تکنیک شبیه‌سازی ترافیک شبکه چیست و چگونه این فرآیند انجام می‌شود؟

شبیه‌سازی ترافیک شبکه یک فرآیند نظارتی مدیریت ارتباطات راه دور با هدف اندازه‌گیری راندمان شبکه‌های ارتباطی است. شبکه‌ها و سامانه‌های ارتباطی راه دور متشکل از تجهیزات پیشرفته و پیچیده‌ای هستند که هر یک مولفه‌های خاص خود را دارند. ترکیب این مولفه‌ها با یکدیگر باعث می‌شود تا کلاینت‌ها و گره‌ها توانایی برقراری ارتباط با یکدیگر را داشته باشند. با توجه به این‌که شبکه‌ها متشکل از عناصر همگون و ناهمگون مختلفی هستند، فرآیند تجزیه و تحلیل این سامانه‌ها دشوار و پیچیده است. به همین دلیل سازمان‌ها از تکنیک مدل‌سازی به جای تجزیه و تحلیل ارتباط میان مولفه‌ها استفاده می‌کنند. شبیه‌سازی راهکاری است که می‌توان مدل‌‌سازی‌های بزرگ همچون شبکه‌های مخابراتی، سامانه‌های تصادفی پیچیده یا اندازه‌گیری ترافیک بازده شبکه از آن‌ها استفاده کرد. با توجه به این‌که تکنیک‌های مدل‌سازی با محدودیت‌های مختلفی روبرو هستند و لازم است از مقادیر از پیش تعیین شده برای اندازه‌گیری ظرفیت شبکه‌ها استفاده کرد سازمان‌ها از ابزارهای شبیه‌ساز استفاده می‌کنند. در شرایط کلی شبیه‌سازی ترافیک شبکه از چهار مرحله مدل‌سازی سامانه‌ها به شکل یک فرایند تصادفی پویا، مدت زمان تحقق فرایند تصادفی یا همان زمان لازم برای اجرای فرایند، اندازه‌گیری داده‌های شبیه‌سازی و تجزیه و تحلیل داده خروجی تشکیل شده است.

شبیه‌سازی چه مزایای دارد؟

با توجه به این‌که تکنیک‌های تجزیه و تحلیل نرمال بر مبنای مدل‌های ریاضی نیاز به محدودیت‌ها و مفروضاتی دارند تا روی مدل قرار داده شوند، گاهی اوقات نتایج غیر دقیقی را در خروجی ارائه می‌کنند. شبیه‌سازی با حذف محدودیت سامانه‌ها و به‌کارگیری فرآیندهای تصادفی دقت خروجی را به میزان قابل توجهی افزایش می‌دهد. در واقع در برخی شرایط شبیه‌سازی تنها تکنیک مدل‌سازی عملی قابل اجرا است. سرپرستان و تحلیل‌گران شبکه می‌توانند ارتباطات بین مولفه‌ها را با دقت تمام مطالعه کنند و بر مبنای شبیه‌سازی به پیش‌بینی تحولاتی بپردازند که ممکن است در دنیای واقعی اتفاق افتد. همچنین این امکان وجود دارد که طرح‌های جایگزین را برای انتخاب یک سامانه بهینه به راحتی با یکدیگر مقایسه کرد. فرآیند واقعی در حال توسعه شبیه‌سازی می‌تواند بینش‌های ارزشمندی را برای فعالیت‌های داخلی شبکه فراهم کند که می‌تواند به نوبه خود در مراحل بعدی استفاده شود. با توجه به این‌که بیشتر سامانه‌ها دارای فرآیندهای تصادفی هستند، شبیه‌سازی اغلب از مولد اعداد تصادفی برای ساخت داده‌های ورودی که تقریباً رویدادهای تصادفی دنیای واقعی هستند استفاده می‌کند. کامپیوتر تولیدکننده اعداد تصادفی معمولاً تصادفی عمل نمی‌کند بلکه مجموعه‌ای از معادلات را برای محاسبات استفاده می‌کند. چنین اعدادی به عنوان اعداد شبه تصادفی شناخته می‌شوند. هنگام استفاده از اعداد شبه تصادفی تحلیلگر باید مطمئن باشد که اعداد تصادفی به درستی علامت‌گذاری زده شده‌اند. اگر اعداد تصادفی موجود در یک حالت به اندازه کافی تصادفی نباشند باید از روش دیگری استفاده کرد. با توجه به تصادفی بودن اعداد که عمدتا توسط یک مولد اعداد تصادفی برای شبیه‌ساز تولید می‌شوند دقت و خروجی به میزان قابل توجهی دقیق و قابل استناد است.

شبیه‌سازی چه معایبی دارد؟

از مهم‌ترین معایب شبیه‌سازی می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

وابستگی نسبتا زیاد به منابع به منظور توسعه یک مدل شبیه‌سازی دقیق

بهینه‌سازی تنها شامل تعدادگزینه‌های کمی به عنوان یک مدل است که معمولا با استفاده از تعداد محدودی از متغیرها توسعه می‌یابد.

هزینه شبیه‌سازی زیاد و پیاده‌سازی آن به اختصاص بودجه قابل توجهی نیاز دارد.

مدل‌های شبیه‌سازی بر مبنای مجموعه داده‌های ضبط شده از یک سیستم تصادفی آماده می‌شوند. بنابراین لازم است که اعتبار داده‌های آماری با توزیع‌های آماری بررسی شود و پس از آن یکجا آزمایش انجام شود. علاوه بر این در هر فرآیند مدل‌سازی دقت و صحت داده‌های ورودی باید بررسی و اضافات حذف شود.

