Комплексний аналіз програмного забезпечення для моделювання та емуляції  комп’ютерних мереж: інструменти, застосування та майбутні напрями

Ольга Юріївна Дячук; Марія Сергіївна Колощук; Оксана Олексіївна Окунькова; Володимир Володимирович Воротніков

doi:10.26642/ten-2024-1(93)-153-169

Автор(и)

Ольга Юріївна Дячук Державний університет «Житомирська політехніка», Україна https://orcid.org/0000-0002-6996-4700
Марія Сергіївна Колощук Державний університет «Житомирська політехніка», Україна https://orcid.org/0009-0001-5825-2054
Оксана Олексіївна Окунькова Державний університет «Житомирська політехніка», Україна https://orcid.org/0009-0004-0093-0694
Володимир Володимирович Воротніков Державний університет «Житомирська політехніка», Україна https://orcid.org/0000-0001-8584-3901

DOI:

https://doi.org/10.26642/ten-2024-1(93)-153-169

Ключові слова:

мережеві топології, мережа, симуляція, емуляція, моделювання

Анотація

У статті пропонується комплексний аналіз різноманітного програмного забезпечення для моделювання та емуляції комп’ютерних мереж, враховуючи як комерційні, так і рішення з відкритим вихідним кодом. Розглянуто широкий спектр інструментів, зокрема Cisco Packet Tracer, Cisco VIRL, UNetLab, Pnet Lab, EVE-NG, Boson NetSim, IMUNES, OPNET, eNSP, CML, D- Link TP-Link simulator, NS-3, GNS3, OMNeT++, Mininet, QualNet та CORE. Кожне програмне забезпечення проходить всебічний огляд на основі його функцій, підтримуваних протоколів, продуктивності, зручності використання та потенційного застосування в реальних сценаріях.

У статті інтерпретуються результати аналізу та обговорюються їхні наслідки для мережевих досліджень, освіти та промисловості. У ній ретельно висвітлюються сильні та слабкі сторони кожного програмного інструменту і пропонуються напрями для майбутніх досліджень. Серед цих напрямів – вирішення проблем масштабованості, покращення зручності використання та дослідження додатків у таких спеціалізованих сферах, як мережева безпека та програмно-визначені мережі (SDN). Крім того, стаття заглиблюється в потенційні реальні застосування проаналізованих програмних інструментів у різних сценаріях, враховуючи проєктування, оптимізацію, тестування, навчання та дослідження мереж.

Таким чином, ця стаття надає цінну інформацію про програмне забезпечення для моделювання та емуляції мереж, задовольняючи потреби як дослідників, так і викладачів та професіоналів галузі. Пропонуючи детальний огляд і порівняння різних інструментів, вона допомагає у виборі найбільш відповідного програмного забезпечення для конкретних вимог і цілей, тим самим слугуючи цінним ресурсом для навігації в складному ландшафті технологій мережевого моделювання та емуляції.

Посилання

Tuhai, M.Yu. and Chorna, A.V. (2018), «Analiz vilnoho prohramnoho zabezpechennia dlia roboty z kompiuternymy merezhamy», Suchasnyi rukh nauky, Mizhnar. nauk.-prakt. internet-konf., 6–7 hrud., Dnipro, рр. 1354–1359, [Online], available at: http://eprints.mdpu.org.ua/id/eprint/2639/

Horiashchenko, K. and Dorotiuk, M. (2014), «Ohliad system imitatsiinoho modeliuvannia telekomunikatsiinykh merezh», Visnyk Khmelnytskoho natsionalnoho universytetu. Tekhnichni nauky, No. 5, рр. 115–118, [Online], available at: http://nbuv.gov.ua/UJRN/Vchnu_tekh_2014_5_25

Polnov, O., Horiashchenko, K. and Mishan, V. (2020), «Tekhnichni zasoby modeliuvannia roboty merezh», Tekhnichni nauky, No. 5, рр. 35–38, [Online], available at: http://journals.khnu.km.ua/vestnik/wp-content/uploads/2021/03/7-2.pdf

Tochylin, V.V. (2008), «Software- tool systems simulation modeling of computer networks and their possible extension of Petri nets», Problemy informatyzatsii ta upravlinnia, Vol. 1, No. 23, doi: 10.18372/2073-4751.1.9248.

