته است اگر رفتار مدل اصلی را فقط به طور گسسته توصیف کند، برای مثال، در زمان های گسسته (برای یک مدل پویا).

مدلی پیوسته است اگر رفتار مدل اصلی را در کل بازه زمانی توصیف کند.

مدل قطعی است اگر برای هر مجموعه قابل قبول از پارامترهای ورودی اجازه دهد تا به طور منحصر به فرد مجموعه پارامترهای خروجی تعیین شود. در غیر این صورت، مدل غیر قطعی، تصادفی (احتمالی) است.

یک مدل زمانی تابعی است که بتوان آن را با سیستمی از روابط عملکردی (مثلاً معادلات) نشان داد.

مدل در صورتی نظریه مجموعه است که بتوان آن را با برخی مجموعه ها و روابط آنها و عناصرشان نشان داد.

یک مدل زمانی منطقی است که بتوان آن را با محمولات، توابع منطقی و روابط نشان داد.

مدل - اطلاعاتی-منطقی، اگر بتوان آن را با اطلاعاتی در مورد عناصر تشکیل دهنده، مدل های فرعی و همچنین روابط منطقی بین آنها نشان داد.

مدل یک مدل بازی است، اگر توصیف کند، وضعیت بازی خاصی را بین عناصر (اشیاء و موضوعات بازی) پیاده سازی می کند.

مدلی الگوریتمی است اگر توسط برخی الگوریتم ها یا مجموعه ای از الگوریتم هایی که عملکرد و توسعه آن را تعیین می کند، توصیف شود. معرفی چنین، در نگاه اول، مدل های غیر معمول (در واقع، به نظر می رسد که هر مدلی را می توان با الگوریتمی برای مطالعه آن نشان داد)، به نظر ما، کاملاً موجه است، زیرا همه مدل ها قابل مطالعه یا پیاده سازی نیستند. به صورت الگوریتمی

یک مدل در صورتی گراف است که بتوان آن را با یک نمودار (روابط رئوس و یال های متصل کننده آنها) یا نمودارها و روابط بین آنها نشان داد.

اگر مدل با ساختار سلسله مراتبی (درخت) نشان داده شود، سلسله مراتبی (درخت مانند) است.

این مدل اگر با یک شیء زبانی، یک سیستم یا ساختار زبانی رسمی نشان داده شود، زبانی، زبانی است. گاهی به این گونه مدل ها لفظی، نحوی و غیره می گویند.

مدل - دیداری، اگر به شما اجازه می دهد تا روابط و ارتباطات سیستم شبیه سازی شده را به خصوص در دینامیک تجسم کنید.

یک مدل اگر یک کپی مادی از اصل باشد طبیعی است.

مدلی هندسی است که بتوان آن را با تصاویر هندسی و روابط بین آنها نشان داد.

مدل اگر برای آزمایش یا مطالعه، بازی ساخته شده باشد شبیه سازی است راه های ممکنتوسعه و رفتار شی با تغییر برخی یا همه پارامترهای مدل.

مدل های دیگری نیز وجود دارد.

مثال. مدل اف = صبحیک مدل ایستا از حرکت بدن در امتداد یک صفحه شیبدار است. مدل دینامیکی مانند قانون نیوتن: اف(تی) = آ(تی)متر(تی) یا حتی دقیق تر و بهتر، اف(تی)=س""(تی)متر(تی). اگر فقط در نظر بگیریم تی= 0.1، 0.2، …، 1 (s)، سپس مدل اس تی = gt 2/2 یا دنباله اعداد اس 0 = 0, اس 1 = 0.01g/2, اس 2 = 0.04g, …, اس 10 = g/2 می تواند به عنوان یک مدل گسسته از حرکت یک جسم آزادانه در حال سقوط باشد. مدل اس = gt 2 /2, 0 < تی < 10 непрерывна на промежутке времени (0;10).

اجازه دهید مدل نظام اقتصادی برای تولید کالاهای دو نوع 1 و 2 به ترتیب در مقدار ایکس 1 و ایکس 2 واحد و هزینه هر مورد آ 1 و آ 2 در شرکت به عنوان یک نسبت توصیف می شود آ 1 ایکس 1 + آ 2 ایکس 2 = اس، جایی که اس- هزینه کل کلیه محصولات تولید شده توسط شرکت (نوع 1 و 2). می توان از آن به عنوان یک مدل شبیه سازی با تعریف استفاده کرد هزینه کل اسبسته به مقادیر معینی از حجم کالاهای تولید شده. در بالا مدل های فیزیکی- قطعی

اگر در مدل اس= gt 2 /2, 0 < تی < 10 мы учтем случайный параметр – порыв ветра с силой پبه عنوان مثال، وقتی بدن می افتد، دقیقاً مانند این: اس(پ) = g(پ)تی 2 /2, 0 < تی < 10 , то мы получим стохастическую модель (уже не свободного!) падения. Это – также функциональная модель.

برای یک مجموعه ایکس= (نیکولای، پیتر، نیکولایف، پتروف، النا، اکاترینا، میخائیل، تاتیانا) رابطه را توصیف می کند Y: "نیکولای - شوهر النا"، "کاترین - همسر پیتر"، "تاتیانا - دختر نیکولای و النا"، "مایکل - پسر پیتر و کاترین". سپس مجموعه ها ایکسو Yمی تواند به عنوان یک مدل تئوری مجموعه ای از دو خانواده عمل کند.

ترکیب دو توابع منطقینوع: ، می تواند به عنوان یک مدل منطقی از جمع کننده کامپیوتری تک رقمی باشد.

بگذارید بازیکن 1 یک بازرس مالیاتی وظیفه شناس باشد و بازیکن 2 یک مالیات دهنده بی وجدان باشد. یک «بازی» با فرار مالیاتی (از یک طرف) و افشای پنهان بودن پرداخت های مالیاتی (از طرف دیگر) وجود دارد. بازیکنان اعداد طبیعی را انتخاب می کنند منو j() که می تواند به ترتیب با جریمه بازیکن 2 برای عدم پرداخت مالیات پس از کشف واقعیت عدم پرداخت توسط بازیکن 1 و با بهره مندی موقت بازیکن 2 از فرار مالیاتی مشخص شود. هر عنصر این ماتریس A توسط قانون تعیین می شود aij = |من – j| . مدل بازی توسط این ماتریس و استراتژی جاخالی دادن و گرفتن توصیف شده است.

یک مدل الگوریتمی برای محاسبه مجموع یک سری اعداد کاهنده نامتناهی می تواند الگوریتمی برای محاسبه مجموع متناهی یک سری تا درجه مشخصی از دقت باشد.

قواعد املا - زبان، مدل ساختاری. کره یک مدل جغرافیایی طبیعی از کره زمین است. چیدمان خانه یک مدل هندسی تمام عیار از یک خانه در حال ساخت است. یک چند ضلعی که در یک دایره حک شده است، یک مدل هندسی بصری از دایره را روی صفحه رایانه نشان می دهد.

نوع مدل به ارتباطات و روابط زیرسیستم ها و عناصر آن، محیط و نه به ماهیت فیزیکی آن بستگی دارد.

مثال. توصیفات ریاضی (مدل) پویایی اپیدمی یک بیماری عفونی، پوسیدگی رادیواکتیو، یادگیری زبان خارجی دوم، تولید محصولات یک شرکت تولیدی و غیره. از نظر توصیف آنها یکسان هستند، اگرچه فرآیندها متفاوت است.

ویژگی های اصلی هر مدل:

هدفمندی؛

اندام؛

سادگی؛

تقریبی؛

کفایت؛

آموزنده؛

کامل بودن؛

نزدیکی و غیره

چرخه زندگیسیستم شبیه سازی شده:

جمع آوری اطلاعات؛

طرح؛

ساختمان؛

مطالعه؛

تغییر.

علم مدل‌سازی شامل تقسیم فرآیند مدل‌سازی (سیستم‌ها، مدل‌ها) به مراحل (زیر سیستم‌ها، زیرمدل‌ها)، مطالعه دقیق هر مرحله، روابط، ارتباطات، روابط بین آنها و سپس توصیف مؤثر آنها با بالاترین درجه رسمی‌سازی و ممکن است. کفایت

در اینجا نمونه هایی از کاربرد مدل سازی ریاضی، کامپیوتری در زمینه های مختلف آورده شده است:

انرژی: کنترل راکتورهای هسته‌ای، مدل‌سازی فرآیندهای هسته‌ای، پیش‌بینی فرآیندهای انرژی، مدیریت منابع انرژی و غیره.

اقتصاد: مدل سازی، پیش بینی فرآیندهای اقتصادی و اجتماعی-اقتصادی، تسویه حساب بین بانکی، اتوماسیون کار و غیره؛

کیهان‌نوردی: محاسبه مسیرها و کنترل پرواز وسایل نقلیه فضایی، مدل‌سازی ساختار هواپیما، پردازش اطلاعات ماهواره‌ای و غیره.

پزشکی: مدل‌سازی، پیش‌بینی اپیدمی‌ها، فرآیندهای عفونی، مدیریت فرآیند درمان، تشخیص بیماری‌ها و توسعه استراتژی‌های درمانی بهینه و غیره؛

تولید: مدیریت فرآیندها و سیستم های فنی و فناوری، منابع (سهام)، برنامه ریزی، پیش بینی فرآیندهای تولید بهینه و غیره.

بوم‌شناسی: مدل‌سازی آلودگی سیستم‌های اکولوژیکی، پیش‌بینی روابط علت و معلولی در یک سیستم اکولوژیکی، پاسخ‌های سیستم به اثرات معینی از عوامل محیطی و غیره.

آموزش: مدل سازی ارتباطات و سیستم های بین رشته ای، استراتژی ها و تاکتیک های تدریس و غیره.

تجارت نظامی: مدل سازی و پیش بینی درگیری های نظامی، موقعیت های جنگی، فرماندهی و کنترل، تامین ارتش و غیره.

سیاست: مدل‌سازی و پیش‌بینی موقعیت‌های سیاسی، رفتار ائتلاف‌ها با ماهیت مختلف و غیره.

جامعه شناسی، علوم اجتماعی: مدل سازی و پیش بینی رفتار گروه ها و فرآیندهای جامعه شناختی، رفتار و تأثیر اجتماعی، تصمیم گیری و غیره.

رسانه‌های جمعی: مدل‌سازی و پیش‌بینی تأثیر پیام‌های خاص بر گروه‌های مردم، اقشار اجتماعی و غیره.

گردشگری: مدل سازی و پیش بینی جریان گردشگران، توسعه زیرساخت های گردشگری و غیره؛

طراحی: مدل سازی، طراحی سیستم های مختلف، توسعه طرح های بهینه، اتوماسیون مدیریت فرآیند طراحی و غیره.

مدل‌سازی مدرن فرآیندها و پدیده‌های پیچیده بدون کامپیوتر و بدون شبیه‌سازی کامپیوتری غیرممکن است.

مدل سازی کامپیوتری مبنایی برای نمایش (به روز رسانی) دانش، هم در رایانه و هم با استفاده از رایانه و استفاده از هر اطلاعاتی است که می توان با استفاده از رایانه به روز کرد.

نوعی شبیه سازی کامپیوتری یک آزمایش محاسباتی است که توسط یک آزمایشگر بر روی یک سیستم یا فرآیند تحت مطالعه با کمک یک ابزار آزمایشی - یک کامپیوتر، فناوری کامپیوتری انجام می شود. یک آزمایش محاسباتی به شما امکان می دهد الگوهای جدید را بیابید، فرضیه ها را آزمایش کنید، رویدادها را تجسم کنید و غیره.

مدل سازی کامپیوتری از ابتدا تا انتها مراحل زیر را طی می کند.

1. بیان مسئله.

2. تجزیه و تحلیل پیش مدل.

3. تجزیه و تحلیل مسئله.

4. مطالعه مدل.

5. برنامه نویسی، طراحی برنامه.

6. تست و رفع اشکال.

7. ارزیابی شبیه سازی.

8. اسناد و مدارک.

9. اسکورت.

10. استفاده (کاربرد) مدل.

