МОДЕЛИРОВАНИЕ КОМПЬЮТЕРНЫХ СЕТЕЙ В SIMINTECH Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

УДК 004.7, 004.94

МОДЕЛИРОВАНИЕ КОМПЬЮТЕРНЫХ СЕТЕЙ В SIMINTECH

Черненко Елена Александровна,

кандидат технических наук, доцент кафедры программного обеспечения вычислительной техники и автоматизированных систем Хакасский государственный университет им. Н. Ф. Катанова (г. Абакан)

В статье рассматриваются вопросы моделирования компьютерных сетей в учебном процессе по протоколам TCP/IP и UDP в российской системе SimInTech. Система содержит палитры компонентов, позволяющие моделировать в реальном времени сложные технические системы в различных отраслях. Для моделирования компьютерных сетей из палитры компонентов нужны «Источники», «Векторные», «Обмен данными». Рассматриваются настройки блоков клиента UDP, сервера UDP, а также свойства клиента и сервера TCP/IP. Представлены итоговые результаты моделирования.

Ключевые слова: моделирование, компьютерные сети, российское программное обеспечение, сетевые протоколы, сигнал, передача данных.

SIMULATION OF COMPUTER NETWORKS IN SIMINTECH

Chernenko Elena Aleksandrovna,

Ph. D. in Technical Sciences, Associate Professor, Computer Technology Software and Automated Systems Department

Katanov Khakass State University (Abakan)

The article considers issues of modeling computer networks in the educational process using TCP/IP and UDP protocols in the Russian SimInTech system. The system contains palettes of components that allow real-time complex technical systems modeling in various industries. To model computer networks from a palette of components, one needs «Sources», «Vector», «Data exchange». The author analyzes UDP client settings, UDP server blocks, as well as TCP/IP client and server properties, and shows the final simulation results.

Key words: modeling, computer networks, Russian software, network protocols, signal, data transmission.

Введение. Изучение процессов моделирования систем и технологических процессов показало, что многие российские вузы в качестве инструмента используют систему SimInTech. С 2018 года в e-Library представлено множество работ, отражающих результаты моделирования в этой системе, в таких отраслях, как энергетика, авиационные системы, химико-технологические и др. Программа SimInTech является отечественной альтернативой многим программным продуктам, например, SimuLink (MathWorks), VisSim (Visual Solution), Netemul.

Ее значимым преимуществом является полноценная учебная версия - это Free software, полностью русифицированный, имеет открытый

интерфейс для интеграции с различным ПО, присутствуют инструменты создания интерфейсов управления, имеется возможность моделирования в режиме реального времени [1; 2].

Постановка и реализация задачи. При изучении сетевых технологий студентами информационных направлений в вузе, а именно протоколов сети транспортного уровня, на примере работы в среде SimInTech можно рассматривать процесс передачи сигнала.

Программа обладает большим количеством компонентов, ориентированных на разные предметные области (их более пятидесяти), и для моделирования компьютерной сети использованы следующие: «Источники», «Векторные», «Обмен данными».

Компоненты «Источники» представляют собой набор блоков для моделирования источника сигнала. Компоненты «Векторные» содержат блоки для обработки векторов и матриц, данная библиотека существует не только для реализации вычислений математического раздела линейной алгебры, но и позволяет визуализировать график передачи сигнала в режиме реального времени. В компонентах «Обмен данными» находятся блоки для выполнения работы по моделированию компьютерных сетей: UDP сервер, UDP клиент, TCP/IP сервер, TCP/IP клиент. Эти блоки позволяют построить сети по следующим сетевым протоколам: TCP/IP (Transmission Control Protocol) и UDP (User Datagram Protocol). Протоколы различаются по надежности и скорости передачи данных, о чем и можно удостовериться при проведении работ по настройке моделей сетей.

На рисунке 1 представлены блоки-компоненты «Обработка сигналов».

После создания схемы модели общего вида необходимо выбрать и поместить нужные блоки в рабочую область построения модели. Чтобы клиент мог общаться с сервером, должно быть соблюдено несколько условий:

Во-первых, IP адрес сервера должен соответствовать адресу сервера, на который планируется отправлять данные.

Во-вторых, номер порта должен соответствовать порту сервера, на который планируется отправлять данные.

В-третьих, тип протокола клиента должен быть одинаковым с типом протокола сервера.

Как говорилось выше, для того, чтобы визуализировать процесс передачи сигнала, в рабочую область построения сети размещаются блоки графиков (из библиотеки «Вывод данных»), а также источник сигнала из библиотеки «Источники». В программе необходимо настроить блоки Клиент TCP или UDP, Сервер TCP или UDP (тип данных, адрес сервера, порт ip). После необходимо изменить настройки параметров проекта, в том числе и синхронизировать с реальным временем для расчетов в реальном временном масштабе. Результат работы с блоками (визуализация физических сегментов сетей, их настройка) по протоколу TCP/IP представлены на рисунке 2.

В программе также реализован анимиро-ванный графический режим, демонстрирующий процесс передачи сигнала (рис. 3).

Simulation In Technic

Файл Правка Вид Масштаб Вставка Поиск Сервис Расчёт Инструменты Окно Справ

Обработка сигналов

П=П О ►

и

0ГЖ1 + О

I I к

Рис. 1. Блоки-компоненты «Обработка сигналов»

Рис. 2. Результат выполнения работы 7

Рис. 3. Визуализация сигналов при

Заключение. В ходе учебного процесса в системе SimInTech были построены модели с различной сетевой топологией (шина, звезда) и различными протоколами (TCP, UDP).

Проведение подобных работ позволяет:

- ознакомиться с понятиями: «Модель», «Моделирование», «Динамическое моделирование», «Моделирование в режиме реального времени»;

- ознакомиться с инструментами для моделирования процессов;

- практически ознакомиться с различиями протоколов при передаче данных.

прохождении от клиента к серверу

Преимуществом системы можно назвать ее многопрофильность, что позволяет получать различные комбинации сетей, различные сочетания в сети устройств и датчиков. На сегодняшний момент это очень актуально для организации работ по теме «Умный дом» и формирования учебных моделей инженерных систем.

Наличие в программе блоков для формирования моделей систем автоматического управления позволит развивать в учебном процессе тему моделирования систем автоматизации для изучения современных востребованных технологий.

Библиографический список

1. Технология SimInTech. URL: https://miem.hse.ru /data/2018/10/29/1141996123/SimInTech.pdf (дата обращения: 19.09.2021).

2. Колотыркин И. П. Что такое SIMLNTECH: развитие и планы // Современные технологии в задачах управления, автоматики и обработки информации: XXVIII Международная научно-техническая конференция. М., 2019. С. 25-26.

© Черненко Е. А., 2021