使用 SimPy 模拟 Chord 分布式系统

Question

我正在对几个分布式系统（例如 Chord）进行一些研究，我希望能够仅用我的桌面编写算法并运行分布式系统的模拟。

在模拟中，我需要能够让每个节点独立执行并相互通信，同时手动诱导延迟、丢包、随机崩溃等元素。然后收集数据来估计系统的性能.

经过一番搜索，我发现 SimPy 非常适合我的目标。

SimPy 是适合这项任务的库吗？ 如果是，对于实施这样的系统有什么建议/注意事项？

Answer 1

我会说是的。

我在攻读博士学位期间使用 SimPy（第 2 版）来模拟任意通信网络。您可以在此处查看代码：

https://github.com/IncidentNormal/CommNetSim

但是，它有点密集并且没有很好的文档记录。此外，它真的应该被翻译成 SimPy 版本 3，因为不再支持 2（并且 3 修复了我在 2 中发现的一系列限制）。

我发现一些有用的概念/想法：

• 在开始实施之前确定您想要从模拟中得到什么；通信网络仿真对小的设计更改非常敏感，因为您正在有效地尝试监控/测量系统的紧急行为。
• 开始过度设计仿真很容易，当您去除设计中的噪音时，使用原生 SimPy 对象几乎总是足够的。
• 使用 Store 来模拟传输数据包/有效负载的媒介。在 SimPy 文档中有这样一个模拟延迟的示例：https://simpy.readthedocs.io/en/latest/examples/latency.html
• 事件很棘手 - 因为它们在每个模拟步骤中只能触发一次，因此通常这可能是错误的根源，因为如果多个事物在一个步骤中触发相同的事件，行为实际上会丢失。为了稳健性，尽量不要使用它们来表示通信网络中的行为（您很少需要低级别的东西），如上所述 - 使用 Store 代替，因为它们在设计上就像队列。
• 密切注意用于生成随机性的概率分布。与均匀分布相比，Expvariate 分布通常更接近于模拟自然系统，但请务必检查您使用的每个分布是否合理。例如，生成的网络流量通常遵循泊松分布，而数据量通常遵循幂律 (Pareto) 分布。