产品概述

Scalable网络仿真

产品概述:

SCALABLE 公司由加州大学洛杉矶分校计算机科学系教授Rajive Bagrodia 博士创立于1999 年。20 年来,SCALABLE 公司一直引领着网络仿真和建模行业,旗舰产品QualNet 和EXata 智能仿真系统,倍受国内外军事训练专家赞誉,美国国防部的四个专业部门都选用EXata 作为联合战术无线通信系统的模拟平台。

Scalable核心产品

QualNet? 网络模拟系统、EXata? 网络仿真系统、NDT 网络防御训练器和SCALABLE 通讯协议模型库

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(1)QualNet? 网络模拟系统

QualNet? 网络仿真软件是一种规划、测试和培训工具, 通常用于开发的早期阶段。可模拟和分析真实物理通信网络的行为和性能,主要用来评估通信网络应用业务或设备的设计方案,它能够以实时的速度模拟几千个节点的大型复杂网络。

(2)EXata? 网络仿真系统

EXata? 通信仿真平台是一个网络模拟系统, 用于创建与真实物理世界的通信网络相映射的“虚拟网络”,仿真和分析网络性能,并与真实物理网络中的所有组件 (例如各种网络应用、网络设备、网络使用者、和网络管理工具)等互相实时通信和交换数据,从而创建一个真实和虚拟无缝结合的通信网络系统平台。该平台广泛应用于通信协议、设备、服务等相关连的设计、评估、测试和培训的业务。

(3)NDT 网络防御训练器

网络防御训练器(NDT)是一个LVC,系统可部署复杂的网络环境,用于训练各种类型的网络战。NDT 系统允许专业人员在超逼真的仿真环境中获得网络安全培训。NDT 系统利用真正的虚拟网络模型精确模拟分布式网络系统,实时和虚拟主机均可以连接到虚拟网络模型,并且系统可以与其他训练模拟器进行联合,创建强大的培训解决方案。

(4)SCALABLE 通讯协议模型库

Scalable 提供了一系列库,可根据需要与自定义库结合使用,以表示通信网络中的每个元素并添加增强的专用功能。也可以修改通信系统模型并开发自定义模型,将它们添加到系统,然后在虚拟网络模型配置中使用它们。通信系统模型使用C / C++ 编写,用户可以根据需求自由读取和修改大多数Scalable 开发的组件模型源代码。


QualNet 网络模拟平台

QualNet 是一个用于设计和分析网络、网络系统和分布式应用程序行为的“平台”,可以“模仿”真实通信网络的行为。是网络规划者创建各种用于传输数据、语音和视频等业务的网络模型的工具。这些模型由表示网络元素和端点的节点和互连节点的链路等组成。

QualNet 虚拟网络模型可以比实时速度更快,模拟各种用户定义的操作场景、应用程序、运行模式下的网络行为。Qualnet 可以通过HLA、DIS 和套接口与其他仿真工具联合。

QualNet 虚拟网络模型提供真实网络仿真的高逼真度、准确性和精确性。每次模拟都可以生成一个综合的统计数据库,用于后期处理、分析和报告。


主要功能:

●设计新的协议模型

●优化新的和现有的模型

●使用预配置或用户设计的模型设计大型有线和无线网络

●分析网络的性能并执行假设分析以优化它们


主要特点:

●实时性

QualNet 可以支持实时仿真,以实现软件在环,网络仿真和人在环建模。使模型开发人员和网络设计人员能够在短时间内通过改变模型、网络和流量参数来运行多个“假设分析”。

●可量测性或伸缩性

QualNet 可以利用最新的硬件和并行计算技术对数千个节点进行建模。QualNet 可以在集群、多核和多处理器系统上运行,以高逼真度对大型网络进行建模。

●模型高逼真度

QualNet 模型库涵盖各种类型的通信系统和各种网络协议栈,它们的实现基于国际标准组织发布的技术规范,能够支持真实和虚拟无缝结合的通信网络系统仿真。

●便携性

QualNet 及其模型库运行在大量平台上,包括Windows 和Linux 操作系统、分布式和集群并行架构以及32 位和64 位计算平台。

●可扩展性

QualNet 可以连接到其他硬件和软件应用程序,如OTB,真实网络和第三方可视化软件,从而大大提升网络模型的价值。


软件组成:

●QualNet Architect- 图形场景设计和可视化工具

用户可以设置地形、网络连接、子网、无线用户的移动模式以及网络节点的其他功能参数;用户可以自定义任何节点的协议栈,可以指定在网络上运行的应用程序层流量和服务。

●QualNet Analyzer 一种统计图表工具可在模拟网络方案期间收集数百个指标,所有统计信息都可以CSV 格式导出到电子表格中。

●QualNet Packet Tracer 一种图形工具可以直观地表示在网络场景模拟过程中生成的数据包跟踪文件。

●QualNet 文件编辑器 - 文本编辑工具

●QualNet 命令行界面 - 命令行访问模拟器


主要应用:

