Simulación y emulación de redes

1.- ¿Qué es un software de simulación?

La simulación es el desarrollo de un modelo lógico matemático de un sistema el cual permite la imitación del proceso en un intervalo de tiempo de un modelo físico (real), ya sea realizado manualmente o computacionalmente, donde se involucra la historia artificial de un sistema y la observación de dicha historia mediante la experimentación con las cuales se pueden inferir las características operacionales de tal sistema.

En la simulación existen dos parámetros fundamentales que son:

• Desarrollo del modelo: 

Hace referencia al modelo matemático lógico y sus ecuaciones que serán una representación del sistema y la preparación de un software.

• Experimentación:

En la experimentación se tomaran en cuenta las variables de entrada del sistema para analizar el comportamiento de dicho sistema.

En el ámbito de la educación la simulación es una herramienta muy usada en cuanto a la realización de laboratorios o prácticas se refiere, puesto que con la simulación se podrá recrear el funcionamiento de muchos elementos usados en el proceso de aprendizaje de una ciencia y a su vez proporciona a la entidad educativa un ahorro económico al no tener que adquirir equipos reales los cuales pueden ser muy costosos.

Existen diversos programas de simulación para casi todas las disciplinas del saber los cuales son usados por casi todas la entidades educativas, con el fin de proporcionar al alumnado un ambiente controlado donde pueda despejar sus dudas en cuanto al funcionamiento o comportamiento de los sistemas que está estudiando y así evitar posibles errores en las practicas con equipos reales.

En cuanto a procesos industriales se refiere la simulación ha sido implementada con el fin de minimizar los posibles errores cometidos por los operarios y como método de adiestramiento de personal en algunas tareas de alto riesgo o procesos de calidad, también se ha tomado a la simulación como método de evaluación de procesos y personal ya que se puede determinar el grado de precisión en la toma de una decisión ante una eventual falla.

La simulación es muy importante a la hora de probar la reacción o comportamiento de un sistema ante los cambios en sus entradas ya que se asemeja al modelo real pero creado bajo condiciones artificiales cuyas variables podemos controlar y hacer ajustes antes de implementarlos en nuestro modelo real también se podrá por medio de este proceso hacer pruebas de casos extremos y respondernos a la pregunta, ¿Qué pasaría si…?

2.- ¿Qué es un software de emulación?

Un emulador es un software que permite ejecutar programas o videojuegos en un entorno diferente al propio es decir consiste en tomar algo ya creado y adaptarlo para que funcione o imite las funciones de otro sistema, un emulador tiene como fin el de imitar lo más preciso al sistema real en muchas ocasiones superando el desempeño del modelo original.

Existen muchas clases de emuladores, ya sea para emular la función de un sistema operativo o como forma de recreación como lo son los videojuegos.

En la educación la emulación es usada básicamente en los sistemas operativos como por ejemplo en una maquina con sistema operativo Windows e instalarle un emulador de entorno Linux que por el hecho de ser incompatibles nos veríamos obligados a hacer los respectivos ajustes para que la maquina funcione con los dos sistemas operativos pero ya con el emulador instalado no es necesario solo bastara con ejecutar el programa para poder trabajar con una máquina virtual la cual tendrá como sistema operativo Linux ahorrándonos tiempo y tal vez dinero.

En la industria es también usado como método de entrenamiento y adiestramiento del personal ya que por medio de los emuladores se pueden recrear diversas tareas en las cuales a diferencia de los simuladores estos son basados en sistemas reales es decir son como los reales salvo que puede ser un programa haciendo las veces de la parte hardware.

La implementación de emuladores es muy útil a la hora de conseguir productos basados en programas y a los cuales es difícil tener acceso ya sea porque salieron del mercado o por su elevado costo.

3.- Diferencia entre emulador y simulador

Un emulador trata de modelar de forma precisa el dispositivo de manera que este funcione como si en verdad estuviésemos utilizando el dispositivo original, mientras que un simulador, solo trata de “simular”, como lo dice su nombre, el comportamiento de un programa.

4.- Ventajas, desventajas y usos de los emuladores

Ventajas

Permiten utilizar sistemas que de otro modo no podríamos usar, por su no disponibilidad, su precio, etc.
Permiten preservar todos los sistemas hardware mediante una emulación lógica por software (que sea cada vez más perfecta) y que certifique que siempre podremos reutilizar los programas y juegos de los sistemas emulados, y además desde cualquier arquitectura actual y futura.
Permiten encontrar más información sobre los sistemas emulados, y documentarlos de una manera efectiva para una posible futura reimplementación.

Permiten probar sistemas que no conocías, y es posible que hagan que te aficiones a ellos, y trates de conseguir las máquinas propiamente dichas.

Proporcionan facilidades al programador de estos sistemas para el desarrollo de aplicaciones y juegos para ellos, ya que éstos se pueden probar directamente en el emulador sin necesidad de pasarlos al sistema de prueba, acelerando la depuración de errores.

