ネットワークエミュレーション

ネットワーク エミュレーションは、仮想ネットワーク上で実際のアプリケーションのパフォーマンスをテストする手法です。これは、トラフィック、ネットワーク モデル、チャネル、プロトコルの仮想モデルが適用されるネットワーク シミュレーションとは異なります。その目的は、パフォーマンスを評価し、変更の影響を予測し、あるいはテクノロジの意思決定を最適化することです。

ネットワークエミュレーションとは、ラボでネットワーク ( 5G、ワイヤレス、MANETなど)の動作をテストする行為です。パーソナル コンピューターまたは仮想マシンでソフトウェアを実行してネットワーク エミュレーションを実行します。リンク エミュレーションには専用のエミュレーション デバイスが使用されることもあります。

ネットワークでは、遅延、エラー、パケットのドロップが発生します。ネットワーク エミュレーションの主な目的は、ユーザーがテスト対象のデバイス、アプリケーション、製品、および/またはサービスに接続して、実際のネットワーク シナリオに対してパフォーマンス、安定性、または機能を検証できる環境を作成することです。実際のネットワーク条件に対して制御された環境でテストすると、ユーザーはテスト対象のアイテムが期待どおりに機能することを確信できます。

エミュレーションは、ネットワーク エミュレーターがネットワークのように見えるという点でシミュレーションとは異なります。コンピュータなどのエンド システムはエミュレーターに接続でき、ネットワークに接続されているかのように動作します。ネットワーク エミュレーターは、エンド システム自体ではなく、エンド システムを接続するネットワークをミラーリングします。

ネットワーク シミュレーターは通常、単一のコンピューター上で実行され、フローの到着プロセスなどのネットワーク トラフィックの抽象的な記述を取得し、スループット、遅延、損失などのパフォーマンス統計を生成するプログラムです。

これらの製品は通常、サービス プロバイダー、ネットワーク機器メーカー、企業の開発および QA 環境で使用されます。

ソフトウェア開発者は通常、クライアント サーバー アプリケーションのパケット損失に対する応答時間と感度を分析し、さまざまなラウンドトリップ時間、スループット、ビット エラー率、パケット ドロップを使用して、特定のネットワーク効果 (5G、スマート ホーム、産業用 IoT、軍事ネットワークなど) をエミュレートしたいと考えています。

オープンソースのネットワーク エミュレーターには、Common Open Research Emulator (CORE) と Extendable Mobile Ad hoc Network Emulator (EMANE) の 2 つがあります。どちらもネットワーク ブラック ボックスとしての操作をサポートしています。つまり、外部のマシン/デバイスをエミュレーションの知識なしにエミュレートされたネットワークに接続できます。また、さまざまな忠実度の有線および無線ネットワーク エミュレーションもサポートしています。CORE は、迅速なネットワーク レイアウト (レイヤー 3 以上) や単一マシンのエミュレーションに適しています。EMANE は、分散型の高忠実度の大規模ネットワーク エミュレーション (レイヤー 1/2) に適しています。

最も人気のあるネットワーク シミュレーション ソフトウェア パッケージであるOPNETと Tetcos NetSim にも、リアルタイム デバイス接続用のエミュレーション モジュールがあります。一般に、エミュレーション機能を備えたシミュレーション ツールは、エミュレーション デバイスよりも高度な機能を提供します。エミュレーション デバイスは物理リンクのエミュレーションのみを提供し、上位層 (MAC、ネットワーク、トランスポートなど) の影響は考慮しません。ただし、シミュレーション ツールは、エミュレーション モードで実行されているときに、ネットワーク スタックのさまざまな層からの影響をモデル化します。これにより、複数のソース/宛先、ルーター、ベース ステーション、MANET プロトコルなどを接続できます。

最大スループット条件下でのネットワーク パフォーマンスは、 iperfなどのネットワーク トラフィック ジェネレーターを使用して、テストベッドネットワークでネットワーク トラフィックを測定することで分析できます。トラフィック ジェネレーターは、多くの場合、一意のパケット識別子を持つダミー パケットを送信し、ネットワーク アナライザーを使用してネットワーク内のパケット配信を追跡できるようにします。

• ネットワークシミュレータ
• ネットワークトラフィックシミュレーション
• トラフィック生成モデル

• Beuran, Razvan (2012)。ネットワークエミュレーション入門。Pan Stanford。ISBN 978-981-4310-91-8。

• エマネ - アメリカ海軍
• NetSim - ネットワークシミュレーション/エミュレーションツール