مثال. جمعیتی از ماهی ها را در نظر بگیرید که تعداد معینی از افراد در زمان فعلی از آن خارج می شوند (ماهیگیری در حال انجام است). پویایی چنین سیستمی با مدلی از فرم تعیین می شود: x i + 1 = x i + تبر i – kx i, ایکس 0 = ج، جایی که ک- نرخ گرفتن (نرخ حذف افراد). هزینه یک ماهی صید شده است بمالیدن هدف از شبیه سازی پیش بینی سود برای یک سهمیه صید معین است. برای این مدل، می توان آزمایش های محاسباتی شبیه سازی را انجام داد و مدل را اصلاح کرد، به عنوان مثال به شرح زیر.

آزمایش 1. برای پارامترهای داده شده آ, جتغییر پارامتر ک، حداکثر مقدار آن را تعیین کنید که در آن جمعیت از بین نمی رود.

آزمایش 2. برای پارامترهای داده شده ج, کتغییر پارامتر آ، حداکثر مقدار آن را تعیین کنید که در آن جمعیت از بین می رود.

اصلاح 1. ما مرگ طبیعی جمعیت (مثلاً به دلیل کمبود غذا) با نرخ مرگ و میر برابر با ب: x i + 1 = x i + تبر i – (ک + ب)x i, ایکس 0 = ج .

اصلاح 2. وابستگی ضریب را در نظر می گیریم کاز جانب ایکس(مثلا، ک = dx): .

مسائل مورد بحث

1. ما به چه چیزی مدل می گوییم، مدل سازی؟

2. مسئله مدلسازی شامل چه وظایف مرتبطی است؟

3. طبقه بندی مدل ها را بر اساس معیارهای مختلف ارائه دهید.

4. چه چیزی نوع مدل را تعیین می کند؟

5. مشخصات اصلی هر مدل را فهرست کنید.

6. به چه چیزی شبیه سازی کامپیوتری می گوییم؟

درباره شبکه کامپیوتری

مفهوم شبکه کامپیوتری

شبکه کامپیوتریبه نام دو یا چند کامپیوتر که از طریق یک رسانه انتقال داده با هم تعامل دارند. زیر رسانه انتقال دادهما سیستم کابل (به عنوان مثال، سیم تلفن معمولی، کابل فیبر نوری) و انواع مختلف را درک خواهیم کرد. ارتباطات بی سیم(اشعه مادون قرمز، لیزر و انواع خاص انتقال رادیویی).

رایانه های شبکه می توانند داده ها، چاپگرها، دستگاه های فکس، مودم ها و سایر دستگاه ها را به اشتراک بگذارند. این لیست را می توان با ظهور راه های جدید گسترش داد. اشتراک گذاریمنابع شبکه های کامپیوتری از نظر پیچیدگی و دامنه متفاوت هستند. در نتیجه طبقه بندی می شوند روش های مختلف. با این حال، رایج ترین روش برای ارزیابی شبکه ها بر اساس اندازه منطقه جغرافیایی تحت پوشش شبکه است. در ابتدا، شبکه های کامپیوتری کوچک بودند و شامل ده کامپیوتر و یک چاپگر می شدند. این فناوری اندازه شبکه را محدود می کرد، از جمله تعداد رایانه های موجود در شبکه و طول فیزیکی آن. به عنوان مثال، در اوایل دهه 1980، محبوب ترین نوع شبکه شامل بیش از 30 رایانه نبود و طول کابل آن از 185 متر تجاوز نمی کرد. چنین شبکه هایی به راحتی در یک طبقه از یک ساختمان یا سازمان کوچک. برای شرکت های کوچک، این پیکربندی هنوز هم مناسب است. این شبکه ها را شبکه های محلی LAN (LAN, Local Area Network) می نامند. اولین انواع شبکه های محلی نمی توانستند نیازهای شرکت های بزرگ را برآورده کنند. در نتیجه نیاز به گسترش شبکه های محلی وجود داشت. امروزه، زمانی که مرزهای جغرافیایی شبکه ها برای اتصال کاربران از شهرها و ایالت های مختلف در حال گسترش است، شبکه های LAN در حال تبدیل شدن به یک WAN جهانی (WAN، شبکه گسترده) هستند و تعداد رایانه های موجود در شبکه عملاً نامحدود است.

هدف اصلی شبکه های کامپیوتری به اشتراک گذاری منابع و اجرای ارتباطات تعاملی در داخل یک شرکت و خارج از آن است. منابع عبارتند از داده ها، برنامه ها و وسایل جانبی مانند درایو خارجی، چاپگر، ماوس، مودم و جوی استیک. مفهوم ارتباط تعاملی رایانه ها به معنای تبادل پیام ها در زمان واقعی است.

انواع شبکه

همه شبکه ها برخی از اجزاء، عملکردها و ویژگی های مشترک را به اشتراک می گذارند. از جمله:

سرورها (سرور) - رایانه هایی که منابع خود را در اختیار کاربران شبکه قرار می دهند.

مشتریان (مشتری) - رایانه هایی که به منابع شبکه ارائه شده توسط سرور دسترسی دارند.

محیط (رسانه) - راهی برای اتصال کامپیوترها؛

داده های مشترک - فایل های ارائه شده توسط سرورها از طریق شبکه؛

تجهیزات جانبی مشترک مانند چاپگرها، کتابخانه های CD-ROM و سایر منابع از دیگر موارد مورد استفاده در شبکه هستند.

با وجود شباهت های خاص، شبکه ها به دو نوع تقسیم می شوند:

نظیر به نظیر؛

مبتنی بر سرور

AT نظیر به نظیر شبکه، همه رایانه ها برابر هستند: هیچ سلسله مراتبی بین رایانه ها وجود ندارد و هیچ سرور اختصاصی وجود ندارد. هر کامپیوتر هم به عنوان مشتری و هم به عنوان سرور عمل می کند. همه کاربران چنین شبکه ای به طور مستقل تصمیم می گیرند که چه داده هایی را در رایانه خود از طریق شبکه در دسترس عموم قرار دهند. اگر بیش از 10 کامپیوتر به شبکه متصل باشند، شبکه همتا به همتا ممکن است نتواند عملکرد خوبی داشته باشد. بنابراین اکثر شبکه ها از سرورهای اختصاصی استفاده می کنند. اختصاصی چنین نامیده می شود سرور ، که فقط به عنوان یک سرور عمل می کند. سرورها مخصوصاً برای پردازش سریع درخواست‌ها از مشتریان شبکهو برای مدیریت حفاظت از فایل ها و دایرکتوری ها. شبکه های مبتنی بر سرور به استاندارد صنعتی تبدیل شده اند. دامنه وظایفی که سرورها باید انجام دهند متنوع و پیچیده است. برای پاسخگویی به نیازهای روزافزون کاربران، سرورها در شبکه های بزرگ تخصصی شده اند. به عنوان مثال، انواع مختلفی از سرورها در شبکه ویندوز NT وجود دارد.

· سرورهای فایل و سرورهای چاپ.

سرورهای فایل و سرورهای چاپ دسترسی کاربر به فایل‌ها و چاپگرها را کنترل می‌کنند. به عنوان مثال، برای کار با یک واژه پرداز، ابتدا باید آن را روی رایانه خود اجرا کنید. سند واژه پردازذخیره شده در سرور فایل در حافظه رایانه شما بارگذاری می شود و بنابراین می توانید با این سند در رایانه خود کار کنید. به عبارت دیگر، یک سرور فایل برای ذخیره فایل ها و داده ها طراحی شده است.

· سرورهای برنامه.

سرورهای برنامه، بخش‌های برنامه‌ای از برنامه‌های سرویس گیرنده-سرور را اجرا می‌کنند و همچنین حاوی داده‌هایی هستند که در دسترس مشتریان هستند. به عنوان مثال، برای آسان تر کردن بازیابی داده ها، سرورها مقادیر زیادی از اطلاعات را به صورت ساختاریافته ذخیره می کنند. این سرورها با سرورهای فایل متفاوت هستند. AT آخرین فایلیا کل داده ها در کامپیوتر درخواست کننده کپی می شود. در سرور برنامه فقط نتایج درخواست به کامپیوتر درخواست کننده ارسال می شود. یعنی به جای کل دیتابیس فقط نتیجه پرس و جو از سرور به کامپیوتر شما دانلود می شود، مثلا می توانید لیستی از دانش آموزان با معدل متوسط ​​4.5 دریافت کنید.

· سرورهای پست الکترونیکی.

سرورهای پست الکترونیکی انتقال پیام های الکترونیکی بین کاربران شبکه را مدیریت می کنند.

· سرورهای فکس.

سرورهای فکس جریان پیام های فکس ورودی و خروجی را از طریق یک یا چند مودم فکس مدیریت می کنند.

· سرورهای ارتباطی.

سرورهای رسانه جریان داده ها و پیام های پستی را بین این شبکه و سایر شبکه ها یا کاربران راه دور از طریق یک مودم و خط تلفن مدیریت می کنند. لازم به ذکر است که یک کامپیوتر در شبکه سرویس گیرنده/سرور می تواند سرور برای یک نوع برنامه و کلاینت برای نوع دیگر باشد. همچنین شبکه های ترکیبی، ویژگی های تخلیه، و شبکه های همتا به همتا و شبکه های مبتنی بر سرور وجود دارد.

توپولوژی شبکه

توپولوژی شبکه آرایش فیزیکی کامپیوترها، کابل ها و سایر اجزای شبکه را توصیف می کند. توپولوژی یک شبکه ویژگی های آن را تعیین می کند. به طور خاص، انتخاب یک توپولوژی خاص بر ترکیب تجهیزات شبکه مورد نیاز و ویژگی های آن، امکان گسترش شبکه و نحوه مدیریت شبکه تأثیر می گذارد.

برای اشتراک منابع یا انجام سایر وظایف شبکه، کامپیوترها باید به یکدیگر متصل باشند. اکثر شبکه ها برای این منظور از کابل استفاده می کنند. با این حال، اتصال یک کامپیوتر به کابلی که کامپیوترهای دیگر را متصل می کند کافی نیست. انواع مختلف کابل ها، همراه با کارت های شبکه، سیستم عامل های شبکه و سایر اجزای مختلف، به موقعیت های نسبی متفاوتی از رایانه ها نیاز دارند. هر توپولوژی شبکه تعدادی محدودیت را اعمال می کند. به عنوان مثال، می تواند نه تنها نوع کابل، بلکه نحوه نصب آن را نیز تعیین کند. توپولوژی همچنین می تواند نحوه تعامل کامپیوترهای روی یک شبکه را تعریف کند. انواع مختلف توپولوژی ها با روش های مختلف تعامل مطابقت دارند.

همه شبکه ها بر اساس سه توپولوژی اصلی ساخته شده اند:

یک ستاره

· حلقه.

هنگامی که کامپیوترها در امتداد یک کابل منفرد به نام سگمنت یا ستون فقرات متصل می شوند، توپولوژی نامیده می شود لاستیک . هنگامی که کامپیوترها به بخش های کابلی که از یک نقطه منشا می گیرند متصل می شوند، توپولوژی فراخوانی می شود ستاره . در صورتی که کابلی که کامپیوترها به آن متصل هستند به صورت حلقه بسته باشد، چنین توپولوژی نامیده می شود حلقه .

لاستیک

توپولوژی اتوبوس یکی از ساده ترین و گسترده ترین توپولوژی ها است. از یک کابل (بنبن یا سگمنت) استفاده می کند که تمام کامپیوترهای شبکه به آن متصل هستند. در شبکه ای که بر اساس این توپولوژی ساخته شده است، کامپیوترها داده ها را به یک کامپیوتر خاص خطاب می کنند و آن را از طریق کابل به شکل سیگنال های الکترونیکی منتقل می کنند و این داده ها به تمام رایانه های موجود در شبکه منتقل می شود. با این حال، اطلاعات فقط توسط کسی دریافت می شود که آدرس آن با آدرس گیرنده رمزگذاری شده در این سیگنال ها مطابقت دارد. علاوه بر این، تنها یک کامپیوتر می تواند در یک زمان انتقال دهد. اتوبوس یک توپولوژی غیرفعال است. این بدان معناست که رایانه ها فقط به داده های ارسال شده از طریق شبکه گوش می دهند، اما آنها را از فرستنده به گیرنده منتقل نمی کنند. بنابراین، اگر یکی از کامپیوترها از کار بیفتد، تاثیری بر کار بقیه نخواهد داشت. در توپولوژی‌های فعال، رایانه‌ها سیگنال‌ها را بازسازی کرده و آنها را از طریق شبکه ارسال می‌کنند.