在QualNet 中,特定网络拓扑称为方案。 场景允许用户指定网络将运行的所有网络组件和条件。 这包括:地形细节,包括路径损耗,衰落和阴影的信道传播效果,有线和无线子网,交换机,集线器和路由器等网络设备,各种标准或用户配置的网络组件的整个协议栈,以及 在网络上运行的应用程序 其中大多数是可选的; 您可以从基本网络方案开始,并根据需要指定尽可能多的详细信息,以提高网络模型的准确性。

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EXata 通信仿真平台

EXata 通信仿真平台是一个网络仿真器,它允许您以比任何其他工具更快、更真实地评估移动通信网络。

它使用软件虚拟网络(SVN)以数字方式表示整个网络、各种协议层、天线和设备。系统可以在一个或多个协议层上与真实的无线电和设备进行互操作,以提供硬件在环功能。EXata 还可以连接到具有真实应用程序的系统,这些应用程序在SVN 上运行,就像在真实网络上运行一样。


主要功能:

●为新的网络技术开发仿真或模拟模型

●设计新的网络仿真技术

●使用EXata 协议栈的OSI 风格架构设计新的通信协议模型

●设计实际尺寸的无线网络(EXata 可以在多核处理器计算机上运行,以评估规模大于100 个网络节点或大于1000 个网络节点的大型无线网络)

●执行假设分析:分析网络性能并执行假设分析以优化它们

●使用EXata 仿真网络连接真实网络、应用程序和设备

●在准备部署前与网络一起训练:EXata 使用仍在设计中的下一代战术网络和设备进行训练和作战成为可能

●使用流行的行业标准和工具分析和管理EXata 虚拟网络

● 窥探数据包:EXata 有一个包嗅探器接口, 允许第三方工具( 如Wireshark 和Microsoft NetworkMonitor)从EXata 中的任何设备嗅探/ 捕获流量并进行分析

●管理模拟网络:EXata 附带了一个SNMP 代理,允许用户使用标准的SNMP 管理器查看、监视和控制EXata 中的模拟网络,就像管理真实网络一样

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产品价值

EXata 是一套全面的工具,专为大型有线和无线网络的网络仿真而设计。 它使用网络仿真和仿真来预测

网络的行为和性能,以改进其设计,操作和管理。 EXata 为物理测试平台提供了经济高效且易于使用的替代方案,这些测试平台通常具有高设备成本,复杂的设置要求和有限的可扩展性。


产品结构:

● 主软件 EXata

● 模拟内核与仿真内核

● 连接管理器

● 外部工具接口

● 协议模型库

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主要应用

创建一个场景可以分为几个步骤,重点关注不同的方面。一般的方法是首先配置适用于整个场景的一般

属性。接下来,通过创建子网、放置节点和定义节点移动性来指定网络拓扑。然后根据需要为单个节点或节点组配置协议栈。最后一步是配置用于收集仿真结果和控制运行时性能的参数。

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NDT 网络防御训练器

网络安全培训,无论是保持银行网站的运行、运营航空公司运营中心,还是部署军事演习,都必须尽可能

真实,以避免“无效培训”――即学习的行为或程序在真实环境中实际上是无效的。在网络防御训练中,基于硬件或基于虚拟机的网络范围的复制信息系统的规模有限,成本高且耗时,几乎没有没有可能模拟来自无线网络的攻击,也不可能将网络攻击的影响映射到正在运行的整个通信系统中,但这对于现实的网络安全防御是至关重要的。SCALABLE 的网络防御培训训练通过一种全新的,独特的网络防御方法解决这些问题。


主要功能:

● 虚拟网络模型在可每个模拟节点上运行完整的网络通信协议栈,可通过有线和无线的模拟链路进行连接

● 实时运行时,实际数据包通过虚拟网络模型从现场设备传递到其他现场设备。高效并行执行的软件可以在单个服务器上模拟数千个节点的网络

● NDT 系统是基于软件的,可移植的,可集成特定客户协议的(例如,新兴的DoD 波形或SCADA 通信)

● 在与有线主干网基础设施和固定计算系统进行互操作时,有效地表示移动无线设备和应用程序及其漏洞

● 以高逼真度精确建模服务器和端点系统之间的信息传输结构,更好地展示网络攻击的效果

● 与其他训练系统,如空中交通管制、飞行训练和动态战场模拟器,进行无缝集成

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系统结构:

NDT 是LVC 仿真训练系统,可配置到网络战训练环境中,与现有训练设备进行集成,可达到快速初始部

署目的。NDT 提供了网络、设备、有线和无线环境的模拟,同时运行实际的以网络为中心的应用程序和网络攻击,并与其他LVC 组件集成。NDT 为受训者提供了在高逼真合成环境中,实时网络运行情境下进行网络对抗机会。该系统提供网络安全训练,用于态势感知和快速正确的反应,并将通过行为回放强化经验和教训,向受训者和观察者展示实际发生的事情以及原因。


