معرفی نرم افزارهای شبیه ساز شبکه

الهام هاشملو

از نرم افزارهای شبیه سازی شبکه چه می دانید؟

مدل‌ سازی ریاضی و شبیه سازی دو روشی هستند که جهت انجام تحقیق در عرصۀ شبکه مورد استفاده واقع می‌ شوند. چنان چه قرار باشد در جهان واقعی رفتار شبکه مورد بررسی و ارزیابی واقع گردد این کار نیاز به هزینۀ بالایی خواهد داشت. این در حالی است که برای مدل‌ سازی و همچنین شبیه سازی شبکه‌ ها نرم افزارهایی عرضه شده‌اند که امکاناتی از قبیل مدل کردن گره‌ ها، پیکربندی آن‌ ها و لینک‌ های ارتباطی بین این گره‌ ها را در اختیار کاربران و نیز طراحان شبکه قرار می‌ دهند. نرم افزارهای شبیه سازی به صورت متن باز و تجاری عرضه شده‌اند و پژوهشگران با توجه به شرایطی همچون شرایط شبکه و همچنین نیازمندی آن‌ ها ابزارهای شبیه سازی گوناگونی را مورد استفاده قرار می‌ دهند. این نرم افزارها که برای شبیه سازی ارائه شده‌اند می‌ توانند ساده و یا پیچیده باشند که همین امر می‌ تواند در زمان یادگیری کاربران موثر باشد. پژوهشگران برای این‌که بتوانند رفتار شبکه را مورد بررسی قرار دهند ملزم به تعیین نوع گره‌ها و رفتار آن‌ها، ترافیک شبکه، توپولوژی و لینک ارتباطی بین گره‌ ها هستند. شبیه سازهایی که جزء شبیه سازهای پیچیده محسوب می‌شوند انتخاب‌ های بیشتری را در اختیار پژوهشگران قرار می‌ دهند تا آن‌ ها قادر باشند شبکه را با مقدار دهی پارامترهای متعدد، دقیق‌ تر تعریف نمایند. نرم افزارهایی که برای شبیه سازی شبکه طراحی شده‌اند دارای واسط کاربری مختلفی می‌ باشند. در تعدادی از این نرم افزارهای شبیه سازی واسط کاربری گرافیکی به پژوهشگران کمک می‌ کند که بر اساس پارامترهای گوناگون به مدل‌ سازی شبکه و نمایش رفتار آن بپردازند. واسط کاربری‌ ای که مبتنی بر متن باشد سبب سخت‌ تر شدن کاربری می‌ شود و موجب افزایش زمان یادگیری می‌گردد با این وجود به کاربر اجازه می‌دهد تا برای شبیه سازی آزادی عمل بیشتری داشته باشد. در مقالۀ پیش رو چند نرم افزار شبیه سازی شبکه را معرفی خواهیم کرد. چنانچه شما هم دوست دارید با این نرم افزارها آشنا شوید تا پایان همراه ما باشید.

نرم افزارهای شبیه ساز شبکه کدامند؟

یکی از مسائل مهمی که بر سر راه یادگیری و یا آموزش شبکه وجود دارد نداشتن تجهیزات مورد نیاز جهت راه اندازی محیط تمرینی است. اما به مدد نرم افزارهایی که طراحی شده‌اند، محقق می‌ تواند به راحتی این بستر را آماده کند. نرم افزارهای شبیه سازهای متعددی وجود دارند که با توجه به ویژگی‌ های مختلفی که عرضه می‌ کنند جهت آماده شدن برای امتحانات گواهی‌ نامه‌ های شبکه همچون Cisco CCNA گزینۀ بسیار مناسبی می‌ باشند. در ادامه به هر یک از نرم افزارهای آموزشی اشاره شده است و به صورت مختصر به معرفی آن پرداخته شده است. 