از آنجایی که داده ها تنها توسط یک کامپیوتر به شبکه منتقل می شوند، عملکرد آن به تعداد کامپیوترهای متصل به گذرگاه بستگی دارد. واضح است که هر چه تعداد آنها بیشتر باشد، یعنی کامپیوترهای بیشتری منتظر انتقال داده باشند، سرعت شبکه کندتر می شود.

داده ها یا سیگنال های الکتریکی در سراسر شبکه، یعنی در کل بخش کابل پخش می شوند. سیگنالی که به انتهای کابل می رسد منعکس می شود و از انتقال رایانه های دیگر جلوگیری می کند. بنابراین، پس از رسیدن داده ها به مقصد، سیگنال های الکتریکی باید خاموش شوند. برای این منظور در هر انتهای کابل پایانه هایی برای جذب این سیگنال ها تعبیه شده است.

مزایای توپولوژی اتوبوس عبارتند از:

سادگی و محبوبیت برای LAN.

سهولت اتصال کامپیوترهای جدید؛

سازگاری با انتقال پیام با نوسانات شدید در شدت جریان پیام.

معایب توپولوژی باس عبارتند از:

توپولوژی غیرفعال است، و بنابراین، لازم است سیگنال هایی که در بخش کابل ضعیف می شوند، تقویت شوند.

با افزایش تعداد رایانه ها، پهنای باند شبکه کاهش می یابد.

حفاظت از اطلاعات دشوار است، زیرا پیوستن به شبکه آسان است.

ستاره

در توپولوژی ستاره، همه کامپیوترها از طریق بخش های کابل به یک جزء مرکزی به نام هاب متصل می شوند. همه پیام ها از طریق هاب آدرس دهی می شوند. هاب های فعال، غیرفعال و ترکیبی وجود دارد. هاب های فعال سیگنال ها را بازسازی و ارسال می کنند. از 8 تا 12 کامپیوتر را می توان به چنین هابی متصل کرد. هاب های غیرفعال به سادگی سیگنال را به عنوان گره های سوئیچینگ از خود عبور می دهند، بدون اینکه آن را تقویت یا بازیابی کنند. علاوه بر این، هاب های غیرفعال نیازی به اتصال به منبع تغذیه ندارند. هاب های هیبریدی هاب هایی هستند که می توانند به انواع کابل ها متصل شوند. شبکه های ساخته شده بر روی هاب ها را می توان به راحتی با اتصال هاب های اضافی گسترش داد. استفاده از تغلیظ کننده ها مزایای زیادی را به همراه دارد.

· قطع شدن کابل در شبکه ای با توپولوژی ستاره، عملکرد تنها این بخش را مختل می کند، بقیه بخش ها عملیاتی می شوند.

درجه بالایی از حفاظت از داده ها؛

· عیب یابی شبکه ساده شده است و هاب های فعال اغلب دارای قابلیت های تشخیصی برای تعیین اینکه آیا پیوند کار می کند یا خیر.

نقطه ضعف توپولوژی ستاره خرابی هاب است که منجر به خرابی کل شبکه می شود.

حلقه

با توپولوژی حلقه، کامپیوترها به کابلی متصل می شوند که در یک حلقه بسته شده است. سیگنال ها در یک جهت در اطراف حلقه حرکت می کنند و از هر کامپیوتر عبور می کنند. برخلاف توپولوژی غیرفعال "باس"، در اینجا هر کامپیوتر به عنوان یک تکرار کننده عمل می کند. تکرار کننده دستگاهی است که سیگنال را تقویت کرده و به کامپیوتر بعدی ارسال می کند. اگر یک کامپیوتر از کار بیفتد، کل شبکه از کار می افتد.

مزیت توپولوژی حلقه این است که هیچ وابستگی شبکه به عملکرد گره های جداگانه (کامپیوتر) وجود ندارد. در این صورت امکان غیرفعال کردن گره بدون ایجاد اختلال در شبکه وجود دارد. از معایب این توپولوژی می توان به پیچیدگی حفاظت اطلاعات اشاره کرد، زیرا داده ها در حین انتقال از گره های شبکه عبور می کنند.

طبقه بندی شبکه

شبکه های کامپیوتری بر اساس معیارهای مختلفی طبقه بندی می شوند.

شبکه های متشکل از کامپیوترهای سازگار با نرم افزار همگن هستند یا همگن . اگر رایانه های موجود در شبکه از نظر برنامه ای ناسازگار باشند، چنین شبکه ای ناهمگن یا ناهمگن نامیده می شود. ناهمگون .

توسط نوع سازماندهی انتقال داده بین شبکه های سوئیچ مدار، سوئیچ پیام و سوئیچ بسته تمایز قائل می شود.

توسط ماهیت توابع شبکه ها به دو دسته تقسیم می شوند:

محاسباتی (برای حل مسائل کنترلی بر اساس پردازش محاسباتی اطلاعات اولیه).

اطلاعاتی (برای به دست آوردن داده های مرجع به درخواست کاربران)؛

مختلط (که در آن توابع محاسباتی و اطلاعاتی پیاده سازی می شوند).

توسط روش مدیریت شبکه ها به شبکه هایی با مدیریت غیرمتمرکز، متمرکز و مختلط تقسیم می شوند.

توسط ساختار ساخت و ساز شبکه ها به تک گره و چند گره، تک کانال و چند کانال تقسیم می شوند.

توسط مبنای سرزمینی شبکه ها می توانند محلی و جهانی باشند.

شبکه های محلی

شبکه های محلی سیستم های پردازش داده های توزیع شده هستند. بر خلاف شبکه های جهانی و منطقه ای، آنها مناطق کوچک (قطر 5-10 کیلومتر) را در داخل شرکت های فردی پوشش می دهند. با استفاده از یک کانال ارتباطی مشترک، یک شبکه محلی می تواند از ده ها تا صدها گره مشترک، از جمله رایانه های شخصی، دستگاه های ذخیره سازی خارجی، نمایشگرها، دستگاه های چاپ و کپی، دستگاه های پول نقد و بانکی و غیره را متحد کند. شبکه‌های محلی را می‌توان با استفاده از دروازه‌ها، پل‌ها و مسیریاب‌های ویژه‌ای که بر روی دستگاه‌های تخصصی یا روی رایانه شخصی با نرم‌افزار مناسب پیاده‌سازی شده‌اند، به دیگر شبکه‌های محلی و بزرگ (منطقه‌ای، جهانی) متصل کرد.

مرحله فعلی توسعه شبکه های محلی با انتقال از شبکه های فردی به شبکه هایی مشخص می شود که کل شرکت را پوشش می دهد و منابع محاسباتی ناهمگن را در یک محیط واحد ترکیب می کند. به چنین شبکه هایی شبکه های شرکتی می گویند.

شبکه های جهانی

شبکه های جهانی در درجه اول با جغرافیای وسیع و تعداد زیادی مشترک مشخص می شوند. از خطوط تلفن یا ارتباطات ماهواره ای برای اتصال به شبکه های کامپیوتری از راه دور استفاده می شود.

برای تبادل اطلاعات بین رایانه های واقع در مسافت طولانیجدا، به یک بلوک خاص به نام نیاز دارید مودم . سیستم های اتصال تلفنیطراحی شده برای انتقال از راه دور فقط صداهای صدای انسان. صداهای طبیعی با زیر و بمی متغیر و شدت در حال تغییر مشخص می شوند. برای انتقال از طریق یک خط تلفن، آنها به سیگنال الکتریکی با فرکانس و قدرت جریان پیوسته و متناظر در حال تغییر تبدیل می شوند. چنین سیگنالی آنالوگ نامیده می شود. کامپیوتر بر خلاف تجهیزات تلفن استفاده می کند برقفقط دو سطح هر یک از آنها یکی از دو مقدار قابل درک توسط رایانه را نشان می دهد - منطقی "0" و "1". به تصویب سیگنال دیجیتالاز طریق خط تلفن، باید ظاهر آنالوگ قابل قبولی به آن داده شود. این کار توسط مودم انجام می شود. علاوه بر این، روش معکوس را انجام می دهد - سیگنال آنالوگ رمزگذاری شده را به یک دیجیتال قابل درک برای رایانه ترجمه می کند. کلمه مودم مخفف عبارت MODulator / DEModulator است.

هنگام انتقال داده ها، کامپیوتر دنباله ای از صفر و یک را به درگاه ارتباطی صادر می کند که می تواند هر داده ای باشد.

سرعت اتصال مودم ها به یکدیگر بر حسب باد یا بیت در ثانیه اندازه گیری می شود. قراردادهایی که پارامترهای ارتباطی را توصیف می کنند، پروتکل نامیده می شوند.

بسته به مدل مودم خود و مودم راه دور، می توانید اتصالات را با سرعت های زیر برقرار کنید:

اگر مودم از پروتکل پشتیبانی کند

V.32bis - حداکثر سرعت 14400 bps

V32 - 9600 bps

V22/V22bis - 2400 bps.

هنگام انتقال داده از طریق یک مودم، هر ده بیت ارسالی مربوط به یک بایت یا کاراکتر تایپ اسکریپت است. بنابراین، اغلب نرخ انتقال داده بین مودم ها نیز با CPS (کاراکتر در ثانیه) - کاراکتر در ثانیه اندازه گیری می شود.

مودم ها داخلی و خارجی هستند. مودم های داخلی به شکل یک کارت توسعه که در یک اسلات آزاد کامپیوتر قرار می گیرد ساخته می شوند. مودم های خارجی به عنوان یک دستگاه مجزا با منبع تغذیه خاص خود طراحی شده اند.

شبکه جهانیاینترنت

معلم بالاترین رده صلاحیت. من عاشق وسایلم هستم و...

بازی در درس انفورماتیک. شبکه های کامپیوتر.

فهمیدن ساده کردن است. A.Strogoff

(پیگراف رمان «موج ها باد را خاموش می کنند» اثر برادران استروگاتسکی.)

زمان تغییر کرده است، شما کودکان را با رایانه غافلگیر نخواهید کرد و به سادگی دیگر زمانی برای تیراندازان rpg وجود ندارد، برنامه انفورماتیک مدرسه مدرن بسیار حجیم و جدی است.

اما بازی ها در درس علوم کامپیوتر به عنوان یک تکنیک روش شناختی هم مورد علاقه معلمان و هم کودکان است. بازی‌ها به‌ویژه در موضوعات پیچیده مؤثر هستند، زیرا به شما امکان می‌دهند ماهیت را درک کنید و مسائل مربوط به ادراک حسی را که به سختی ذهن «خالص» را تحت فشار قرار می‌دهند، ساده می‌کنند. علاوه بر این، دانش به دست آمده در محیطی که از روال عمومی خارج می شود، سال ها در حافظه باقی می ماند.

در این مقاله، ما شرحی از دو بازی غیر رایانه ای را با موضوع نسبتاً پیچیده "شبکه های رایانه ای" ارائه می دهیم:

1. بازی "اتوبوس مشترک"؛
2. بازی حلقه.

مقدمه‌ای نظری کوچکی که در چارچوب آن برگزار می‌شود، مقدمه‌ای از توضیحات بازی‌ها است.

شرح بازی در درس علوم کامپیوتر

بازی "اتوبوس مشترک"

این بازی آموزشی موبایل برای تقویت مبحث "اصول عملکرد شبکه اترنت اشتراکی" ارائه شده است. این بازی به دانش آموزان اجازه می دهد تا پروتکل شبکه را به خوبی "احساس" کنند، زیرا در دوره خود نقش آداپتورهای شبکه و بسته های اطلاعاتی را بازی می کنند و فرآیندهای رخ داده در اترنت را شبیه سازی می کنند.

