Distributed Interactive Simulation

Distributed Interactive Simulation (DIS) bezeichnet einen im IEEE 1278 definierten Datenaustauschstandard zur Steuerung von Simulationssystemen.

Grundlagen

DIS wird in professionellen zivilen und militärischen Simulationen zur Optimierung der Ausbildung genutzt (z. B. in Verkehrsleitzentralen, Radarzentren). Mittels DIS vernetzte Simulationssysteme können in Echtzeit simulierte Lageinformationen, z. B. zur synchronen Steuerung von Radarsimulatoren, austauschen und versetzen so die Nutzer der damit vernetzten Systeme in die Lage, in ihrem jeweiligen Simulator eine identische Umweltdarstellung wahrzunehmen.

Ein DIS-Simulationsobjekt wird als „Entity“ bezeichnet. Jede Entity muss einen eindeutigen (unique) Bezeichner tragen (Entity-Id).

Datenaustausch

Die Kommunikation über DIS erfolgt Paket-orientiert mit UDP-Paketen (Multicast oder Broadcast) und TCP. Die eigentlichen Daten sind dabei binär codiert. Die Bytereihenfolge ist dabei in „network order“.

Die über ein Wide Area Network (WAN) oder Local Area Network (LAN) verbundenen Simulationsteilnehmer können unter anderem folgende Informationsblöcke (Protocol Data Unit, PDU) austauschen:

• Entity State – bezeichnet die Position, Kurs und Fahrt sowie die Sensorsignatur eines Simulationszieles (z. B. Stärke des Radarechos), außerdem Typeigenschaften des zugrundeliegenden Simulationsmodells,
• Collision – ermöglicht die Evaluierung, ob zwei simulierte Objekte (z. B. Schiffe oder Flugzeuge) zusammengestoßen sind.
• Firing – eine spezielle, militärische Variante der Entity State PDU zur Simulation von Flugkörpern und Raketen.
• Environment – Daten zur Simulation des Umwelthintergrundes, z. B. Landechos, Wolken und Regen (Clutter).

Der aktuell gültige IEEE 1278-1a Standard von 1998 enthält 76 unterschiedliche PDUs die u. a. bis hin zur Simulation von Minenfeldern reichen.

Ein PDU enthält im Header immer die folgenden Bestandteile:

• Timestamp (Zeitangabe)
• PDU-Typ
• Version

Vorteile

• Einfacher Aufbau einer Simulation
• Keine Management-Funktionalitäten
• Sehr schnell
• PDUs einfach mit Netzwerkmonitor wie Wireshark interpretierbar
• Niedrige LAN - Netzlast durch Broadcast.

Nachteile

• Bei Implementierung einer DIS-Simulation muss viel Netzwerk-Code selbst programmiert werden
• evtl. Routing-Schwierigkeiten zwischen Subnetzen (da Broadcasts), die aber durch einen sogenannten Forwarder kompensiert werden können

Nachfolger

Mit einem ähnlichen Ansatz, aber objektorientiert, tritt die High Level Architecture (HLA) an, in der viele Experten den verbesserten Nachfolgestandard des DIS sehen. HLA unterstützt gerichtete Kommunikation über eine zentrale Verwaltungsstelle.