TP-Link, «Symuliator TP-Link», [Online], available at: https://www.tp-link.com/uk-ua/support/emulator/

Lantz, B., Heller, B. and McKeown, N. (2010), «A network in a laptop: rapid prototyping for software-defined networks», Hotnets-IX: Proceedings of the 9th ACM SIGCOMM Workshop on Hot Topics in Networks, рр. 1–6, doi: 10.1145/1868447.1868466.

Abramov, V. (2019), «Application of combined models of computer networks in the training process», Cybersecurity: education science technique, No. 4, рр. 24–31, doi: 10.28925/2663-4023.2019.4.2431.

Cisco, [Online], available at: https://www.cisco.com/c/uk_ua/index.html

Cisco, «Cisco Learning Network», [Online], available at: https://learningnetwork.cisco.com/s/virl

Cisco, «Cisco Modeling Labs», [Online], available at: https://www.cisco.com/c/en/us/products/cloud-systems-management/modeling-labs/index.html

Velykodniy, S.S. et al. (2018), «Comparative properties analysis of open, free and commercial software», Information Technology and Computer Engineering, Vol. 41, No. 1, рр. 21–27, doi: 10.31649/1999-9941-2018-41-1-21-27.

CORE Documentation, «CORE Developerʼs Guide», [Online], available at: https://coreemu.github.io/core/devguide.html

EVE-NG, [Online], available at: https://www.eve-ng.net/

GNS3, [Online], available at: https://www.gns3.com/

GUI Emulator PRO, [Online], available at: https://tools.dlink.com/intro/emulator/

Huawei, «Huawei eNSP Firmware & Software Download», [Online], available at: https://support.huawei.com/enterprise/en/data-communication/ensp-pid-9017384/software

IMUNES, «IP network emulator / simulator», [Online], available at: https://imunes.net/

Matkurbanov, D. and Rakhimjanov, K. (2021), «Analysis of network emulation and simulation software», Sciences of europe, No. 79, рр. 38–46.

Mininet, «Mininet Overview», [Online], available at: http://mininet.org/overview/

NetSim™, [Online], available at: https://netsim.boson.com/

NS-3, [Online], available at: https://www.nsnam.org/

OMNeT++, «OMNeT++ Discrete Event Simulator», [Online], available at: https://omnetpp.org/

Riverbed Support, «OPNET Modeler», [Online], available at: https://support.riverbed.com/content/support/software/opnet-model/modeler.html

PNETLab : Lab is Simple, [Online], available at: https://pnetlab.com/pages/main

Qualnet, «Qualnet – Une entreprise canadienne qui se consacre à l’installation et à l’entretien d’infrastructures de réseaux sans fil, ainsi qu’à la construction des structures associées», [Online], available at: https://qualnet.ca/en/

Список використаної літератури:

Тугай М.Ю. Аналіз вільного програмного забезпечення для роботи з комп’ютерними мережами / М.Ю. Тугай, А.В. Чорна // Сучасний рух науки : Міжнар. наук.-практ. інтернет-конф., 6–7 груд. – Дніпро, 2018. – С. 1354–1359 [Електронний ресурс]. – Режим доступу : http://eprints.mdpu.org.ua/id/eprint/2639/.

Горященко К. Огляд систем імітаційного моделювання телекомунікаційних мереж / К.Горященко, М.Доротюк // Вісник Хмельницького національного університету. Технічні науки. – 2014. – № 5. – С. 115–118 [Електронний ресурс]. – Режим доступу : http://nbuv.gov.ua/UJRN/Vchnu_tekh_2014_5_25.