توضیحات بازی

• بازیکنان به دو تیم (دو گره شبکه) تقسیم می شوند.
• تیم های گره در دو طرف "اتوبوس مشترک" می ایستند - یک فضای آزاد به عرض حدود 2 متر.
• نماینده هر تیم نقش آداپتور شبکه گره خود را بازی می کند. وظیفه آن ارسال پیام به گره دوم (فرمان دوم) از طریق یک گذرگاه مشترک (فضای آزاد) با استفاده از پروتکل اترنت است.
• اعضای باقیمانده تیم بسته هایی هستند که پیام برای انتقال به آنها تقسیم می شود.
• وقتی هیچ بسته دیگری در گذرگاه مشترک وجود ندارد، آداپتور یک بسته را به شبکه ارسال می کند.
• پس از ارسال هر بسته، یک مکث ثابت ایجاد می شود (به عنوان مثال، تعداد اسکات آداپتور مشخص شده قبل از شروع بازی).
• شما فقط می توانید در امتداد اتوبوس مشترک با پریدن، فشار دادن با هر دو پا و پاها با هم حرکت کنید (لحظه ای صرفاً بازی که منعکس کننده ماهیت شبکه نیست، اما بازی را متحرک و سرگرم کننده می کند).
• اگر بیش از یک بسته بازیکن در اتوبوس مشترک ظاهر شود، یک برخورد رخ می دهد. بازیکنانی که برخورد را ایجاد کردند به عقب فرستاده می شوند.
• هنگامی که یک برخورد تشخیص داده می شود، آداپتورها مکث های تصادفی را می شمارند (به عنوان مثال، هنگام انجام پرش، با توجه به تعداد واحدهای شماره صفحه کتاب به طور تصادفی باز شده).
• گرهی که ابتدا پیام را ارسال کرد برنده است.

بچه ها بازی را دوست داشتند. همه بلافاصله قوانین را درک نکردند، اما پس از آن هر دو "آداپتور" و "بسته های" هوشمند ظاهر شدند. ولاد چاق برافروخته، در حالی که نفس تازه می کرد، تأیید کرد: "بازی باحال!".

قوانین بازی "اتوبوس مشترک" که به دانش آموزان ارائه شده است

معلم. ویژگی توپولوژی "گذرگاه مشترک" چیست؟

دانش آموزان.

معلم. امروز ما یک "اتوبوس مشترک" را بازی خواهیم کرد و در بازی قادر خواهیم بود از تمام فرآیندهایی که در طول عملیات این شبکه رخ می دهد "بقا" کنیم.

دو گره در شبکه ما وجود خواهد داشت، پس بیایید به دو تیم تقسیم شویم. تیم ها در دو طرف سایت قرار می گیرند و یک اتوبوس مشترک را شبیه سازی می کنند.

توصیه هایی برای معلمان عرض سکو تقریباً 2 متر است. بازیکنان به صورت کاملا دلخواه به دو تیم تقسیم می شوند. به عنوان مثال، همه بر اساس ارتفاع ساخته می شوند، سپس یک تیم از زوج تشکیل می شود، تیم دوم - از بازیکنان فرد.

معلم. چرا یک پیام قبل از ارسال به شبکه به بسته ها تقسیم می شود؟

دانش آموزان. به طوری که یک گره برای مدت طولانی شبکه را "تسخیر" نمی کند. برای دادن فرصت ارسال بسته ها به گره های دیگر پس از ارسال یک بسته کوتاه.

معلم. اما یک گره می تواند بسته ها را به طور مداوم یکی پس از دیگری منتقل کند و از شروع انتقال دیگر گره ها جلوگیری کند. چه قاعده ای مانع از تسلط انحصاری یک گره بر شبکه می شود؟

دانش آموزان. مکث ثابت پس از ارسال هر بسته. این مکث می تواند توسط سایر پیوندها استفاده شود و انتقال آنها آغاز شود.

معلم. مجموعه قوانینی که شبکه بر اساس آن ها کار می کند چه نام دارد؟

دانش آموزان. پروتکل شبکه

معلم. چه کسی در شبکه پروتکل شبکه را اجرا می کند؟

دانش آموزان. این مسئولیت هر گره شبکه است که پروتکل شبکه را اجرا کند. در سطح فیزیکی، این کار توسط آداپتورهای شبکه انجام می شود که از طریق آنها بسته ها به شبکه می روند.

معلم. ما همچنین در هر تیم انتخاب خواهیم کرد " آداپتور شبکهتمامی اعضای دیگر تیم نقش بسته ها را بازی خواهند کرد. چه زمانی آداپتور باید یک بسته را به شبکه آزاد کند؟

دانش آموزان. زمانی که هیچ بسته دیگری در شبکه وجود ندارد.

معلم. پس از خروج بسته از شبکه، آداپتور چه کاری باید انجام دهد؟

دانش آموزان. منتظر یک مکث ثابت باشید.

معلم. نام موقعیتی که در آن چندین بسته در یک اتوبوس مشترک ظاهر می شود چیست؟

دانش آموزان. برخورد.

معلم. برخورد چه اشکالی دارد؟

دانش آموزان. بسته ها سیگنال هستند. آنها همپوشانی دارند و یکدیگر را تحریف می کنند.

معلم. پروتکل اترنت در هنگام شناسایی برخورد باید چه کاری انجام دهد؟

دانش آموزان. شما باید انتقال را متوقف کنید و پس از یک مکث تصادفی آن را از سر بگیرید.

معلم. چرا مکث باید تصادفی باشد؟

دانش آموزان. اگر مکث ثابت شود، برخورد دوباره رخ می دهد، زیرا گره ها به طور همزمان انتقال قطع شده را از سر می گیرند.

معلم. آداپتورهای ما پروتکل شبکه اترنت را اجرا می کنند که برای بازی به صورت زیر می نویسیم:

بسته های سیگنال شده توسط آداپتور به شبکه به مقصد ارسال می شوند. در انجام این کار، آنها بر اساس قوانین زیر عمل می کنند:

تیم برنده تیمی است که در آن "آداپتور شبکه" اولین کسی است که پیامی را به گره دیگری ارسال می کند (همه "بسته های" خود را ارسال می کند).

• در بازی دور اول، به دانشجویان بسته اجازه دهید دست به دست هم دهند و به عنوان یک پیام بدون بسته بندی واحد از "وب" عبور کنند. واضح است که گره دوم بیکار خواهد بود. تقسیم به بسته ها به شما امکان می دهد پیام ها (اما نه بسته ها!) را به طور همزمان به تمام گره های شبکه ارسال کنید.
• دور بعدی را بدون مکث ثابت بازی کنید. در این حالت، انحصار بصری شبکه توسط یک تیم زیرک تر دوباره امکان پذیر است.
• سعی کنید با مکث ثابت به جای مکث تصادفی بازی کنید تا بر برخوردها غلبه کنید. شبکه فلج خواهد شد.
• پس از انجام آزمایشات، طبق قوانینی که در بالا توضیح داده شد، بازی کنید. شرطی را برای «بسته‌ها» وارد کنید: فقط می‌توانید با پریدن در امتداد «لاستیک معمولی» حرکت کنید، با هر دو پا و پاها کنار هم فشار دهید. این برای تقویت فعالیت حرکتی بچه ها (مانند اسکات و پرش های آداپتور) ضروری است.

بازی اصلی در چندین دور انجام می شود (ما تا 10 بازی کردیم). نتیجه هر دور یک امتیاز برای تیم برنده به ارمغان می آورد.

پس از فعالیت حرکتی، دوباره از تیم ها دعوت می شود تا به سوالات پاسخ دهند. این دانش به دست آمده در طول بحث اولیه و خود بازی را تثبیت می کند.

هر پاسخ صحیح یک امتیاز اضافی به تیم می دهد.

تنها پس از چنین حمله رعد اسا، سرانجام تیم برنده مشخص می شود.

عکس 1. انتقال موفقیت آمیز بسته

عکس 2. مکث ثابت

عکس 3. بسته ها قبل از برخورد

عکس 4. برخورد شد

عکس 5. مکث تصادفی پس از برخورد

لیستی از سوالات

1. چرا پروتکل شبکه پس از ارسال بسته، یک مکث ثابت را فراهم می کند؟

   پاسخ. مکث ثابت به شما امکان می دهد انتقال را به سایر شرکت کنندگان شبکه آغاز کنید. اگر یک گره به طور مداوم بسته ها را ارسال کند (بدون مکث)، هیچ کس دیگری نمی تواند کار کند. آنها می گویند شبکه در انحصار یک گره خواهد بود. مکث ثابت از انحصار جلوگیری می کند.

2. چرا پیام به طور کلی مخابره نمی شود، بلکه به بسته ها تقسیم می شود؟

   پاسخ. برای جلوگیری از انحصار شبکه توسط یک گره هنگام ارسال پیام طولانی. درست است، همراه با تجزیه به بسته ها، یک مکث ثابت پس از ارسال هر بسته مورد نیاز است (پاسخ به سؤال اول را ببینید).

3. آیا می توان مکث پس از برخورد را رفع کرد؟

   پاسخ. خیر یک مکث ثابت باعث یک برخورد جدید می شود، زیرا گره ها به طور همزمان شروع به تکرار انتقال قطع شده توسط برخورد می کنند و شبکه نمی تواند کار کند.

4. پروتکل شبکه چیست؟

   پاسخ. قوانین سازماندهی شبکه

5. کدام دستگاه بسته ها را طبق پروتکل شبکه به شبکه ارسال می کند؟

   پاسخ. آداپتور شبکه.

6. هدف دیگر از آداپتور شبکه چیست؟

   پاسخ. سیگنال کامپیوتر را به سیگنال دریافتی در رسانه انتقال تبدیل کنید. و برگشت.

7. نام آداپتور شبکه ای که کامپیوتر از طریق آن به خط تلفن متصل می شود چیست؟

   پاسخ. مودم.

8. چه زمانی یک گره شروع به انتقال یک بسته در یک شبکه مشترک می کند؟

   پاسخ. هنگامی که هیچ انتقال دیگری در شبکه وجود ندارد.

9. برخورد چیست؟

   پاسخ. برخورد برهم نهی دو یا چند بسته (سیگنال) است که توسط گره های مختلف به شبکه منتقل می شود.

10. توپولوژی اتوبوس رایج چه تفاوتی با توپولوژی های دیگر دارد؟

    پاسخ. تمام گره های شبکه به یک کانال ارتباطی مشترک متصل هستند.

11. قوانین پروتکل اولیه را برای عملکرد یک شبکه با یک محیط مشترک ارائه دهید.

    پاسخ. در شبکه هایی با محیط مشترک، کار بر اساس قوانین زیر انجام می شود:

    • اگر "سکوت" در شبکه وجود داشته باشد، می توانید انتقال بسته را شروع کنید.
    • پس از ارسال بسته، آداپتور یک مکث ثابت ایجاد می کند.
    • اگر برخوردی تشخیص داده شود، انتقال باید خاتمه یابد.
    • ارسال بسته خراب شده در اثر برخورد پس از یک مکث تصادفی تکرار می شود.
12. آیا برخورد یک استثنا در یک شبکه مشترک است؟

    پاسخ. در یک شبکه مشترک، برخورد یک وضعیت عملیاتی رایج است.

13. اترنت از چه تکنیکی برای زنده نگه داشتن شبکه با وجود برخورد استفاده می کند؟

    پاسخ. هنگامی که یک برخورد تشخیص داده می شود، گره ها باید انتقال را متوقف کنند و پس از یک مکث تصادفی آن را از سر بگیرند. این یک مکث تصادفی است که عملکرد شبکه های اترنت را تضمین می کند.

14. چه برخوردی زود هنگام نامیده می شود؟

    پاسخ. برخورد زودهنگام برخوردی است که ایستگاه فرستنده در حین ارسال بسته تشخیص می دهد.

15. چه برخوردی دیر نامیده می شود؟

    پاسخ. اگر پس از اتمام ارسال بسته ای که باعث برخورد شده است، برخورد دیرهنگام رخ دهد.

16. چرا برخورد زودهنگام منجر به از دست دادن بسته نمی شود؟

    پاسخ. گره در حین انتقال بسته از برخورد مطلع می شود، یعنی زمانی که بسته هنوز در بافر آداپتور است و می تواند دوباره ارسال شود.

17. چرا برخورد دیرهنگام منجر به از دست دادن بسته می شود؟

    پاسخ. بسته قبلاً به شبکه منتقل شده است، از بافر آداپتور حذف شده است و بنابراین نمی توان آن را دوباره ارسال کرد.

