QualNet

QualNet Scalable Network Technologies, Inc. tarafından sahip olunan ve sağlanan bir test ve simülasyon aracıdır. Ağ simülasyon yazılımı olarak, fiziksel bir iletişim ağının davranışını taklit eden bir planlama, test ve eğitim aracı olarak işlev görür.

QualNet, yürürlükteki iletişim ağlarının diğer tüm araçlardan daha hızlı ve daha gerçekçi bir şekilde değerlendirilmesini sağlar. Tüm ağı, çeşitli protokol katmanlarını, radyoları, antenleri ve cihazları sayısal olarak temsil etmek için bir ağ dijital ikizi kullanır. QualNet, olay işleme hızını ve dolayısıyla simülasyon yürütme hızlarını önemli ölçüde artırmak için çok çekirdekli ve paralel işlemcilerden yararlanmak üzere tasarlanmış son teknoloji Paralel Ayrık Olay Simülasyonu (PDES - Parallel Discrete Event Simulation) algoritmalarını kullanır ve böylece büyük ağların yüksek doğruluklu simülasyonlarını gerçek zamanlı hızlardan daha hızlı çalıştırır.

QualNet ağ simülasyon platformu (QualNet) planlamacılar, analistler, BT teknisyenleri ve iletişim uzmanları tarafından farklı operasyonel koşullar altında iletişim ağlarının performansını değerlendirmek ve belirlenen operasyonel sorunları tespit etmek ve hafifletmek için kullanılır. Analiz, ilk olarak ağı ve çalışma ortamını temsil eden bir simülasyon modeli veya senaryo oluşturarak, senaryoyu yürüterek ve sonuçları analiz ederek ilerler.

QualNet'in başlıca özellikleri arasında aşağıdakiler yer almaktadır:

• QualNet, farklı trafik türlerini alıp veren binlerce düğüm ile çeşitli heterojen ağları (kablolu, kablosuz, su altı, uydu vb.) modelleyebilir. Bu senaryolar gerçek zamanlıdan daha hızlı bir şekilde çalışabilir, böylece farklı çalışma koşulları altında ağın performansının "what-if" analizini hızlı bir şekilde gerçekleştirmek mümkün olur.
• QualNet, ağ cihazları, protokol yığınının tüm katmanlarından protokoller, uygulamalar, araziler, yayılma modelleri ve hareketlilik modelleri için çok sayıda yüksek doğruluklu modeli destekler. Model kütüphanesi, kablosuz teknolojiler (örneğin Wi-Fi ve WiMax); hücresel ağlar (örneğin GSM, UMTS, LTE ve 5G); askeri dalga formları (örneğin Link-11, Link-16); uydu iletişimi; su altı iletişimi; yönlendiriciler, anahtarlar ve erişim noktaları gibi cihazlar; iç mekan, kırsal ve kentsel arazi ve birçok gerçek dünya uygulaması için modeller içerir. Böylece, birden fazla alanda faaliyet gösteren gerçek dünya ticari ve taktik ağları QualNet'te yüksek bir doğruluk seviyesinde modellenebilir ve analiz edilebilir.

QualNet'in Human-in-the-Loop (HITL) ara yüzü, çalışan bir senaryonun işlemlerini değiştirmek için dinamik etkileşimleri destekler. Örneğin, kullanıcılar HITL ara yüzü aracılığıyla düğümleri etkinleştirebilir/devre dışı bırakabilir ve belirli uygulamaların trafik oranını değiştirebilir.

