Analisi prestazionale di una simulazione federata tramite HLA nell'ambito della valutazione di System of Systems (SoS)

Con il termine Modeling and Simulation viene genericamente indicata la disciplina che,occupandosi di tutte le diverse finalità per cui viene usata la modellazione,ne definisce anche il successivo impiego in una simulazione.Dalle problematiche legate alle interazioni fra sistemi discende la definizione di System of Systems(SoS).Per SoS si intende infatti una collezione interoperante di sistemi che producono un risultato comune non raggiungibile da un singolo sistema.La definizione dell’architettura di un SoS e la sua successiva valutazione comporta il mettere insieme competenze molto diverse ed eterogenee.Nessuna simulazione,eseguita ed analizzata singolarmente,può soddisfare le necessità di tutte le applicazioni e di tutti i sistemi presenti all’interno del SoS.I modi in cui tutti i sistemi possono interagire fra loro non possono essere previsti in anticipo.Da qui nasce la necessità di vedere gli effetti che ogni sistema ha sull’altro,e quindi di simulazioni complesse realizzate mediante l’utilizzo di una varietà di simulatori,ognuno rappresentante un’aspetto del SoS,connessi in federazione.L’interoperabilità delle simulazioni è definita come“l’abilità di una simulazione di“fornire servizi per”e“accettare servizi da”altre simulazioni,e l’uso dei servizi per lo scambio e per abilitare loro ad operare insieme”.Questa definizione di interoperabilità rispecchia l’obiettivo dell’HLA(High Level Architecture)azioni devono essere in grado di condividere dati attraverso un’infrastruttura comune.L’HLA permette di federare più simulazioni sotto la stessa federazione.Un federato rappresenta la simulazione di un singolo sistema mentre la federazione rappresenta l’intero ambiente dove più simulazioni si uniscono per scambiare informazioni.Obiettivo della tesi è quello di realizzare,mediante l’uso di opportuni software,un’applicazione che mostri come,simulatori di diversa natura possano cooperare mediante HLA alla validazione di architetture complesse di SoS.Poichè in una simulazione orientata a prove per architetture di SoS riveste particolare importanza la modellizzazione della rete,fra i simulatori utilizzati un ruolo particolare è rappresentato dal simulatore della componente di “Communication and Networking”.Essa offre un valore aggiunto,che in alcuni casi diventa indispensabile,per ottenere una visione completa ed integrata di tutti i fattori concorrenti.Problemi quali quelli legati alla definizione e implementazione di una adeguata QoS di rete o di un“Policy-Based Network Management”e dell’“Information Assurance”,traggono un beneficio sostanziale dalla presenza della componente di M&S di rete.Il lavoro svolto nell’ambito di questa tesi è stato lo sviluppo di un esempio pratico di federazione HLA composta da due federati.Un primo federato è rappresentato da VR–Forces,un software appartenente alla categoria dei simulatori Computer Generated Forces(CGF),ovvero un generatore di scenari in cui è possibile rappresentare e successivamente simulare ambienti tattici.Questo federato trasferisce,attraverso il protocollo HLA,informazioni,come ad esempio velocità,orientamento e posizione,che si riferiscono agli oggetti presenti all’interno dello scenario di simulazione.Il secondo federato è rappresentato da OPNET,simulatore ad eventi discreti che viene utilizzato per rappresentare e simulare la rete di comunicazione.Il software utilizzato per la gestione della run–time infrustructure è il MaK RTI.La tesi è organizzata per capitoli come descritto di seguito.Nel primo capitolo viene presentato il protocollo HLA,esaminando il processo di sviluppo che ha avuto nel tempo e i vari motivi per cui è stato sviluppato.Successivamente ne viene esaminata la struttura nei seguenti punti: HLA Rules; HLA Interface Specification; HLA object Model.Viene inoltre descritto il software RTI della MaK Technology,che gestisce le interazioni fra i differenti simulatori partecipanti alla federazione.Il secondo capitolo è dedicato alla descrizione di OPNET e,in particolare,del modulo “Modeler” che ne rappresenta il componente principale essendone il motore di simulazione.Il terzo capitolo fornisce una descrizione del modello del sistema utilizzato.Viene descritto il procedimento eseguito per effettuare il corretto mapping delle informazioni all’interno della federazione HLA.Si fa quindi un’analisi dei file .fed e .map descrivendo il tipo di mapping degli oggetti e degli attributi utilizzati.