Симулятор промышленных сетей мониторинга Интернета вещей MqttY: ускорение симуляции больших сетей
(Стр. 212-221)
Подробнее об авторах
Солопий Артем Валерьевич
аспирант; ассистент, кафедра компьютерных систем, Институт компьютерных технологий и защиты информации
Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева – КАИ
г. Казань, Республика Татарстан, Российская Федерация Классен Роман Константинович кандидат технических наук; доцент, кафедра компьютерных систем, Институт компьютерных технологий и защиты информации; Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева – КАИ; г. Казань, Республика Татарстан, Российская Федерация
Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева – КАИ
г. Казань, Республика Татарстан, Российская Федерация Классен Роман Константинович кандидат технических наук; доцент, кафедра компьютерных систем, Институт компьютерных технологий и защиты информации; Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева – КАИ; г. Казань, Республика Татарстан, Российская Федерация
Нажимая на кнопку купить вы соглашаетесь с условиями договора оферты
Аннотация:
В данной научной статье представлена усовершенствованная версия симулятора MqttY, предназначенного для моделирования промышленных сетей Интернета вещей (IIoT) на основе протокола MQTT. Ключевым изменением стал отказ от асинхронной модели в пользу детерминированной пошаговой симуляции, управляемой единым планировщиком. Данное решение устраняет недетерминированность выполнения, снижает накладные расходы и обеспечивает полный контроль над процессом моделирования. Для повышения эффективности логика симуляции сети и устройств разделена, что позволяет проводить их параллельный обсчет. Работоспособность и производительность обновленного симулятора проверены на ранее разработанной эталонной архитектуре Mqtt Relay. В статье приводится сравнительный анализ новой и предыдущей версий по результатам серии экспериментов, демонстрирующий значительный прирост скорости работы. Усовершенствованный симулятор обеспечивает быстрое и точное моделирование сложных сценариев с тысячами узлов, что позволяет проводить надежное тестирование и оптимизацию IoT-систем до их промышленного внедрения.
Образец цитирования:
ОБРАЗЕЦ ЦИТИРОВАНИЯ: Солопий А.В., Классен Р.К. Симулятор промышленных сетей мониторинга Интернета вещей MqttY: ускорение симуляции больших сетей // Computational Nanotechnology. 2026. Т. 13. № 1. С. 212-221. DOI: 10.33693/2313-223X-2026-13-1-212-221. EDN: MIJFRC
Список литературы:
Гибадуллин Р.Ф., Лекомцев Д.В., Перухин М.Ю. Анализ параметров промышленных сетей с применением нейросетевой обработки // Искусственный интеллект и принятие решений. 2020. № 1. С. 80–87. DOI: 10.14357/20718594200108.
Солопий А.В., Классен Р.К. Выбор брокера сообщений для Интернета вещей на основе нагрузочного тестирования // Динамика сложных систем. 2025. Т. 19. № 3. С. 44–51. DOI: 10.18127/j19997493-202503-04.
Akshatha P.S., Dilip Kumar S.M., Venugopal K.R. MQTT implementations, open issues, and challenges: A detailed comparison and survey // International Journal of Sensors Wireless Communications and Control. 2022. Vol. 12. No. 8. Pp. 553–576. DOI: 10.2174/2210327913666221216152446.
Allison J. Simulation-based learning via Cisco Packet Tracer to enhance the teaching of computer networks // Proceedings of the 27th ACM Conference on Innovation and Technology in Computer Science Education. Vol. 1. 2022. Pp. 68–74. DOI: 10.1145/3502718.3524739.
Ashton K. That Internet of Things thing // RFID Journal. 2009. Vol. 22. No. 7. Pp. 97–114.
Bansal M., Priya. Performance comparison of MQTT and CoAP protocols in different simulation environments // Inventive Communication and Computational Technologies: Proceedings of ICICCT 2020. Singapore: Springer, 2020. Pp. 549–560. DOI: 10.1007/978-981-15-7345-3_47.
Golightly L., Modesti P., Chang V. Deploying secure distributed systems: Comparative analysis of GNS3 and SEED internet emulator // Journal of Cybersecurity and Privacy. 2023. Vol. 3. No. 3. Pp. 464–492. DOI: 10.3390/jcp3030024.
Kozhin A.S. et al. The 5th generation 28nm 8-core VLIW Elbrus-8C processor architecture // Proceedings of the International Conference on Engineering and Telecommunication (EnT). IEEE, 2016. Pp. 86–90. DOI: 10.1109/ent.2016.027.
