Имитационные модели

Особым классом математических моделей являются имитационные модели. Имитационные модели сетей воспроизводят процессы генерации сообщений приложениями, разбиение сообщений на пакеты и кадры определенных протоколов, задержки, связанные с обработкой сообщений, пакетов и кадров внутри ОС, процесс получения доступа компьютером к разделяемой сетевой среде, процесс обработки поступающих пакетов маршрутизатором и т.д. При имитационном моделировании сети не требуется приобретать дорогостоящее оборудование - его работы имитируется программами, достаточно точно воспроизводящими все основные особенности и параметры такого оборудования. Преимуществом имитационных моделей является возможность подмены процесса смены событий в исследуемой системе в реальном масштабе времени на ускоренный процесс смены событий в темпе работы программы. В результате за несколько минут можно воспроизвести функционирование сети в течение нескольких дней, что дает возможность оценить ее работу в широком диапазоне варьируемых параметров. Также основным достоинством имитационных моделей является отсутствие ряда допущений, свойственных аналитическим моделям. Необходимо отметить такое преимущество имитационных моделей, как возможность построения гистограмм распределения случайных величин. Современные системы имитационного моделирования обычно позволяют задавать модели либо путем непосредственного написания ее кода на специальных языках, таких, как GPSS и SIMSCRIPT, либо использовать визуальные конструкторы, которые позволяют значительно сократить время создания модели. Для наиболее развитых систем характерно применение параметризованных моделей, реализуемых с помощью специальных мастеров «визардов». Результатом работы имитационной модели являются собранные в ходе наблюдения за протекающими событиями статистические данные о наиболее важных характеристиках сети: времени реакции, коэффициентах использования каналов и узлов, вероятности потерь пакетов и т.п. Частным случаем имитационных моделей являются эмуляционные или полунатурные модели (так называемая имитация в реальном времени). Однако при имитационном моделировании имеется и ряд трудностей, прежде всего это использование интерфейсов прикладного программирования или объектных моделей документов, уникальных для каждой системы имитационного моделирования. Также для имитационного моделирования существенным является дисбаланс временных масштабов – например, например, интервалы между поступлениями запросов клиентов исчисляются секундами и десятками секунд, а временной масштаб событий, определяемых протоколом радиосоты, измеряется в микросекундах.