Desventajas

La utilización de emuladores hace que la gente se centre en la utilización de los mismos y la obtención de juegos y programas como ROMs con el único fin de acaparar juegos de todos los sistemas. Esto produce que la gente no se sienta realmente interesada en buscar, comprar y potenciar los sistemas físicos en sí mismos. Por ejemplo, ¿cuánta gente que use un emulador de SuperNintendo acaba comprando una SuperNintendo física y juegos para la misma? El disponer de los emuladores y las ROMs en CD en Internet hace que no se molesten en disfrutar del hardware en sí mismo.

Los emuladores no son perfectos: no emulan al 100% todos los aspectos ni del microprocesador ni de los demás elementos asociados al sistema, por lo que la emulación (aunque sea casi perfecta) no es comparable a la sensación y feeling de la máquina real.

El volcado de juegos que todavía se comercializan y la emulación de recreativas actuales y sistemas a la venta es dañino para el mercado del videojuego. Actualmente podemos jugar en emuladores Árcade a juegos de recreativa que todavía están en los salones. El disponer de estos juegos en casa hace que, al igual que ocurría en el primer punto enumerado, no hagamos uso de las máquinas pagando por usarlas.

5.-  Ventajas, desventajas y usos de los simuladores

o   Ventajas de los simuladores:

·        El estudiante es un agente activo, o sea que es el actor y fuente principal de aprendizaje, por lo que debe resolver la situación del micro-mundo que se le presenta, procesar la información, tomar decisiones, y obtener los resultados.

·        El problema llega a ser un reto para el alumno, con lo que el material logra la fase de motivación.

·        Se logra cumplir con los requerimientos de los sistemas de ejercitación y práctica en cuanto a practicar y afinar lo aprendido, por medio de vivencias.- Le permite manipular al alumno un número reducido de variables, dentro del proceso simulado.- Proporciona explicación sobre los principios involucrados y cómo son afectadas las variables, cuando se manipula cada una de ellas.- Ofrece restricciones de operación, de forma que hace necesario que el alumno realice un esfuerzo para lograr las metas propuestas. La razón de ésta propuesta, es que de ésta manera el alumno se verá motivado a lograr los objetivos de operación propuestos.

o   Desventajas de los Simuladores:

·        Si el profesor no está de acuerdo con la filosofía de este tipo de material, y cree que sus estudiantes no serán capaces de lograr lo compuesto, no se sacará provecho de este tipo de material.

·        Hay una necesidad de conocer los objetivos o funciones para los que ha sido diseñado el software educativo por parte del docente para que pueda aplicarlo de manera adecuada y eficiente.- En muchos de los casos de simuladores no se pueden medir de alguna manera los efectos producidos por el mensaje, de tal forma que dichos efectos no se puedan atribuir a otros factores diferentes. Es imprescindible que se pueda establecer de manera clara una relación causa/efecto entre lo aplicado en el simulador y el efecto producido en los alumnos.

·        En muchas de las Escuelas, sobre todo las públicas, no cuentan con estas nuevas tecnologías por falta de recursos económicos y materiales para poder ser aplicados en todas las aulas.

6.-  imulación y emulación en el diseño de redes LAN, WAN y CISCO.

La simulación de sistemas es de vital importancia en el mundo actual, casi en cualquier área de desarrollo humano se encuentran paquetes de software especializados en emular sistemas reales, para que estos puedan ser analizados e investigados, sin necesidad de interactuar directamente con el sistema real.
El presente trabajo de grado proyecta realizar el diseño de un software de simulación de redes LAN con tecnología Ethernet, para ser usado por estudiantes del área de comunicaciones de la carrera de Ingeniería Electrónica. La característica más especial del simulados es ser un sistema multiusuario, donde varios computadores interconectados por internet o por un Router, podrán compartir el mismo entorno de simulación de modo que los estudiantes pueda interactuar entre ellos analizando y aprendiendo de los aspectos más importantes de una red de datos Ethernet.
Este software funcionara de forma didáctica de modo que el aprendizaje de la gran mayoría de las características que describen a una red de datos sea claro y entendible de forma rápida y sencilla.
En el mercado existen diferentes paquetes de simulación para el análisis de redes, cuyas características no se acomodan en su totalidad a nuestras necesidades además estos no son enfocados directamente al ámbito académico. Con del desarrollo del presente proyecto de grado se solucionará las deficiencias encontradas en estos paquetes, por lo que el software a desarrollar estará orientado principalmente con un contexto académico, el cual pueda ser utilizado libremente por los estudiantes de la Universidad Javeriana.
Lo que busca este proyecto es una aproximación a un escenario de red, en donde se encuentren dispositivos generalmente usados en una red LAN Ethernet y que permita la libre interconexión entre ellos, dando al usuario la libertad de recurrir a este material en cualquier momento y realizar experimentos con diferentes diseños de configuraciones de una red.
Es importante resaltar que gracias al aporte de otros estudiantes y personas interesadas en la actualización del simulador, se lograría que el simulador que inicialmente tendrá funciones básicas, en un futuro pueda acercarse muy detalladamente a un escenario real incluyendo diferentes dispositivos y protocolos.
GNS3 es un simulador gráfico de red que te permite diseñar topologías de red complejas y poner en marcha simulaciones sobre ellos.
GNS3 es una excelente herramienta complementaria a los verdaderos laboratorios para los administradores de redes de Cisco o las personas que quieren pasar sus CCNA, CCNP, CCIE DAC o certificaciones.