Польнов О. Технічні засоби моделювання роботи мереж / О.Польнов, К.Горященко, В.Мішан // Технічні науки. – 2020. – № 5. – С. 35–38 [Електронний ресурс]. – Режим доступу : http://journals.khnu.km.ua/vestnik/wp-content/uploads/2021/03/7-2.pdf.

Точилін В.В. Software- tool systems simulation modeling of computer networks and their possible extension of Petri nets / В.В. Точилін // Проблеми інформатизації та управління. – 2008. – Vol. 1, № 23. DOI: 10.18372/2073-4751.1.9248.

Симулятор TP-Link / TP-Link [Електронний ресурс]. – Режим доступу : https://www.tp-link.com/uk-ua/support/emulator/.

Lantz B. A network in a laptop: rapid prototyping for software-defined networks / B.Lantz, B.Heller, N.McKeown // Hotnets-IX: Proceedings of the 9th ACM SIGCOMM Workshop on Hot Topics in Networks. – 2010. – P. 1–6. DOI: 10.1145/1868447.1868466.

Abramov V. Application of combined models of computer networks in the training process / V.Abramov // Cybersecurity: education science technique. – 2019. – No. 4. – P. 24–31. DOI: 10.28925/2663-4023.2019.4.2431.

Cisco [Electronic resourse]. – Access mode : https://www.cisco.com/c/uk_ua/index.html.

Cisco Learning Network / Cisco [Electronic resourse]. – Access mode : https://learningnetwork.cisco.com/s/virl.

Cisco Modeling Labs / Cisco [Electronic resourse]. – Access mode : https://www.cisco.com/c/en/us/products/cloud-systems-management/modeling-labs/index.html.

Comparative properties analysis of open, free and commercial software / S.S. Velykodniy and other // Information Technology and Computer Engineering. – 2018. – Vol. 41, № 1. – P. 21–27. DOI: 10.31649/1999-9941-2018-41-1-21-27.

CORE Developerʼs Guide / CORE Documentation [Electronic resourse]. – Access mode : https://coreemu.github.io/core/devguide.html.

EVE-NG [Electronic resourse]. – Access mode : https://www.eve-ng.net/.

GNS3 [Electronic resourse]. – Access mode : https://www.gns3.com/.

GUI Emulator PRO [Electronic resourse]. – Access mode : https://tools.dlink.com/intro/emulator/.

Huawei eNSP Firmware & Software Download / Huawei [Electronic resourse]. – Access mode : https://support.huawei.com/enterprise/en/data-communication/ensp-pid-9017384/software.

IP network emulator / simulator / IMUNES [Electronic resourse]. – Access mode : https://imunes.net/.

Matkurbanov D. Analysis of network emulation and simulation software / D.Matkurbanov, K.Rakhimjanov // Sciences of europe. – 2021. – № 79. – P. 38–46.

Mininet Overview / Mininet [Electronic resourse]. – Access mode : http://mininet.org/overview/.

NetSim™ [Electronic resourse]. – Access mode : https://netsim.boson.com/.

NS-3 [Electronic resourse]. – Access mode : https://www.nsnam.org/.

OMNeT++ Discrete Event Simulator // OMNeT++ [Electronic resourse]. – Access mode : https://omnetpp.org/.

OPNET Modeler / Riverbed Support [Electronic resourse]. – Access mode : https://support.riverbed.com/content/support/software/opnet-model/modeler.html.

PNETLab : Lab is Simple [Electronic resourse]. – Access mode : https://pnetlab.com/pages/main.

Qualnet – Une entreprise canadienne qui se consacre à l’installation et à l’entretien d’infrastructures de réseaux sans fil, ainsi qu’à la construction des structures associées / Qualnet [Electronic resourse]. – Access mode : https://qualnet.ca/en/.