زمانی‌که شبیه‌سازی کامل می‌شود داده‌ها نیاز به تجزیه و تحلیل دارند. داده‌های خروجی شبیه‌سازی تنها یک برآورد احتمالی از اتفاقات جهان واقعی ارائه می‌کنند. به همین دلیل لازم است از روش‌های افزایش دقت و صحت داده‌های خروجی همچون تکرار مکرر عمل شبیه‌سازی و مقایسه نتایج با هم و تقسیم رویدادها به گروه‌ها و پردازش آن‌ها به شکل جداگانه و بررسی نتایج حاصل از شبیه‌سازی‌های انجام شده در دوره‌های زمانی نزدیک به هم برای ایجاد یک دیدگاه جامع از سیستم استفاده کرد.

ابزارهایی برای شبیه‌سازی ترافیک شبکه

1. SolarWinds WAN Killer

WAN Killer در مجموعه ابزارهای نرم‌افزاری SolarWinds Engineer قرار دارد. ابزار فوق مجموعه‌ای نرم‌افزاری متشکل از 60 ابزار کاربردی است. تمامی این ابزارها برای شناسایی، بررسی پیکربندی‌ها، نظارت و عیب‌یابی شبکه استفاده می‌شوند. علاوه بر WAN Killer ، SolarWinds ETS ابزار دیگری است که قابلیت‌های کاربردی همچون پویش‌گر پورت، قابلیت نظارتی مبتنی بر SNM ، ترسیم‌کننده وضعیت پورت‌ها، مرورگر شبکه آی‌پی، شناسایی و کشف مک‌آدرس و ping sweep را ارائه می‌کند.

لینک دسترسی

‌2. Packet Sender

Packet Sender یک برنامه متن‌باز رایگان و بدون تبلیغات است. ابزار فوق این امکان را دارد که TCP ، UDP و SSL را در پورت‌های مشخص شده زیر نظر بگیرد. همچنین قابلیت آزمایش سفارشی را در اختیار کاربر قرار می‌دهد. سرپرستان شبکه می‌توانند به‌طور همزمان سرورها و کلاینت‌ها را با استفاده از ابزار فوق آزمایش کنند. مزیت ابزار فوق در این است که اجازه می‌دهد تمامی داده‌ها را در اسکی یا هگزا تعریف کرد. ابزار فوق چند سکویی بوده و برای ویندوز، مک و لینوکس طراحی شده است.

لینک دانلود

3. Nping

Nping یکی دیگر از برنامه‌های متن باز رایگان و محبوب است که برای تولید بسته‌های شبکه، تجزیه و تحلیل پاسخ‌ها و تحلیل زمان پاسخ‌ها استفاده می‌شود. با استفاده از این ابزار می‌توانید بسته‌های دلخواه خود را برای آزمایش پروتکل‌های مختلف ایجاد کنید. سرآیندهای پروتکل‌ها را می‌توان به دلخواه پیکربندی کرد و همچنین امکان آزمایش مطابق با نیازهای کاربر در آن تعبیه شده است.

لینک دانلود

4. Ostinato

Ostinato یک ابزار کارآمد تولیدکننده ترافیک شبکه و بسته‌های داده‌ای است. این ابزار دارای رابط گرافیکی کاربرپسند است و همچنین یک API Python برای خودکارسازی آزمایش‌های شبکه در اختیار دارد. ابزار فوق اجازه می‌دهد تا جریان ترافیک را مطابق با نیازهای خود و به شکل سفارشی آماده کنید. یکی از مواردی که باعث محبویت Ostinato شده رابط کاربری گرافیکی قدرتمند است که اجازه می‌دهد به شکل پویا اطلاعات دقیقی در ارتباط با وضعیت پورت‌ها به دست‌ آورید.

لینک دانلود Ostinato

5. NetScan Tools Pro

نرم‌افزار آزمایش شبکه NetScanTools Pro شامل مجموعه‌ای متشکل از ابزارهای Packet Generator و Packet Flooder است. Packet Generator یک ابزار مناسب و معقول است که به شما امکان می‌دهد یک بسته UDP ، TCP ، CDP ، ICMP ، ARP / RARP یا RAW بسازید یا یک بسته یا چند بسته را به آدرس IPv4 ارسال کنید. این ابزار در درجه اول به عنوان یک ابزار تولید و ساخت بسته‌های داده‌ای طراحی شده است. اگر می‌خواهید شبکه‌ای را با بسته‌ها و ترافیک انتخابی آزمایش کرده و آستانه استقامت آن‌را ارزیابی کنید، بهتر است از ابزار فوق غافل نشوید. اگر سرپرست شبکه‌ای هستید که ممکن است با مشکل افزایش سی‌آسای ترافیک از جانب کاربران روبرو شود و لازم است توانایی شبکه در برابر این مشکل را ارزیابی کنید باید Generator Packet را با ابزار Packet Flooder ترکیب کنید تا نتجیه دلخواه را به دست آورید. دقت کنید Packet Generator به تنهایی نمی‌تواند ترافیک پر سرعت ایجاد کند و به بسته‌های برگشتی پاسخ دهد. به همین دلیل ترکیب دو ابزار یاد شده یک راه‌حل جامع در اختیارتان قرار می‌دهد.