18. چرا استانداردها تعداد گره هایی را که می توانند به یک شبکه مشترک متصل شوند محدود می کنند؟

    پاسخ. با تعداد زیادی گره، انتظار برای توقف در شبکه برای شروع انتقال می تواند دشوار باشد. استانداردها تعداد گره هایی را که در آنها شبکه حتی در حداکثر بار فعال می ماند (زمانی که همه گره ها به طور همزمان کار می کنند) نامیده می شود.

بازی نمایشی "حلقه"

این بازی عملکرد یک شبکه را با توپولوژی "حلقه" نشان می دهد.

توضیحات بازی

چهار دانش آموز مستقیماً درگیر بازی هستند ، بقیه کار شبکه را مشاهده می کنند ، معلم در مورد آنچه اتفاق می افتد نظر می دهد. بازیکنان پشت میز می نشینند، هر صندلی با شماره گره ای که شرکت کننده برای آن بازی می کند مشخص شده است (شکل 6 را ببینید).

برنج. 6. مدل محیط بازی

گره‌های 1 و 3، 2 و 4 باید پیام‌هایی را با یکدیگر مبادله کنند، که هر کدام به تعداد بسته‌های متفاوتی تقسیم می‌شوند (برای نشان دادن انتقال رمز پس از اتمام بسته‌ها).

یک بسته کارتی است که یک طرف آن شامل قسمت آدرس و پشت آن حاوی داده است.

قسمت آدرس شامل یک عدد سه رقمی است که ارقام آن از چپ به راست نشان می دهد:

• تعداد گره فرستنده؛
• شماره بسته؛
• دریافت شماره گره

بنابراین، روی بسته های کارت گره 1 نوشته شده است:

برنج. 7. آدرس بخشی از بسته های میزبان 1

در پشت کارت ها قطعه ای از اندیشه های معروف نوشته شده است. در بازی، طول داده های بسته به 10 کاراکتر محدود می شود (عدد 10 به صورت مشروط گرفته می شود). به عنوان مثال، محتویات بسته های کارت گره 1 ممکن است مانند شکل 1 باشد. هشت

برنج. 8. نمونه هایی از قسمت های اطلاعاتی بسته های گره 1

برای گره های دیگر، پیام های ارسالی ممکن است به صورت زیر باشد:

در ابتدای بازی، گره 1 صاحب نشانه است و معلم کارت مربوطه را به آن می دهد (شکل 9).

برنج. 10. کارت توکن

بازی همانطور که در آموزش توضیح داده شده انجام می شود. یک گره تنها زمانی می تواند انتقال را شروع کند که یک توکن دریافت کند. اکنون، به جای یک نشانه، یک بسته داده به دنبال حلقه است. گیرنده بسته را در بافر خود کپی می کند (در بازی، محتویات را از پشت کارت به دفترچه یادداشت خود کپی می کند) و آن را با علامت دریافت از طریق شبکه ارسال می کند (در بازی، نقش علامت به این صورت است. با گیره کاغذی که به بسته بسته شده پخش می شود). گره فرستنده، با دریافت بسته اعلان خود، آن را از شبکه حذف می کند و در عوض توکن را به گره بعدی در حلقه می دهد.

بازی کند است، بازیکنان فقط پس از اجازه معلم اقدامات را انجام می دهند (پس از اینکه معلم توضیح می دهد که اکنون چه اتفاقی باید بیفتد).

قوانین بازی "حلقه" به دانش آموزان ارائه شده است

معلم. ویژگی توپولوژی "حلقه" چیست؟

دانش آموزان. حلقه - توپولوژی است که در آن هر گره شبکه به دو گره دیگر متصل می شود و یک حلقه (حلقه) را تشکیل می دهد. داده ها از یک گره به گره دیگر در اطراف حلقه در یک جهت منتقل می شوند.

معلم. برای نشان دادن عملکرد یک شبکه با توپولوژی حلقه، به 4 دستیار نیاز دارم. آنها نقش گره های شبکه را بازی خواهند کرد. بقیه بچه ها مدیران شبکه خواهند بود که باید عملکرد شبکه را به دقت مطالعه کنند. (معلم بازیکنان را برای نقش گره‌های شبکه انتخاب می‌کند. از آنها دعوت می‌کند تا طبق یک عدد به‌طور تصادفی در جدول‌ها جای بگیرند.)

معلم. در چه نقطه ای یک گره می تواند شروع به انتقال داده کند؟

دانش آموزان. یک گره تنها زمانی می تواند انتقال را شروع کند که یک توکن دریافت کند. به جای توکن، یک بسته داده در اطراف حلقه ارسال می شود.

معلم. گره میانی (کسی که بسته برای او در نظر گرفته نشده است) با بسته چه می کند؟

دانش آموزان. هر کامپیوتر به عنوان یک تکرار کننده عمل می کند و پیام را به کامپیوتر بعدی منتقل می کند.

معلم. چگونه یک گره می داند که یک بسته برای گره دیگری است؟

دانش آموزان. بسته حاوی آدرس گیرنده است. گره این آدرس را با آدرس شبکه خود مقایسه می کند، اگر مطابقت نداشته باشد، بسته "خارجی" است.

معلم. گیرنده با بسته چه می کند؟

دانش آموزان. گیرنده بسته را در بافر خود کپی می کند و آن را در امتداد شبکه ای که به عنوان دریافت شده مشخص شده است (در "شبکه" ما با یک گیره کاغذ) ارسال می کند.

معلم. چگونه یک گره متوجه می شود که یک بسته برای آن در نظر گرفته شده است؟

دانش آموزان. با تعداد گره دریافت کننده مشخص شده در قسمت آدرس بسته.

معلم. گره فرستنده با بسته خود که آن را با علامت خواندن پس گرفته است، چه می کند؟

دانش آموزان. گره ارسال کننده با دریافت بسته ای با علامت پذیرش، بسته را با یک رمز جایگزین می کند (توکن را به همسایه منتقل می کند) - شبکه دوباره آزاد است.

معلم. قسمتی از اندیشه های معروف پشت کارت بسته نوشته شده است. گره های ما نیاز به تبادل پیام و خواندن آنها با صدای بلند در پایان بازی دارند. و بر عملکرد صحیح شبکه نظارت و در صورت نیاز آن را اصلاح خواهیم کرد.

عکس 11. چهار "گره" منتظر معلم هستند تا یک نشانه را به حلقه "پرتاب" کند.

عکس 12. انتقال بسته

عکس 13. نظر معلم در مورد وضعیت کار

عکس 14. پیام پذیرفته شد

"حلقه" برخلاف "اتوبوس مشترک" یک بازی نمایشی است. در اینجا مهم است که چنین تعداد گره در شبکه و بسته های پیام را انتخاب کنید تا بچه ها وقت داشته باشند که اصول شبکه را درک کنند و بازی آنها را خسته نکند. گزینه "4 گره، 3-4 بسته در هر گره" به نظر ما کاملاً مناسب است.

قسمت آدرس بسته ها برای بچه ها مشکل خاصی ایجاد می کند. دانش آموزان نمی توانند بلافاصله بفهمند که بسته ای که از طریق شبکه در حال حرکت است برای چه کسی در نظر گرفته شده است، آنها هدف اولین و آخرین رقم در آدرس بسته را اشتباه می گیرند. گاهی اوقات در طول بازی، "گره" بسته در نظر گرفته شده برای خود را بیشتر در اطراف دایره ارسال می کند که البته با الگوریتم شبکه های Token Ring در تضاد است.

اگر یک گیره کاغذ در مقابل رقم اول وصل کنید و قانون زیر را برای تعیین شماره گیرنده بسته وارد کنید، کار با قسمت آدرس ساده می شود:

1. اگر بسته بدون گیره باشد، شماره گیرنده آخرین شماره است.
2. اگر بسته با گیره کاغذ باشد، شماره گیرنده با گیره نشان داده می شود.

علاوه بر این، روی تخته سیاه، می توانید دو بسته را از سمت قسمت آدرس (بدون علامت و با علامت رسید) به تصویر بکشید و هدف هر رقم را در آدرس امضا کنید (شکل 15 را ببینید).

برنج. 15. قسمت آدرس بسته بدون علامت و با علامت رسید

شما باید به بچه ها توجه کنید که در بازی ما، بر خلاف شبکه های Token Ring واقعی، یک گره فقط می تواند یک بسته را در یک زمان ارسال کند. بنابراین، زمانی را که گره توکن را نگه می دارد، تعیین می کنیم.

هیچ برنده ای در این بازی وجود ندارد. این عملکرد شبکه های ساخته شده بر اساس توپولوژی "حلقه" را نشان می دهد.

نکته جالب این است که پس از دریافت همه بسته ها، پیام های ارسال شده را به درستی بخوانید. بنابراین مهم است که بچه ها قبل از شروع بازی از محتوای پیام ها اطلاعی نداشته باشند. گره ها اجازه ندارند کارت های بسته را در زمانی که شبکه فعال است، برگردانند.

اگر قرار است چندین دور با شرکت کنندگان مختلف برگزار شود، لازم است تعداد مناسبی از پیام ها را از قبل آماده کنید.

سوالاتی برای تجمیع

© مقاله به طور خاص برای سایت "مدرس از راه دور" نوشته شده است

انواع شبکه های کامپیوتری

هدف شبکه کامپیوتری

هدف اصلی شبکه های کامپیوتری به اشتراک گذاری منابع و اجرای ارتباطات تعاملی در یک شکل و فراتر از آن است. منابع داده ها، برنامه ها و وسایل جانبی مانند درایو خارجی، چاپگر، ماوس، مودم یا جوی استیک هستند. مفهوم ارتباط تعاملی رایانه ها به معنای تبادل پیام ها در زمان واقعی است.

چاپگرها و سایر لوازم جانبی

قبل از ظهور شبکه های کامپیوتری، هر کاربر باید چاپگر، پلاتر و سایر لوازم جانبی خود را داشته باشد. برای اشتراک‌گذاری یک چاپگر، تنها راه این بود که پشت کامپیوتری که به آن چاپگر متصل است بنشینید.

شبکه‌ها اکنون به طیف وسیعی از کاربران اجازه می‌دهند که به طور همزمان داده‌ها را «مالک» کنند و لوازم جانبی. اگر چندین کاربر نیاز به چاپ یک سند داشته باشند، همه آنها می توانند به چاپگر شبکه دسترسی داشته باشند.

داده ها

قبل از ظهور شبکه های کامپیوتری، مردم اطلاعاتی مانند این رد و بدل می کردند:

اطلاعات را به صورت شفاهی مخابره کرد

یادداشت یا نامه نوشت (زبان نوشتاری)

اطلاعات را روی یک فلاپی دیسک نوشت، فلاپی دیسک را به رایانه دیگری منتقل کرد و داده ها را در آن کپی کرد

شبکه های کامپیوتری این فرآیند را با دسترسی کاربران به تقریباً هر نوع داده ای ساده می کنند.

برنامه های کاربردی

شبکه ها شرایط بسیار خوبی را برای یکسان سازی برنامه ها (به عنوان مثال، پردازشگر کلمه) فراهم می کنند. این بدان معنی است که همه رایانه های موجود در شبکه برنامه هایی از یک نوع و نسخه را اجرا می کنند. استفاده از یک برنامه واحد به ساده سازی پشتیبانی از کل شبکه کمک می کند. در واقع، یادگیری یک برنامه آسان تر از تسلط بر چهار یا پنج برنامه در یک زمان است. همچنین کار با یک نسخه از برنامه و پیکربندی رایانه ها به همان روش راحت تر است.

SCS - اساس یک کامپیوتر شبکه محلی(LAN)

SCS - اساس شبکه محلی

کار سازمان نیاز به یک شبکه محلی دارد که ترکیبی از رایانه، تلفن، تجهیزات جانبی باشد. شما می توانید بدون شبکه کامپیوتری انجام دهید. مبادله فایل ها با استفاده از فلاپی دیسک، ردیف شدن در نزدیکی چاپگر، دسترسی به اینترنت از طریق یک کامپیوتر فقط ناخوشایند است. راه حل این مشکلات توسط فناوری با نام اختصاری SCS ارائه شده است.

سیستم کابل کشی ساختاریافته یک زیرساخت مخابراتی جهانی از یک ساختمان / مجموعه ساختمان است که انتقال انواع سیگنال ها از جمله صدا، اطلاعات و تصویر را فراهم می کند. SCS را می توان قبل از مشخص شدن نیازهای کاربران، نرخ داده، نوع پروتکل های شبکه نصب کرد.