نرم افزار شبیه ساز GNS3

نرم افزار GNS3 نرم افزاری کاربردی می‌ باشد که همان‌ طور که گفته شد برای شبیه سازی شبکه مورد استفاده قرار می‌ گیرد. چنانچه شما هم جزء افرادی هستید که علاقه‌ مند به کامپیوتر و سخت افزار می‌ باشید و یا این‌ که تمایل دارید با روتر و سوئیچ کار کنید به شما پیشنهاد می‌ کنیم از این نرم افزار استفاده کنید چرا که قابلیت‌ های موجود در آن شما را راضی خواهد کرد. از جمله قابلیت‌ های نرم افزار GNS3 می‌ توان توپولوژی روترها، استفاده از آخرین متدهای طراحی شبکه و غیره را نام برد. این نرم افزار، نرم افزاری مفید جهت استفاده مهندسان شبکه و مدیران سیستم می‌ باشد.

نرم افزار شبیه ساز NS2

نرم افزار NS2 از ابزارهای قدرتمند در زمینۀ شبیه سازی شبکه‌ های کامپیوتری و مخابراتی و همچنین رایانه‌ای محسوب می‌ گردد که قابلیت ‎‌های پشتیبانی از پروتکل‌ های متعدد شبکه را دارد. این نرم افزار بر پایۀ شبیه سازی رخدادگر طراحی شده است و شمار زیادی از برنامه‌ های کاربردی، انواع شبکه، پروتکل‌ ها و غیره را تحت پوشش قرار می‌ دهد. این نرم افزار شبیه ساز مبتنی بر دو زبان شی گرا(همان C++) و همچنین یک مفسر OTCL که توسعۀ شی گرای TCL می‌ باشد، است. گفتنی است که مفسر OTCL برای اجرای اسکریپت کاربر مورد استفاده قرار می‌گیرد. لازم است بدانید که این شبیه ساز یک کتابخانۀ غنی از اشیا، پروتکل‌ ها و شبکه دارد.

نرم افزار شبیه ساز NS3

نرم افزار NS3 در مقایسه با دیگر نرم افزارهای شبیه ساز شبکه بهترین شبیه ساز محسوب می‌ شود. این نرم افزار بیشتر با هدف تحقیق و استفادۀ آموزشی طراحی شده است. نرم افزار NS3 رایگان بوده و دارای مجوز GNU GPLv2 است. استفاده از این نرم افزار جهت تحقیق و همچنین توسعه به طور عمومی در دسترس می‌ باشد. گفتنی است که نرم افزار NS3 نسخۀ جدید شبیه ساز NS2 می‌باشد.

نرم افزار شبیه ساز IOU 

هستۀ IOU یک ایمولاتور IOS بر روی سیستم عامل لینوکس می‌ باشد. این نرم افزار را شرکت سیسکو برای کادر بخش تحقیقاتی خود طراحی و پیاده سازی نمود. پیش از طراحی این شبیه ساز، ایمولاتور Dynamips با رابط گرافیکی NS3 مورد استفاده قرار می‌ گرفت. همان‌ طور که گفته شد این نرم افزار شبیه ساز برای کادر شرکت سیسکو ایجاد شد تا با بهره‌گیری از آن، آزمایشگاهی گران قیمت با تجهیزات سخت افزاری مورد نیاز نباشد. هستۀ IOU به کارکنان سیسکو این امکان را می‌ دهد تا به کمک یک کامپیوتر معمولی به مطالعه و همچنین تحقیق بپردازند. 

نرم افزار شبیه ساز JSIM

JSIM نرم افزاری است که برای شبیه سازی شبکه‌ های بی‌ سیم و ایجاد مدل‌ های کمی عددی و تجزیه و تحلیل آن‌ ها مورد استفاده قرار می‌ گیرد و از آن‌ جایی که در زبان برنامه نویسی جاوا منبع باز است به راحتی قابل توسعه و ارتقاء می‌ باشد. موتور محاسباتی این نرم افزار بسیار قدرتمند بوده و قابلیت انطباق را دارد که در طیف گسترده‌ای از حوزه‌ های علمی از آن استفاده می‌ شود.

