Geniş ölçekli ağlar için yeni bir dağıtık ayrık olay tabanlı benzetim yaklaşımı ve uygulaması

Abstract

Modelleme ve benzetim teorisi ağ tasarım ve protokollerini test etme ve dinamik ağ davranışını anlama da önemli bir araçtır. En büyük ağ olan İnternetin baş döndürücü bir hızla büyümesi, yeni benzetim tekniklerini geliştirmeyi zorunlu kılmaktadır. Yapılan çalışmada geniş ölçekli ağlar için ayrık olay tabanlı yeni bir paralel ve dağıtık benzetim yaklaşımı ve ağ benzetim aracı geliştirilmiştir. DEVS modelleme yaklaşımı kullanılarak istemci / sunucu tabanlı, ölçeklenebilir, platformdan bağımsız, esnek ‘D-DEVSNET’ isimli yeni bir ağ benzetim aracının modelleme ve tasarımı gerçekleştirilmiş ve başarım analizleri yapılmıştır. D-DEVSNET ağ benzetim aracının başarımını ve DEVS yaklaşımının paralel ve dağıtık uygulamalardaki gücünü göstermek amacıyla belirli bir zaman periyotunda farklı ölçeklerdeki ağlarda iş çıkarma yeteneği, uçtan uca ortalama paket gecikmesi ve kayıp paket miktarı gibi testler yapılmıştır. Yapılan testler sonucunda DDEVSNET benzetim aracının iyi bir ölçeklenebilirliğe ve yüksek bir performansa sahip olduğu, benzetim aracı performansının, ağdaki düğüm / yönlendirici sayısından (artmasından veya azalmasından) ve donanım kapasitesinden fazla etkilenmediği görülmüştür. Geliştirilen benzetim aracının, açık kaynak kodlu, paralel ve dağıtık mimaride, web tabanlı çalışabilme yeteneği, benzetim sonuçlarının her aşamada kolay izlenebilirliği, görselliği, kolay kurulumu gibi özellikleri ile uzaktan eğitim çalışmaları başta olmak üzere eğitim amaçlı kullanımı hedeflenmiştir. Bu kapsamda geliştirilen DDEVSNET ağ benzetim aracı, dağıtık, ölçeklenebilir, adaptif ve güçlü ağ uygulamalarının modellenmesi ve tasarımı için örnek bir çerçeve oluşturmuş, DEVS yaklaşımının geniş bir uygulama alanına sahip olduğu gösterilmiştir.

Modeling and simulation theory is an important tool for testing network design and protocols as well as understanding the dynamic behavior of the network. Growth of the biggest network, Internet’s dazzling speed requires new simulation techniques. In this study, a tool was developed for design and implementation of a new discrete event based distributed simulation for large-scale networks. By using DEVS as a modeling approach, client / server based, scalable, platform-independent, flexible new network modeling and simulation tool called ‘D-DEVSNET’ was designed and performance analyzes were conducted. In order to show the performance of the network simulation tool, D-DEVSNET and the power of the DEVS approach on parallel and distributed applications, some tests were carried out such as the measurement of throughput capability of different sized networks in a certain period of time, the average end-to-end packet delay and the amount of packet loss. According to the tests that were conducted, D-DEVSNET has been proven a well-scalable and high performing simulation tool. In addition, it was seen that the performance of the simulation tool was not much affected by the network node / router number (increase or decrease of) and the hardware capacity. Due to its being open sourced, parallel and distributed architecture, easy-to-follow simulation results at every step, visual quality also ability to work in a web based environment and easy installation, the developed simulation tool, D-DEVSNET was mainly aimed to use for distance education studies. The D-DEVSNET network simulation tool developed in this context has created a sample framework for distributed, scalable, adaptive and robust modeling and design of network applications. In the meantime, DEVS approach has been shown to have a wide range of application.