SCS اساس یک شبکه کامپیوتری یکپارچه با شبکه تلفن را تشکیل می دهد. به مجموعه تجهیزات مخابراتی یک ساختمان / پردیس که با استفاده از یک سیستم کابل کشی ساخت یافته متصل می شوند، شبکه محلی می گویند.

SCS یا کامپیوتر به علاوه شبکه تلفن

سیستم های کابل کشی ساختاریافته، با ترکیبی از سهولت استفاده، کیفیت انتقال داده و قابلیت اطمینان، عمر طولانی را ارائه می دهند. معرفی SCS زمینه ای را برای افزایش کارایی سازمان، کاهش هزینه های عملیاتی، بهبود تعامل درون شرکت و تضمین کیفیت خدمات به مشتریان ایجاد می کند.

یک سیستم کابل کشی ساختار یافته به گونه ای ساخته شده است که هر رابط (نقطه اتصال) دسترسی به تمام منابع شبکه را فراهم می کند. در همان زمان، دو خط در محل کار کافی است. یک خط یک خط کامپیوتر است، خط دوم یک خط تلفن است. خطوط قابل تعویض هستند. کابل ها TP محل کار را با پورت های نقاط توزیع متصل می کنند. نقاط توزیع بر اساس توپولوژی "ستاره سلسله مراتبی" توسط خطوط تنه به هم متصل می شوند.

SCS یک سیستم یکپارچه است. بیایید SCS را با کامپیوتر قدیمی و شبکه تلفن مقایسه کنیم. تعدادی از مزایا آشکار است.

شبکه محلی یکپارچه به شما امکان می دهد انواع مختلفی از سیگنال ها را انتقال دهید.

SCS عملکرد چندین نسل از شبکه های کامپیوتری را تضمین می کند.

رابط های SCS به شما این امکان را می دهد که هر گونه تجهیزات شبکه های محلی و برنامه های صوتی را متصل کنید.

SCS طیف گسترده ای از نرخ های انتقال داده را از برنامه های صوتی 100 کیلوبیت بر ثانیه تا برنامه های داده 10 گیگابیت بر ثانیه پیاده سازی می کند.

مدیریت SCS به دلیل سهولت کار، هزینه های نیروی کار نگهداری یک شبکه محلی را کاهش می دهد.

یک شبکه کامپیوتری امکان استفاده همزمان از انواع مختلف پروتکل های شبکه را فراهم می کند.

استانداردسازی به علاوه رقابت در بازار SCS باعث کاهش قیمت قطعات می شود.

شبکه محلی به شما امکان می دهد تا آزادی حرکت کاربران را بدون تغییر داده های شخصی (آدرس، شماره تلفن ها، گذرواژه ها، حقوق دسترسی، کلاس های خدمات)؛

مدیریت SCS شفافیت شبکه رایانه و تلفن را تضمین می کند - تمام رابط های SCS برچسب گذاری شده و مستند شده اند. کار سازمان به انحصار کارمندی اتصالات شبکه تلفن بستگی ندارد.

SCS بادوام قابل اعتماد پایه و اساس شبکه محلی است. با این حال، هر شایستگی یک جنبه منفی دارد. استانداردهای SCS، افزونگی پارامترهای کمی سیستم را توصیه می‌کنند که مستلزم هزینه‌های یک بار مصرف قابل توجهی است. از سوی دیگر، می توانید کابوس تعمیر دائمی یک دفتر کار موجود را به منظور ایجاد یک شبکه کامپیوتری برای رفع نیازهای فعلی فراموش کنید.

استانداردهای SCS

استانداردها ساختار SCS، پارامترهای عملیاتی عناصر ساختاری، اصول طراحی، قوانین نصب، روش های اندازه گیری، قوانین مدیریت، الزامات اتصال به زمین مخابرات را تعریف می کنند.

مدیریت SCS شامل علامت‌گذاری پورت‌ها، کابل‌ها، پانل‌ها، کابینت‌ها، سایر عناصر و همچنین سیستمی از سوابق است که با پیوندها تکمیل می‌شود. همراه با کابل کشی به خوبی فکر شده، که در مرحله ایجاد SCS تعیین شده است، سیستم مدیریت به شما امکان می دهد سازماندهی خوبی از شبکه محلی را حفظ کنید. استانداردهای 2007 SCS وجود مدیریت را یکی از شروط انطباق SCS با الزامات استاندارد می دانند.

SCS توسط استانداردهای بین المللی، اروپایی و ملی تعیین می شود. استانداردهای SCS خطاب به سازندگان حرفه ای است. در روسیه، SCS اغلب توسط سازمان های متخصص در شبکه های کامپیوتری و سیستم های امنیتی ایجاد می شود.

روسیه یکی از اعضای سازمان بین المللی استاندارد (ISO) است، بنابراین با استانداردهای بین المللی هدایت می شود. این اطلاعاتالزامات را منعکس می کند استاندارد بین المللی ISO/IEC 11801.

زیر سیستم های SCS

استاندارد ISO/IEC 11801 سیستم کابل کشی ساخت یافته را به سه زیر سیستم تقسیم می کند:

زیر سیستم اصلی مجموعه ساختمان ها؛

زیرسیستم اصلی ساختمان؛

زیر سیستم افقی

زیرسیستم ستون فقرات SCS و شبکه تلفن

زیرسیستم ستون فقرات مجموعه ساختمان، سیستم های کابلی ساختمان ها را به هم متصل می کند.

زیر سیستم اصلی ساختمان نقاط توزیع طبقات را به هم متصل می کند.

زیرسیستم ستون فقرات شامل زیرسیستم های اطلاعاتی و گفتاری SCS می باشد. رسانه اصلی انتقال زیرسیستم اطلاعات فیبر نوری (تک حالته یا چند حالته) است که توسط کابل های متقارن چهار جفت تکمیل می شود. در صورتی که طول خط اصلی بیش از 90 متر نباشد، از کابل های بالانس دسته 5 به بالا استفاده می شود. در طول های طولانی تر، برای کاربردهای اطلاعاتی، یعنی یک شبکه کامپیوتری، باید کابل فیبر نوری نصب شود.

برنامه‌های صوتی ترانک ساختمان از طریق کابل‌های چند جفتی کار می‌کنند. برنامه های گفتاری که یک شبکه تلفن ایجاد می کنند متعلق به کلاس های پایین SCS هستند. این به شما امکان می دهد طول خطوط زیرسیستم ستون فقرات ایجاد شده توسط کابل های چند جفت را تا دو یا سه کیلومتر افزایش دهید.

زیر سیستم افقی SCS و شبکه کامپیوتری

زیرسیستم SCS افقی شامل پانل های توزیع، کابل های سوئیچینگ نقاط توزیع کف، کابل های افقی، نقاط تحکیم، کانکتورهای مخابراتی است. زیرسیستم افقی یک شبکه محلی برای مشترکین فراهم می کند و دسترسی به منابع ستون فقرات را فراهم می کند. رسانه انتقال زیرسیستم افقی کابل های متعادلی است که کمتر از دسته 5 نباشد. استانداردهای SCS سال 2007 انتخاب SCS را برای مراکز داده کمتر از رده 6 فراهم می کند. برای فناوری اطلاعات (شبکه کامپیوتر به علاوه تلفن) خانه های خصوصی، استانداردهای جدید توصیه می شود از دسته 6 / 7 استفاده کنید. پخش کننده های رسانه انتقال فن آوری های ارتباطی(تلویزیون، رادیو) خانه های شخصی / آپارتمان ها - کابل های متقارن محافظت شده با باند فرکانس 1 گیگاهرتز، به علاوه کابل های کواکسیال تا 3 گیگاهرتز. فیبر نوری نیز مجاز است.

زیرسیستم افقی SCS تحت سلطه یک شبکه کامپیوتری است. این منجر به محدودیت می شود حداکثر طولکانال - 100 متر، صرف نظر از نوع رسانه. برای افزایش عمر سرویس بدون تغییرات، زیرسیستم افقی SCS باید افزونگی، ذخیره ای از پارامترها را فراهم کند.

منطقه کاری در ساختار زیرسیستم افقی SCS

منطقه کاری SCS - محل (بخشی از محل) که در آن کاربران با تجهیزات پایانه (ارتباطات، اطلاعات، صدا) کار می کنند.

منطقه کاری به زیرسیستم افقی SCS تعلق ندارد. یک عنصر عملکردی زیر سیستم افقی SCS یک اتصال دهنده مخابراتی - TP است.

محل کار مجهز به پریزهایی است که شامل دو یا چند پریز مخابراتی می باشد. تجهیزات محل کار توسط کابل های مشترک متصل می شوند. مشترک / کابل های شبکهخارج از محدوده SCS هستند، اما آنها به شما اجازه می دهند کانال هایی ایجاد کنید که پارامترهای آنها توسط استانداردهای SCS تعیین می شود. SCS شامل کابل های پچ / جامپرهایی است که برای اتصال بین پورت های پانل / کنتاکت های متقابل استفاده می شود.

بیش از 90 درصد کابل های SCS در زیر سیستم افقی قرار دارند. کابل های زیر سیستم افقی حداکثر در زیرساخت ساختمان ادغام می شوند. هر گونه تغییر در زیر سیستم افقی بر کار سازمان تأثیر می گذارد. بنابراین، افزونگی زیرسیستم افقی بسیار مهم است که عملکرد طولانی مدت بدون مشکل شبکه محلی را تضمین می کند.

دو روش برای کابل کشی وجود دارد - پنهان و باز. برای تخمگذار پنهان از طراحی دیوارها، کف ها، سقف ها استفاده کنید. بهرحال همیشه این امکان پذیر نیست. رایج ترین گزینه برای کانال های کابلی جعبه های پلاستیکی است.

گزینه هایی برای تخمگذار باز بسته های کابل شامل سینی ها، جعبه ها، مینی ستون ها است. کابل کشی مخفی نصب سوکت های داخلی، نصب دریچه های کف را فراهم می کند.

نقاط توزیع SCS - گره های شبکه محلی

نقاط توزیع SCS انتهای خطوط افقی و تنه هستند که برای سهولت استفاده بر روی پانل ها یا صلیب ها ثابت می شوند. برای نصب پانل ها، کراس کانتری، تجهیزات شبکه، کابینت های زمینی / دیواری، رک های مخابراتی استفاده می شود. یک نقطه توزیع می تواند بخشی از یک کابینت، چند کابینت را اشغال کند. محل نقاط توزیع به معنای واقعی کلمه - کمدهای مخابراتی (Telecommunication closets) نامیده می شود. نصب RP یک طبقه در هر طبقه از ساختمان توصیه می شود. اگر مساحت طبقات اداری بیش از 1000 باشد متر مربع، یک RP اضافی متصل شده توسط کانال های اصلی را فراهم کنید.

نقاط توزیع SCS گره های شبکه محلی را ایجاد می کنند که تجهیزات شبکه و سرور به طور فشرده در آن قرار دارند.

کابینت های طبقه به شما اجازه می دهد تا انتهای صدها خط، تجهیزات، واحد PBX را قرار دهید. قفسه های مخابراتی ظرفیت کابینت را فراهم می کنند اما ارزان تر هستند. آنها زمانی استفاده می شوند که حفاظت اضافی از تجهیزات LAN یا شرایط عملیاتی خاص مورد نیاز نباشد. توصیه می شود کابینت های دیواری با تعداد خطوط کم، بدون اتاق مخابرات انتخاب شود. تجهیزات کابینت توسط فن خنک می شوند.

امروزه، درست مانند 10 سال پیش، دو نوع شبکه وجود دارد - شبکه همتا به همتا و شبکه مبتنی بر سرور. هر کدام از آنها هم مزایا و هم معایبی دارند.

شبکه‌های همتا به همتا احتمالاً برای کاربرانی که می‌خواهند ابتدا شبکه را «در میدان» امتحان کنند، یا کسانی که فقط می‌توانند هزینه ساخت و نگهداری شبکه را پرداخت کنند، جذاب است. یک شبکه مبتنی بر سرور در جایی استفاده می شود که کنترل کامل بر تمام ایستگاه های کاری مهم است. این می تواند یک شبکه خانگی کوچک یا یک سیستم بزرگ شرکتی از شبکه ها باشد که در یک شبکه مشترک ترکیب شده اند.