نرم افزار شبیه ساز GLOMOSIM/QUALNET

نرم افزار شبیه ساز Glomosim که توسط UCLA طراحی و پیاده سازی شده است جهت مدل‌ سازی شبکه‌ های بی‌ سیم در اندازۀ وسیع و ارتباطات سیمی دیگر طراحی و پیاده سازی گردیده است. Glomosim طبق رویدادهای گسسته عمل شبیه سازی را انجام می‌ دهد و دارای قابلیت پردازش موازی رویدادها می‌ باشد. نسخۀ تجاری این شبیه ساز با نام QualNet عرضه شده است و محصول تجاری این نرم افزار در سال 2000 عرضه شد. از تفاوت‌ های عمدۀ Glomosim وQUALNET می‌ توان به مواردی از جمله موارد زیر اشاره کرد:

شبیه ساز Glomosim بر روی سیستم‌هایی که مبتنی بر محاسبات موازی می‌باشند قابل اجراست اما شبیه ساز QualNet بر روی سیستم SNT اجرا می‌ شود.

زبان توسعۀ شبیه ساز Glomosim زبان C می‌ باشد ولی شبیه ساز QualNet با زبان سی پلاس پلاس پیاده سازی شده است.

نرم افزار شبیه ساز Glomosim به طور متن باز منتشر شده است این در حالی است که شبیه ساز QualNet به صورت تجاری عرضه شده است.

نرم افزار شبیه ساز OPNET

نرم افزار OPNET برگرفته ازOPtimal Network performance  است که به معنای عملکرد بهینۀ شبکه می‌ باشد. همان‌ طور که از نام این نرم افزار پیداست ابزاری است که می‌ تواند امکان رسیدن به کارایی مطلوب در شبکه‌ های کامپیوتری و مخابراتی را فراهم آورد. امکاناتی که نرم افزار OPNET برای شبیه سازی شبکه از جنبه‌ های متعدد از لایه کاربرد تا لایه‌ های فیزیکی دارد بسیار وسیع و جالب است. پژوهشگران و طراحان شبکه با استفاده از این نرم افزار می‌ توانند کارایی پروتکل‌ ها و تجهیزات را با دقت بالا پیش‌ بینی کنند. از کاربردهای نرم افزار شبیه ساز OPNET می‌ توان موارد زیر را نام برد:

شبیه سازی کارکرد پروتکل‌های جدید که در محیط‌ های تحقیقاتی ایجاد گشته‌اند.

تجزیه و تحلیل شبکه‌ های فعلی به وسیلۀ شبیه سازی.

طراحی بهینۀ شبکه.

نرم افزار شبیه ساز VIRL

VIRL نرم افزاری کامل برای طراحی و شبیه سازی شبکه محسوب می‌ شود که با نام CML هم شناخته می‌ شود. این نرم افزار یک رابط گرافیکی قدرتمندی دارد که برای طراحی شبکه و کنترل شبیه سازی می‌ باشد. در نرم افزار VIRL بخشی که در آن شبکه طراحی می‌ شود از بخش شبیه سازی کاملا جداست به طوری‌که امکان طراحی آن بر روی کامپیوتر ساده و یا لپ تاپ و اجرای آن بر روی یک سرور قدرتمند وجود دارد. دو بخش مذکور از طریق فایل‌ های متنی xml با یکدیگر ارتباط برقرار می‌ نمایند. 