• QualNet VR-Link arayüzü, QualNet'in Yüksek Seviye Mimari (HLA - High Level Architecture) veya Dağıtılmış Etkileşim Simülasyonu (DIS - Distributed Interaction Simulation) kullanarak diğer yapıcı simülatörler, sanal gerçeklik uygulamaları ve OTB ve OneSAF gibi Bilgisayar Tarafından Oluşturulan Kuvvet (CGF - Computer-Generated Force) araçları ile ağ oluşturmasına olanak tanır.
• QualNet GUI, ağın operasyonel bir görünümünü sağlamak için senaryo çalışırken farklı paket akış türlerini görselleştirmek için kullanılabilir. Bir senaryo çalışırken dinamik istatistikler de görüntülenebilir.
• Standart SIM için FFC yön değiştirme uzantısı
• QualNet'in Analyzer'ı simülasyon sonrası yüzlerce metriği çizmek için kullanılabilir. QualNet ayrıca bir SQL veri tabanında düğümler arasındaki bağlantı, verim, gecikme, yol kaybı, paket düşmesi vb. gibi sorguların ve raporların üretilebileceği ayrıntılı zaman damgalı tabloların oluşturulmasını sağlar. İstatistik veritabanından raporlar oluşturmak için Tableau gibi üçüncü taraf araçlar da kullanılabilir.
• QualNet'in ısı haritası özelliği, grafiksel olarak görüntülenebilen senaryodaki kablosuz vericilerin sinyal kapsamına dayalı olarak bir ağ düzenini iyileştirmek için kullanılabilir.
• QualNet çerçevesi son derece esnek ve genişletilebilirdir: yeni protokoller, cihazlar ve uygulamalar için modeller kolayca geliştirilebilir ve simülasyon senaryolarına dahil edilebilir. Yüksek doğruluklu modeller, protokol uygulamasından gerçek kod dahil edilerek de geliştirilebilir.

Gerçek dünya ağlarının performansını incelemek ve analiz etmek için, ağın simülasyonda doğru bir şekilde temsil edilmesi çok önemlidir.QualNet, önceden yapılandırılmış cihaz, bağlantı türü ve uygulama modellerini kullanarak ağ senaryoları oluşturmak için sezgisel, sürükle ve bırak arayüzü sağlar. Senaryo, kullanımı kolay özellik editörlerinde belirli parametre değerleri ayarlanarak daha da geliştirilebilir. QualNet ayrıca alt ağlar, yaygın olarak kullanılan cihazlar vb. gibi gelişmiş işlevlere sahip önceden yapılandırılmış ağ bileşenlerinin alana özgü "paletlerini" de sağlar. Bu, planlama aşamasında olan ağların simülasyon modellerini oluşturmak için uygun bir yol sağlar.

Mevcut ağları analiz etmek için QualNet, QualNet'teki "olduğu gibi (as is)" ağları ve uygulama trafiğini kolayca çoğaltmak için çeşitli yardımcı programlar sağlar. Böylece planlamacılar ve analistler, modelin simüle edilmesiyle elde edilen sonuçların gerçek ağ için de geçerli olduğuna dair yüksek derecede güven duyabilirler.Bu yardımcı programlar şunları içerir:

• Topology Converter (Topoloji Dönüştürücü): Bu araç, Visio formatında belirtilen bir ağ topolojisini içe aktarır ve topolojiye dayalı olarak ağın bir simülasyon modelini oluşturur.
• Packet Capture (PCAP) Traffic Mapper (Paket Yakalama (PCAP) Trafik Eşleyici): Bu yardımcı program, Wireshark gibi bir araçla gerçek bir ağdan yakalanan trafiği, ağ performansını analiz etmek için QualNet simülasyonunda kullanılabilecek eşdeğer simüle edilmiş uygulama trafiğine dönüştürür.
• NetFlow Importer (NetFlow İçe aktarımcısı): Bu araç da gerçek ağ trafiğinin simülasyon modellerini oluşturur, ancak yakalanan paketlerdeki bilgileri kullanmak yerine NetFlow paketlerinde bildirilen trafik akış istatistiklerini kullanır.
• Router Configuration Importer (Yönlendirici Yapılandırması İçe aktarımcısı): Bu araç, Cisco gibi popüler satıcıların fiziksel yönlendiricilerini yapılandırmak için kullanılan gerçek yapılandırma dosyalarını içe aktarır ve bunları simülasyon modellerindeki ilgili yönlendiricileri doğrudan yapılandırmak için kullanır.