این دو انواع متفاوتشبکه‌ها ریشه‌ها و اصول عملکرد مشترکی دارند که در صورت مدرن‌سازی لازم، امکان حرکت از یک گزینه ساده‌تر - شبکه همتا به همتا - به یک پیچیده‌تر - یک شبکه مبتنی بر سرور را فراهم می‌کند.

شبکه همتا به همتا

ایجاد یک شبکه همتا به همتا بسیار ساده است. بیشترین مشخصه اصلیچنین شبکه ای - همه رایانه های موجود در آن به تنهایی کار می کنند، یعنی هیچ کس آنها را کنترل نمی کند.

در واقع یک شبکه همتا به همتا شبیه تعدادی کامپیوتر است که با استفاده از یکی از انواع ارتباط متصل شده اند. این عدم وجود یک کامپیوتر کنترلی - سرور - است که ساخت آن را ارزان و کاملاً مؤثر می کند. با این حال، کامپیوترهای همتا به همتا باید به اندازه کافی قدرتمند باشند تا بتوانند تمام وظایف اولیه و پیشرفته (اداری، حفاظت از ویروس و غیره) را انجام دهند.

هر رایانه ای در چنین شبکه ای را می توان هم کارگر و هم سرور نامید، زیرا هیچ رایانه اختصاصی خاصی وجود ندارد که بتواند مدیریت یا کنترل دیگری را اعمال کند. کامپیوتر چنین شبکه ای توسط کاربر (یا کاربران) که روی آن کار می کنند نظارت می شود. این نقطه ضعف اصلی یک شبکه همتا به همتا است - کاربر آن نه تنها باید بتواند روی رایانه کار کند، بلکه باید در مورد مدیریت نیز ایده داشته باشد. علاوه بر این، او خود باید با شرایط اضطراری که در حین کار رایانه ایجاد می شود کنار بیاید و از آن در برابر مشکلات مختلف، از ویروس ها گرفته تا مشکلات احتمالی نرم افزاری و سخت افزاری محافظت کند.

همانطور که انتظار می رود، یک شبکه همتا به همتا از منابع مشترک، فایل ها، چاپگرها، مودم ها و غیره استفاده می کند، اما به دلیل عدم وجود یک کامپیوتر کنترلی، هر کاربر از یک منبع مشترک باید به طور مستقل قوانین و روش های استفاده از آن را تعیین کند.

شما می توانید از هر سیستم عاملی برای کار با شبکه های همتا به همتا استفاده کنید. پشتیبانی شبکه همتا به همتا در اجرا شده است ویندوز مایکروسافتاز ویندوز 95، بنابراین هیچ نرم افزار اضافی مورد نیاز نیست.

شبکه‌های همتا به همتا معمولاً زمانی استفاده می‌شود که چندین کامپیوتر (معمولاً حداکثر تا 10) باید با استفاده از ساده‌ترین سیستم اتصال کابلی به شبکه متصل شوند و نیازی به حفاظت دقیق از داده‌ها نباشد. اتصال رایانه های بیشتری توصیه نمی شود، زیرا فقدان "مقامات نظارتی" دیر یا زود منجر به مشکلات مختلفی می شود. از این گذشته، به دلیل یک کاربر بی سواد یا تنبل، حفاظت و عملکرد کل شبکه در خطر است!

اگر به یک شبکه امن تر و کنترل شده علاقه دارید، یک شبکه مبتنی بر سرور ایجاد کنید.

شبکه مبتنی بر سرور

شبکه مبتنی بر سرور رایج‌ترین نوع شبکه‌ای است که در شبکه‌های خانگی و ادارات کامل و همچنین در شرکت‌های بزرگ استفاده می‌شود.

همانطور که از نامش پیداست، این شبکهاز یک یا چند سرور استفاده می کند که همه کارها را کنترل می کنند. به طور معمول، سرور است قدرت بزرگو سرعت لازم برای تکمیل کارها، چه در حال کار با یک پایگاه داده باشد و چه در خدمت سایر درخواست های کاربر. سرور برای پردازش سریع درخواست های کاربران بهینه شده است، دارای مکانیزم های حفاظتی و کنترل نرم افزاری ویژه است. قدرت کافی سرور به شما امکان می دهد تا برق مورد نیاز دستگاه مشتری را کاهش دهید. یک شبکه مبتنی بر سرور معمولاً توسط یک شخص خاص نظارت می شود - مدیر سیستم. او مسئول به روز رسانی منظم پایگاه داده های آنتی ویروس، رفع مشکلات پیش آمده، اضافه کردن و کنترل منابع مشترک و غیره است.

تعداد مشاغل در چنین شبکه ای می تواند متفاوت باشد - از چند تا صدها یا هزاران کامپیوتر. به منظور حفظ عملکرد شبکه در سطح مورد نیاز، با افزایش تعداد کاربران متصل، سرورهای اضافی نصب می شوند. این به شما امکان می دهد قدرت محاسباتی را به طور بهینه توزیع کنید.

همه سرورها کار یکسانی را انجام نمی دهند. سرورهای تخصصی وجود دارند که به شما این امکان را می دهند تا انجام کارهای خاص را به صورت خودکار یا به سادگی تسهیل کنید.

سرور فایل. طراحی شده عمدتا برای ذخیره انواع داده ها، با شروع اسناد اداریو با موزیک و ویدئو به پایان می رسد. معمولاً در چنین سروری پوشه های شخصی کاربران ایجاد می شود که فقط آنها (یا سایر کاربرانی که حق دسترسی به اسناد این پوشه را دریافت کرده اند) به آنها دسترسی دارند. برای مدیریت چنین سروری، هر شبکه ای سیستم عامل، معادل ویندوز NT 4.0.

سرور چاپ. وظیفه اصلی این سرور نگهداری پرینترهای شبکه و دسترسی به آنها می باشد. اغلب اوقات، برای صرفه جویی در هزینه، یک سرور فایل و یک سرور چاپ در یک سرور ترکیب می شوند.

سرور پایگاه داده وظیفه اصلی چنین سروری اطمینان از حداکثر سرعت جستجو و نوشتن داده های لازم در پایگاه داده یا دریافت داده ها از آن با انتقال بعدی آنها به کاربر شبکه است. اینها قدرتمندترین سرورها هستند. آنها حداکثر عملکرد را دارند، زیرا راحتی همه کاربران به آن بستگی دارد.

سرور برنامه های کاربردی این یک سرور میانی بین کاربر و سرور پایگاه داده است. به عنوان یک قاعده، آن دسته از درخواست هایی که نیاز دارند حداکثر عملکردو باید بدون تأثیر بر سرور پایگاه داده یا رایانه کاربر به کاربر منتقل شود. این می تواند داده های درخواستی مکرر از پایگاه داده یا هر ماژول برنامه باشد.

سرورهای دیگر علاوه بر موارد ذکر شده در بالا، سرورهای دیگری مانند ایمیل، ارتباطات، سرورهای دروازه و غیره وجود دارد.

یک شبکه مبتنی بر سرور طیف گسترده ای از خدمات و قابلیت ها را ارائه می دهد که دستیابی به آنها از شبکه همتا به همتا دشوار یا غیرممکن است. علاوه بر این، یک شبکه همتا به همتا از نظر امنیت و مدیریت از چنین شبکه ای پایین تر است. با سرور یا سرورهای اختصاصی، تهیه آن آسان است پشتیبان گیری، که در صورت وجود سرور پایگاه داده در شبکه اولویت دارد.

شبکه محلی

مفهوم شبکه سازی

بیشترین شبکه سادهشامل حداقل دو کامپیوتر است که توسط یک کابل به یکدیگر متصل شده اند. این به آنها اجازه می دهد تا داده ها را به اشتراک بگذارند. همه شبکه ها بر این اساس هستند اصل ساده. اگرچه ایده اتصال کامپیوترها با کابل به نظر ما چندان برجسته نیست، اما زمانی این یک دستاورد قابل توجه در زمینه ارتباطات بود.

شبکه مجموعه ای از رایانه ها و سایر دستگاه های متصل است. و مفهوم کامپیوترهای متصل و به اشتراک گذاری منابع شبکه نامیده می شود.

رایانه های تحت شبکه می توانند به اشتراک بگذارند:

داده ها

چاپگرها

دستگاه های فکس

مودم ها

سایر وسایل

این لیستبه طور مداوم پر می شود، زیرا راه های جدیدی برای به اشتراک گذاری منابع ظاهر می شود

شبکه های محلی

در ابتدا شبکه های کامپیوتری کوچک بودند و تا ده کامپیوتر را به یک چاپگر متصل می کردند. این فناوری اندازه شبکه را محدود می کرد، از جمله تعداد رایانه های موجود در شبکه و طول فیزیکی آن. به عنوان مثال، در اوایل دهه 1980، محبوب ترین نوع شبکه شامل بیش از 30 رایانه نبود و طول کابل آن از 185 متر تجاوز نمی کرد.

مشکلات شبکه

انتخاب شبکه ای که به یک شرکت پاسخ نمی دهد می تواند مشکلاتی ایجاد کند. رایج ترین حالت زمانی است که یک شبکه همتا به همتا انتخاب می شود، اگرچه یک شبکه مبتنی بر سرور باید نصب شود. اگر محدودیت های توپولوژی مانع از کارکرد شبکه در برخی تنظیمات شود، مشکلات طرح شبکه نیز ممکن است به وجود بیاید.

شبکه های همتا به همتا

در شبکه‌های همتا به همتا یا گروه‌های کاری، به دلیل تداخل برنامه‌ریزی نشده در عملکرد ایستگاه شبکه، ممکن است مشکلاتی ایجاد شود. علائمی که نشان می دهد شبکه همتا به همتا الزامات شرکت را برآورده نمی کند:

مشکلات مربوط به عدم حفاظت متمرکز داده ها

مواقع تکراری زمانی که کاربران رایانه های خود را که به عنوان سرور عمل می کنند خاموش می کنند.

شبکه هایی با توپولوژی باس

در شبکه‌هایی با توپولوژی «باس»، موقعیت‌هایی ممکن است که - به دلایل مختلف - گذرگاه به پایانه‌کننده متصل نباشد. و این، همانطور که می دانید، کل شبکه را متوقف می کند.

ممکن است کابل پاره شود

شکستن کابل باعث آزاد شدن دو سر آن می شود، یعنی. بدون پایان دهنده سیگنال های الکتریکی شروع به بازتاب می کنند و شبکه از کار می افتد.

ممکن است کابل از کانکتور T جدا شود

کامپیوتر از شبکه جدا شده است و کابل نیز دارای انتهای شل است. انعکاس سیگنال ها شروع می شود، بنابراین، کل شبکه از کار می افتد

کابل ممکن است ترمیناتور را از دست بدهد

اگر ترمیناتور گم شود، انتهای کابل آزاد می شود. بازتاب سیگنال ها شروع می شود که منجر به شکست کل شبکه می شود.

شبکه های بی سیم

محیط بی سیم

محیط بی سیم به تدریج وارد زندگی ما می شود. هنگامی که این فناوری به طور کامل توسعه یافت، تولید کنندگان طیف گسترده ای از محصولات را با قیمت های مقرون به صرفه ارائه می دهند که منجر به افزایش تقاضا برای آن و افزایش فروش می شود. این به نوبه خود باعث بهبود و توسعه بیشتر محیط بی سیم می شود. عبارت "بی سیم" می تواند گمراه کننده باشد زیرا به معنای عدم وجود کامل سیم در شبکه است، در واقع اینطور نیست. به طور معمول، اجزای بی سیم با شبکه ای که از کابل به عنوان رسانه انتقال استفاده می کند، تعامل دارند، چنین شبکه ای با اجزای ترکیبی، شبکه ترکیبی نامیده می شود.

توانایی ها

ایده یک محیط بی سیم بسیار جذاب است زیرا اجزای آن عبارتند از:

اتصال موقت به یک شبکه کابلی موجود را فراهم می کند.

به سازماندهی پشتیبان به شبکه کابلی موجود کمک کنید

سطح مشخصی از تحرک را تضمین می کند

به شما امکان می دهد محدودیت های حداکثر طول شبکه اعمال شده توسط کابل های مسی یا حتی فیبر نوری را حذف کنید.