نرم افزار شبیه ساز OMNET++

نرم افزار OMNET از معروف‌ ترین و محبوب‌ ترین ابزارهای شبیه سازی شبکه‌ های کامپیوتری به شمار می‌ رود. کارکرد این نرم افزار طبق رویدادهای گسسته بوده که ابزاری است با کد باز که قابلیت توسعه را دارد. نرم افزار شبیه ساز OMNET محیط گرافیکی دارد و ماژول‌ های متعددی را داراست. این نرم افزار مبتنی بر C++ بوده و از کتابخانه‌ های c++ و چارچوب‌ های متعدد این زبان بهره می‌ گیرد. وظیفه‌ای که در درجۀ اول می‌ توان برای OMNET نام برد شبیه سازی ساختمان شبکه می‌باشد. شبیه ساز OMNET++ ابزاری قدرتمند و شی گراست که جهت شبیه سازی شبکه‌ های کامپیوتری و مخابراتی مورد استفاده قرار می‌ گیرد. این نرم افزار از دسته نرم افزارهای discrete event محسوب می‌شود که در تمام دنیا در بین پژوهشگران و شرکت‌ هایی که در عرصۀ مخابرات و شبکه فعالیت دارند، دارای کاربردی گسترده می‌ باشد. گفتنی است که این نرم افزار به زبان C++ نوشته شده است و در اغلب محیط‌ ها با کامپایلر سی پلاس پلاس اجرا می‌شود. 

نرم افزار شبیه ساز Cisco Packet Tracer

نرم افزار Cisco Packet Tracer از نرم افزارهای آموزشی برای شبیه سازی شبکه‌ های سیسکو به حساب می‌ آید. این نرم افزار را شرکت سیسکو ایجاد کرده است. دانشجویان، استادان و افرادی که فارغ‌ التحصیل رشتۀ شبکه‌ های کامپیوتری می‌ باشند می‌ توانند به طور رایگان از این نرم افزار استفاده کنند. شبیه ساز Packet Tracer ابزاری است که به منظور یادگیری اصول شبکه و گسترش مهارت‌ های خاص فناوری سیسکو جهت ارائه به معلمان و دانش‌آموزان استفاده می‌ شود.

نرم افزار شبیه ساز TOSSIM 

 نرم افزار شبیه ساز TOSSIM  یک سیستم شبیه ساز کوچک می‌ باشد که مستقیما کدهای TinyOS را کامپایل می‌ کند. نرم افزار TOSSIM دارای رابط مدل فضایی، شبکه توسعه یافته و نیز ADC می‌ باشد. علاوه بر این،TOSSIM  چند مکانیزم برای تعامل با شبکه را فراهم می‌ نماید.

نرم افزار شبیه ساز NETSIM Boson

نرم افزار NETSIM Boson نرم افزار قدرتمندی در عرصۀ شبیه سازی شبکه‌ ها از جمله سیسکو، سوئیچ‌ ها، هاب‌ ها و شبیه سازی روترها است. این نرم افزار که می‌ توان آن را به عنوان محصولی به نسبت جدید از شرکت Boson معرفی کرد. برای سخت افزار و نرم افزار شبکه و جهت استفاده در سیستم عامل ویندوز طراحی و ایجاد گشته است. لازم به ذکر است که این نرم افزار یکی از بهترین سیمولاتورهای شبکه CCNP به شمار می‌ رود که دانشجویانی که در رشتۀ شبکه تحصیل می‌ کنند به کمک آن می‌ توانند همۀ تجهیزاتی که برای شبکه لازم می‌ باشد، به صورت شبیه سازی شده در اختیار داشته باشند و قادر هستند راه اندازی و عیب یابی شبکه را در آن تست کرده و تمرین کنند.

سخن پایانی 

در این مقاله سعی کردیم به معرفی نرم افزارهایی که برای شبیه سازی شبکه طراحی شده‌اند بپردازیم. ممکن است با مطالعۀ آن، این سوال در ذهنتان ایجاد شده باشد که استفاده از این نرم افزارهای شبیه سازی چه ضرورتی دارند. در پاسخ به این سوال باید بگوییم که استفاده از نرم افزارهای شبیه سازی برای فرایند طراحی و ساخت ضرورت دارد. مزایا و قابلیت‌ هایی که این نرم افزارهای شبیه سازی دارند سبب می‌ شوند تا استفاده از آن‌ ها راحت‌ تر باشد و همچنین دقت در محاسبات افزایش یابد. با توجه به اهمیت شبکه های کامپیوتری و کاربرد آن در سازمان ها پیشنهاد می کنم مقاله DHCP به عنوان یک پروتکل پر کاربرد در شبکه های کامپیوتری را نیز مطالعه کنید.