该系统提供以下运营网络攻击培训:

● 检测出错的时间

● 快速评估正在发生的事情

● 包含攻击

● 采取对策

● 修改作战行动并确保任务的顺利完成


从指挥官或首席执行官到网络管理员的每个人都可以参加相同的培训,使用真实工具,并了解在网络攻击期间会发生什么以及如何做出反应。 NDT 培训节奏快,可以应对突发网络事件作准备,培训的重点是意识、反应时间和正确的行动、网络防御、解决方法以及适当的对策。受训者学习如何单独行动和如何与团队协同行动。团队在尝试阻止网络攻击时,需学会有效地协同工作。

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SCALABLE 通讯协议模型库

QualNet 和EXata 平台以及NDT 训练系统配备了GUI 驱动的虚拟网络模型构建工具,其中包括一组用于创建典型网络模型的标准通信系统组件库。 可选的组件库可用于添加更多专用功能和网络协议。

通信系统模型库包含通信设备中使用的协议和波形的高逼真编程定义。 SCALABLE 提供了一系列库,可以根据需要与自定义库结合使用,以表示通信网络中的每个元素并添加增强的专用功能。 也可以修改通信系统模型并开发自定义模型,将它们添加到系统,然后在虚拟网络模型配置中使用它们。 通信系统模型使用C / C ++编写,源代码可用于大多数SCALABLE 开发的组件模型。


QualNet 和EXata 平台包含以下组件模型库。 它们涵盖了各种设备,协议,地形和天气模型。


模型组件应用类

●网络(网络攻击)

●设备(各种硬件组件)

●人在环(HITL)(在场景执行期间控制各种元素的命令)

●图像(以图形方式描绘元素和行为的图标和其他组件)

●集成接口(支持SCALABLE 模拟仿真系统与其他模拟器或外部系统之间交互的协议和机制)

●协议(使设备能够通信的网络协议和波形)

●地形(进行通信的物理地形)

●天气(不同天气行为的描述及其对通信的影响)


标准模型库(免费)

●Developer Library 标准开发模型库

●Wireless Library 无线网络模型库

●Multimedia & Enterprise Library 多媒体应用及企业网络模型库

●Network Management Library (EXata only) EXata 网络管理库(需要Exata License)

●Satellite Library 卫星通信模型库


可选模型库(收费)

●Advanced Wireless Library高级无线网络模型库

●Cellular Library2G GSM 网络模型库

●UMTS Library3G UMTS 网络模型库

●LTE Library4G LTE 网络模型

●Cyber Library for EXata网络安全模型库(需要Exata)

●TIREM Propagation LibraryAlion Science 地形无线信号传播接口(需要Alion 软件License)

●Urban Propagation Library城市无线信号传播模型库

●Sensor Networks Library传感器网络模型库


VR-Forces 和QualNet 联合仿真

VR-Forces 作为战场仿真工具,在联合仿真中主要用于生成和控制战场实体;通信仿真工具QualNET 在联合仿真中模拟战场的通信网络环境以及实体间的通信。二者联合,可以真实的模拟出战场战况及战场通信情况

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VR-Forces 和QualNet 信息交互

VT M?K、SNT 组成一个团队合作, 对VR-Forces 和QualNet 软件数据交互做了专门的定制开发,以保证HLA 联邦之间的通信信息交互、作战平台的时空位置和状态信息交互,形成了专门的接口控制文档 (ICD) 。其体系结构 以及它与 OSI 堆栈的关系, 参见下图:

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QualNet 和 VR-Forces 之间的通信建模是通过HLA 数据交互进行的。SNT 设计并公布了基于HLA 联邦对象模型RPR FOM 1.0 的扩展,使得QualNet 无线通信模型对应RPR FOM 中定义的现有模型自带有的无线电通信进行数据交互, 并使用QualNet 特有的网络信号数据填充字段。

作为商业化软件, VR-Forces 通信模块主要由两个部分组成:

• 实体平台搭载的通信设备

• 通信模型

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当VR-Forces 实体模型需要向另一个 实体模型发送无线电消息时, 无线电模型将消息传递给QualNET通信模型, 通信模型根据无线电参数和通信模型的参数处理消息,进而, 通信模型将消息传递给订购该消息的所有实体,接收到通信系统消息后, 该实体进行处理,然后执行新的状态更新,包括响应通信指令而执行发射武器等下一步操作。

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QualNet 通信仿真在联合仿真中的功能

用户使用QualNet 评估网络拓扑、射频链接、地形、环境以及载体的运动特征对通信的影响, 权衡分析战术与通讯站点的相关性, 从而实现通信带宽资源的最佳分配方案。

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