سیگنالینگ

دو فناوری برای انتقال سیگنال های کدگذاری شده از طریق کابل استفاده می شود - انتقال باند باریک و انتقال باند پهن.

انتقال باند باریک

سیستم های باند باریک داده ها را به عنوان یک سیگنال دیجیتال تک فرکانس انتقال می دهند. سیگنال ها پالس های الکتریکی یا نوری مجزا هستند. با این روش از کل ظرفیت کانال ارتباطی برای انتقال یک پالس استفاده می شود یا به عبارت دیگر سیگنال دیجیتال از کل پهنای باند کابل استفاده می کند. پهنای باند تفاوت بین حداکثر و حداقل فرکانس قابل انتقال از طریق کابل است.

انتقال باند پهن

سیستم های پهن باند داده ها را در قالب یک سیگنال آنالوگ که از محدوده مشخصی از فرکانس ها استفاده می کند، انتقال می دهند. سیگنال ها امواج الکترومغناطیسی یا نوری پیوسته هستند. با این روش سیگنال ها از طریق محیط فیزیکی در یک جهت منتقل می شوند.

هدف، واقعگرایانه:

• 1. با استفاده از نرم افزار Cisco Packet Tracer با تکنیک های مدل سازی شبکه آشنا شوید.
• 2. کسب مهارت در ساخت و مدل سازی شبکه ها با استفاده از هاب، سوئیچ، روتر.
• 3. کسب مهارت در استفاده از دستورات ping، tracert، arp برای نظارت بر وضعیت یک شبکه کامپیوتری.

بخش تئوری.

توضیحات Cisco Packet Tracer.

Cisco Packet Tracer - نرم افزار، به عنوان بخشی از آکادمی های شبکه توسط سیسکو توسعه یافته است و به شما امکان می دهد شبکه ها را طراحی کنید، تجهیزات شبکه را مطالعه کنید، پیوندهای بین آنها را انجام دهید و آنها را پیکربندی کنید.

شکل 1 - اجزای اصلی برنامه Cisco Packet Tracer

• 1- فضای کاری که تجهیزات سازماندهی شبکه در آن قرار دارد.
• 2- تجهیزات موجود (هاب ها، سوئیچ ها، روترها، دستگاه های پایانی)؛
• 3- دکمه های مدیریت اشیاء.
• 4- انتخاب بین فضای کاری فیزیکی و منطقی. یکی از ویژگی های Packet Tracer این است که وقتی به فضای کاری فیزیکی می روید، می توانید شبکه ایجاد شده را در سطح شهر مجازی تا رک مشاهده کنید. انتقال به سطح پایین تر - با کلیک کردن بر روی شی. بازگشت - دکمه بازگشت؛
• 5- پنجره نظارت و مدیریت بسته های ارسالی.
• 6- جابجایی بین حالت های عملیاتی – بلادرنگ و شبیه سازی. در حالت شبیه سازی، تمام بسته های ارسال شده در داخل شبکه به صورت گرافیکی نمایش داده می شوند (شکل 2). این ویژگی به شما امکان می دهد به صورت بصری نشان دهید که بسته در حال حاضر روی کدام رابط حرکت می کند، از کدام پروتکل استفاده می شود و غیره. AT این حالتشما نه تنها می توانید پروتکل های مورد استفاده را پیگیری کنید، بلکه با کلیک بر روی مربع در قسمت Info (شکل 3) می توانید ببینید که این پروتکل از کدام یک از هفت لایه مدل OSI استفاده می کند.

شکل 2 - انتقال بسته در حالت شبیه سازی

شکل 3 - لایه های مدل OSI در Cisco Packet Tracer

با ایجاد یک درخواست پینگ با یا و فشار دادن دکمه Play می توانید کار را در حالت شبیه سازی شروع کنید.

هر دستگاه بسته به هدفش قابل پیکربندی است. به عنوان مثال، با کلیک بر روی نماد کامپیوتر، به قسمت تنظیمات فیزیکی می رسیم، جایی که ظاهرتجهیزات و بردهایی را که می توان به دستگاه اضافه کرد فهرست می کند. تب Config (شکل 4) تنظیمات شبکه دستگاه (IP، ماسک، دروازه، سرور DNS) را نشان می دهد.

شکل 4 - تنظیمات شبکه کامپیوتری

تب Desktop شامل ویژگی های اضافی:

• · پیکربندی IP - تنظیمات شبکه
• خط فرمان - خط فرمان
• پایانه
• مرورگر
• · پست الکترونیکو دیگر.

خط فرمان برای آزمایش عملکرد شبکه، تنظیم تنظیمات و مشاهده نتایج استفاده می شود. دستورات اساسی هنگام استفاده:

پینگ - ارسال درخواست اکو

قالب: پینگ مقصد_آدرس.

می تواند با پسوندها باشد: Ping -t destination_address - ارسال درخواست اکو تا زمانی که با دستور Ctrl+C قطع شود.

Ping -n count destination_address هر تعداد پینگ که count مشخص می کند ارسال می کند.

· Arp - a - نمایش arp-table.

Arp - d - جدول arp را پاک کنید.

· Tracert - تعیین مسیر به گره مقصد.

قالب: Tracert destination_address.

پروتکل STP

پروتکل پوشا درختی یک پروتکل شبکه است که در لایه دوم مدل OSI عمل می کند. هدف اصلی STP آوردن یک شبکه اترنت چند پیوندی به یک توپولوژی درختی است که حلقه های بسته را حذف می کند. این با مسدود کردن خودکار اتصالات اضافی فعلی برای اتصال کامل پورت اتفاق می افتد. این پروتکل در استاندارد IEEE 802.1D توضیح داده شده است.

پروتکل CDP

Cisco Discovery Protocol یک پروتکل لایه 2 است که توسط Cisco Systems توسعه یافته است که امکان کشف تجهیزات شبکه سیسکو متصل (مستقیم یا از طریق دستگاه های لایه 1)، نام آن، نسخه IOS و آدرس های IP را فراهم می کند. این توسط بسیاری از دستگاه های این شرکت پشتیبانی می شود، تقریباً توسط تولید کنندگان شخص ثالث پشتیبانی نمی شود.

اطلاعات دریافتی شامل انواع دستگاه‌های متصل، رابط‌های روتر که دستگاه‌های همسایه به آن‌ها متصل هستند، رابط‌های مورد استفاده برای ایجاد اتصالات و مدل‌های دستگاه است.

پروتکل ICMP

پروتکل پیام کنترل اینترنت یک پروتکل پیام کنترلی است.

با استفاده از ICMP، هاست ها و روترهایی که از طریق IP ارتباط برقرار می کنند می توانند خطاها را گزارش کنند و اطلاعات کنترل و وضعیت محدود را مبادله کنند.

هر پیام ICMP از طریق شبکه در یک بسته IP ارسال می شود (شکل 5). بسته‌های IP با پیام‌های ICMP مانند هر بسته دیگری بدون اولویت مسیریابی می‌شوند، بنابراین می‌توانند از بین بروند. علاوه بر این، در یک شبکه شلوغ، آنها می توانند باعث شوند بار اضافیروترها برای اینکه باعث انبوهی از پیام های خطا نشود، از دست دادن بسته IP حاوی پیام های خطای ICMP نمی تواند پیام های ICMP جدیدی ایجاد کند.

شکل 5 - قالب بسته ICPM

مسیریابی استاتیک و پویا

مسیریابی فرآیند تعیین مسیر اطلاعات در شبکه های ارتباطی است. مسیرها را می توان به صورت اداری (مسیرهای استاتیک) تنظیم کرد یا با استفاده از الگوریتم های مسیریابی بر اساس اطلاعات توپولوژی و وضعیت شبکه به دست آمده با استفاده از پروتکل های مسیریابی (مسیرهای پویا) محاسبه شد. پس از تعیین مسیر بسته، لازم است اطلاعاتی در این مورد به هر دستگاه ترانزیت ارسال شود. هر پیام پردازش شده و وارد جدول مسیریابی می شود که نشان دهنده رابطی است که دستگاه باید داده های مربوط به یک جریان خاص را بر روی آن ارسال کند.

پروتکل RIP

پروتکل اطلاعات مسیریابی - پروتکل اطلاعات مسیریابی. برای تغییر خودکار ورودی های جدول مسیریابی استفاده می شود. برای اندازه‌گیری فاصله تا مقصد، بیشتر از تعداد پرش‌ها استفاده می‌شود - تعداد مسیریاب‌های میانی که یک بسته برای رسیدن به مقصد باید بر آنها غلبه کند (اگرچه ممکن است گزینه‌های دیگری نیز وجود داشته باشد - قابلیت اطمینان شبکه، تأخیر، توان عملیاتی). روترها جدول مسیریابی خود را برای همسایگان ارسال می کنند، چنین پیام هایی را از آنها دریافت می کنند و آنها را پردازش می کنند. اگر اطلاعات جدید دارای مقدار متریک بهتری باشد، ورودی قدیمی با ورودی جدید جایگزین می شود و روتر دوباره بسته RIP را به همسایگان خود ارسال می کند، منتظر پاسخ می ماند و اطلاعات را پردازش می کند.

پروتکل ARP

هر دستگاه متصل به یک شبکه محلی دارای یک آدرس شبکه فیزیکی منحصر به فرد است که در سخت افزار تنظیم شده است. آدرس اترنت 6 بایتی توسط سازنده تجهیزات رابط شبکه از فضای آدرس اختصاص داده شده به آن تحت مجوز انتخاب می شود. اگر آداپتور شبکه دستگاه تغییر کند، آدرس اترنت آن نیز تغییر می کند.

آدرس IP 4 بایتی توسط مدیر شبکه بر اساس موقعیت مکانی دستگاه در اینترنت تنظیم می شود. اگر دستگاه به قسمت دیگری از اینترنت منتقل شود، آدرس IP آن باید تغییر کند. تبدیل آدرس های IP به آدرس های شبکه با استفاده از جدول arp انجام می شود. هر ماشین شبکه یک جدول ARP جداگانه برای هر یک از آداپتورهای شبکه خود دارد.

ترجمه آدرس با جستجوی جدول انجام می شود. این جدول که جدول ARP نام دارد در حافظه ذخیره می شود و شامل ردیف هایی برای هر میزبان در شبکه است. دو ستون شامل آدرس های IP و اترنت است. اگر یک آدرس IP باید به یک آدرس اترنت تبدیل شود، ورودی با آدرس IP مربوطه جستجو می شود.

جدول ARP مورد نیاز است زیرا آدرس های IP و آدرس های اترنت به طور مستقل انتخاب می شوند و هیچ الگوریتمی برای تبدیل یکی به دیگری وجود ندارد.

انواع زیر از پیام های ARP وجود دارد: درخواست ARP (درخواست ARP) و پاسخ ARP (پاسخ ARP). سیستم ارسال کننده آدرس فیزیکی سیستم دریافت کننده را با استفاده از یک درخواست ARP درخواست می کند. پاسخ (آدرس فیزیکی میزبان مقصد) به شکل یک پاسخ ARP می آید.

قبل از ارسال یک بسته لایه شبکه از روی یک بخش اترنت، پشته شبکه کش ARP را بررسی می کند تا ببیند آیا اطلاعات گره مقصد مورد نیاز قبلاً ثبت شده است یا خیر. اگر چنین ورودی در کش ARP وجود نداشته باشد، درخواست پخش ARP انجام می شود. سپس فرستنده حافظه پنهان ARP خود را به روز می کند و می تواند اطلاعات را برای گیرنده ارسال کند.

میزبانی که نیاز دارد یک آدرس IP را به یک آدرس محلی نگاشت کند، یک درخواست ARP ایجاد می کند، آن را به یک فریم پروتکل لایه پیوند با یک آدرس IP شناخته شده متصل می کند و درخواست را پخش می کند.

تمام گره های شبکه محلی یک درخواست ARP دریافت می کنند و آدرس IP مشخص شده در آنجا را با آدرس IP خود مقایسه می کنند.

اگر مطابقت داشته باشند، گره یک پاسخ ARP تولید می کند، که در آن آدرس IP و آدرس محلی خود را نشان می دهد، و آن را به صورت مستقیم ارسال می کند، زیرا فرستنده آدرس محلی خود را در درخواست ARP مشخص می کند.