Light R.A. Mosquitto: Server and client implementation of the MQTT protocol // Journal of Open Source Software. 2017. Vol. 2. No. 13. Art. 265. DOI: 10.21105/joss.00265.
Nedyalkov I. Application of GNS3 to study the security of data exchange between power electronic devices and control center // Computers. 2023. Vol. 12. No. 5. Art. 101. DOI: 10.3390/computers12050101.
Pourghebleh B., Hayyolalam V. A comprehensive and systematic review of the load balancing mechanisms in the Internet of Things // Cluster Computing. 2020. Vol. 23. No. 2. Pp. 641–661. DOI: 10.1007/s10586-019-02950-0.
Rajeswari A. et al. Simulation and performance analysis of CIT college campus network for realistic traffic scenarios using NETSIM // Procedia Computer Science. 2020. Vol. 171. Pp. 2635–2644. DOI: 10.1016/j.procs.2020.04.286.
Solopiy A., Klassen R. Simulation of distributed networks of Internet of Things // Proceedings of the International Russian Automation Conference (RusAutoCon). IEEE, 2025. Pp. 467–472. DOI: 10.1109/RusAutoCon63300.2025.10543210.
Солопий А.В., Классен Р.К. Выбор брокера сообщений для Интернета вещей на основе нагрузочного тестирования // Динамика сложных систем. 2025. Т. 19. № 3. С. 44–51. DOI: 10.18127/j19997493-202503-04.
Akshatha P.S., Dilip Kumar S.M., Venugopal K.R. MQTT implementations, open issues, and challenges: A detailed comparison and survey // International Journal of Sensors Wireless Communications and Control. 2022. Vol. 12. No. 8. Pp. 553–576. DOI: 10.2174/2210327913666221216152446.
Allison J. Simulation-based learning via Cisco Packet Tracer to enhance the teaching of computer networks // Proceedings of the 27th ACM Conference on Innovation and Technology in Computer Science Education. Vol. 1. 2022. Pp. 68–74. DOI: 10.1145/3502718.3524739.
Ashton K. That Internet of Things thing // RFID Journal. 2009. Vol. 22. No. 7. Pp. 97–114.
Bansal M., Priya. Performance comparison of MQTT and CoAP protocols in different simulation environments // Inventive Communication and Computational Technologies: Proceedings of ICICCT 2020. Singapore: Springer, 2020. Pp. 549–560. DOI: 10.1007/978-981-15-7345-3_47.
Golightly L., Modesti P., Chang V. Deploying secure distributed systems: Comparative analysis of GNS3 and SEED internet emulator // Journal of Cybersecurity and Privacy. 2023. Vol. 3. No. 3. Pp. 464–492. DOI: 10.3390/jcp3030024.
Kozhin A.S. et al. The 5th generation 28nm 8-core VLIW Elbrus-8C processor architecture // Proceedings of the International Conference on Engineering and Telecommunication (EnT). IEEE, 2016. Pp. 86–90. DOI: 10.1109/ent.2016.027.
Light R.A. Mosquitto: Server and client implementation of the MQTT protocol // Journal of Open Source Software. 2017. Vol. 2. No. 13. Art. 265. DOI: 10.21105/joss.00265.
Nedyalkov I. Application of GNS3 to study the security of data exchange between power electronic devices and control center // Computers. 2023. Vol. 12. No. 5. Art. 101. DOI: 10.3390/computers12050101.
Pourghebleh B., Hayyolalam V. A comprehensive and systematic review of the load balancing mechanisms in the Internet of Things // Cluster Computing. 2020. Vol. 23. No. 2. Pp. 641–661. DOI: 10.1007/s10586-019-02950-0.
Rajeswari A. et al. Simulation and performance analysis of CIT college campus network for realistic traffic scenarios using NETSIM // Procedia Computer Science. 2020. Vol. 171. Pp. 2635–2644. DOI: 10.1016/j.procs.2020.04.286.
Solopiy A., Klassen R. Simulation of distributed networks of Internet of Things // Proceedings of the International Russian Automation Conference (RusAutoCon). IEEE, 2025. Pp. 467–472. DOI: 10.1109/RusAutoCon63300.2025.10543210.
Ключевые слова:
Интернет вещей, брокеры сообщений, симуляция сетей, моделирование, повышение производительности.