QualNet'in başlıca bileşenleri şunlardır:

• Simülatör: QualNet'in kalbinde, büyük ağların simülasyonlarını doğruluktan ödün vermeden hızlı bir şekilde çalıştırmak için en son teknikleri kullanan bir simülatör bulunmaktadır. QualNet, çok yüksek simülasyon hızları ile sonuçlanan son derece özel bir çekirdeğe ve verimli bellek yönetim tekniklerine dayanmaktadır. Ayrıca QualNet, verimli PDES teknikleri ve akıllı bölümleme, yani iş yükünü işlemciler arasında en uygun şekilde bölme yöntemini kullanarak çok işlemcili platformlarda mevcut olan bilgi işlem gücünden faydalanır.
• QualNet GUI: QualNet GUI, ağ senaryoları oluşturmak, görselleştirmek ve analiz etmek için kullanımı kolay bir platform sağlar.
  • Tasarım Modu (Design Mode): Bu mod, sezgisel bir işaretle ve tıkla sürükle ve bırak grafik arayüzü aracılığıyla sanal ağ modelleri oluşturmak için kullanılır. Sanal ağ modelleri iletişim cihazlarını, kablolu ve kablosuz bağlantıları, kablosuz kullanıcıların hareketlilik modellerini, arazi ve binalar gibi fiziksel özellikleri, yığının tüm katmanlarındaki protokolleri vb. içerebilir. Ağ üzerinde çalışan farklı uygulama ve hizmet türleri uygulanabilir.
  • Görselleştirme Modu (Visualize Mode): Bu mod, simülasyon çalışırken ağ davranışını gözlemlemek ve analiz etmek için kullanılır. Kullanıcılar çeşitli katmanlardaki paketlerin ağ üzerinden akışını izleyebilir ve gerçek zamanlı istatistiklerin dinamik grafiklerini görüntüleyebilir.
  • Analizör (Analyzer): Simülasyon tamamlandıktan sonra, Analyzer simülasyon sırasında toplanan çok sayıda istatistiği çizmek ve analiz etmek için kullanılır.
• İstatistik Veri tabanı: Bir istatistik dosyasına ek olarak QualNet, simülasyon çalışması sırasında zaman serisi ve istatistiksel verilerin bir veritabanında saklanmasına olanak tanıyan yüksek performanslı bir veritabanı arayüzü sağlar. İstatistikler farklı ayrıntı düzeylerinde toplanabilir: sistem düzeyindeki özet istatistiklerden olay düzeyindeki ayrıntılı istatistiklere kadar. İstatistik veritabanı, deney sonrası inceleme yapmak ve raporlar oluşturmak için kullanılabilir.
• Harici Ara yüzler: QualNet, Yüksek Seviye Mimari (HLA), Dağıtık Etkileşim Simülasyonu (DIS), AGI'nin Sistem Araç Kiti (STK) ve Soket arayüzleri aracılığıyla kinetik savaş alanı simülatörleri gibi diğer simülatörlerle sorunsuz bir şekilde federasyon kurma yeteneğine sahiptir.
• Model Kütüphaneleri: QualNet, iletişim cihazlarının, kablolu ve kablosuz bağlantıların, iletişim protokollerinin, arazi ve binalar gibi çevresel faktörlerin ve gerçek dünya uygulamalarının yüksek doğruluklu modellerinden oluşan kapsamlı bir set içerir. Bu modeller bir dizi standart ve isteğe bağlı kütüphaneye ayrılmıştır.
  • Standart kütüphaneler
    • Geliştirici (Developer)
    • Multimedya (Multimedia) ve kurumsal (enterprise)
    • Kablosuz (Wireless)
  • İsteğe bağlı kütüphaneler
    • Gelişmiş kablosuz (Advanced wireless)
    • Hücresel (Cellular)
    • Federasyon ara yüzleri (Federation interfaces)
    • LTE
    • Askeri Radyolar (Military Radios) [ITAR]
    • Sensör ağları (Sensor networks)
    • TIREM yayılım ara yüzü (üçüncü taraf yazılım gerektirir)
    • Evrensel Mobil Telekomünikasyon Hizmeti (UMTS - Universal Mobile Telecommunications Service)
    • Su altı iletişim ağları (Underwater communication networks)
    • Kentsel yayılım (Urban propagation)

• "QualNet Network Simulator - Technical Overviews" (PDF). 23 Haziran 2022 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. 

• Ağ simülasyonu