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為什么需要WAN模擬器？

什么是WAN模擬器？

用WAN模擬器測(cè)試SD-WAN

SD-WAN損傷測(cè)試

現(xiàn)如今大家都在使用SD-WAN產(chǎn)品節(jié)省網(wǎng)絡(luò)成本，但是也面臨著一些復(fù)雜的算發(fā)問(wèn)題，那么如何簡(jiǎn)化SD-WAN系統(tǒng)的測(cè)試和評(píng)估？Netropy廣域網(wǎng)模擬器如何簡(jiǎn)化SD-WAN測(cè)試過(guò)程，從而提高SD-WAN系統(tǒng)的性能和可靠性？

一、為什么需要WAN模擬器？
分布式企業(yè)正在利用新的SD-WAN產(chǎn)品節(jié)省網(wǎng)絡(luò)成本，同時(shí)提高網(wǎng)絡(luò)可靠性。SD-WAN可以提供比單一網(wǎng)絡(luò)更高的可靠性和性能，同時(shí)通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)隧道發(fā)送大部分流量來(lái)降低成本。

許多SD-WAN產(chǎn)品會(huì)采用數(shù)據(jù)壓縮和重復(fù)數(shù)據(jù)刪除等廣域網(wǎng)加速技術(shù)來(lái)優(yōu)化應(yīng)用性能，同時(shí)降低帶寬需求。SD-WAN控制器采用高度復(fù)雜的算法，來(lái)決定將哪些流量導(dǎo)入哪個(gè)鏈路，以及何時(shí)將流量從一個(gè)鏈路切換到另一個(gè)鏈路。這些算法是每個(gè)供應(yīng)商專(zhuān)有的，差異可能很大。

因此，SD-WAN供應(yīng)商必須在現(xiàn)實(shí)的客戶(hù)網(wǎng)絡(luò)條件下測(cè)試其算法，SD-WAN購(gòu)買(mǎi)者也必須在符合自身網(wǎng)絡(luò)條件的情況下比較產(chǎn)品，以選擇滿(mǎn)足其需求的最佳解決方案。WAN模擬器可簡(jiǎn)化SD-WAN系統(tǒng)的測(cè)試和評(píng)估，它復(fù)制了真實(shí)世界的網(wǎng)絡(luò)條件，使系統(tǒng)能夠在實(shí)驗(yàn)室中可重復(fù)的真實(shí)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中進(jìn)行測(cè)試。

二、什么是WAN模擬器?
廣域網(wǎng)模擬器/仿真器（WAN EMULATOR）可復(fù)制網(wǎng)絡(luò)的帶寬、延遲、損耗和其他條件，以便在實(shí)驗(yàn)室中驗(yàn)證應(yīng)用程序的性能。從本質(zhì)上講，通過(guò)廣域網(wǎng)模擬器的數(shù)據(jù)包就像在廣域網(wǎng)中傳輸一樣。這樣，只需將客戶(hù)端和服務(wù)器設(shè)備（或設(shè)備網(wǎng)絡(luò)）連接到廣域網(wǎng)模擬器的兩個(gè)端口，并將條件設(shè)置為與實(shí)際網(wǎng)絡(luò)相匹配，就能測(cè)試兩個(gè)站點(diǎn)之間的應(yīng)用性能。然后就可以對(duì)應(yīng)用程序的吞吐量、響應(yīng)速度和質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估和測(cè)量。許多廣域網(wǎng)模擬器還能對(duì)實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)條件進(jìn)行剖析，并在測(cè)試系統(tǒng)中自動(dòng)重現(xiàn)這些動(dòng)態(tài)變化的條件。

三、用WAN模擬器測(cè)試SD-WAN
圖1顯示了一個(gè)典型的SD-WAN網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)將本地辦公室與企業(yè)數(shù)據(jù)中心和互聯(lián)網(wǎng) SAAS 提供商連接起來(lái)。在此示例中，本地辦事處有三個(gè)獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)連接：MPLS 網(wǎng)絡(luò)用于高優(yōu)先級(jí)流量，低成本寬帶互聯(lián)網(wǎng)連接用于低優(yōu)先級(jí)流量，4G蜂窩數(shù)據(jù)連接用于備份。

圖 1. 典型的 SD-WAN 配置

SAAS服務(wù)器可通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)鏈路或無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)直接到達(dá)，而無(wú)需通過(guò)數(shù)據(jù)中心連接。如圖2所示，可在廣域網(wǎng)模擬器中通過(guò)為每個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接配置三條獨(dú)立路徑來(lái)模擬此 SD-WAN 示例。可以設(shè)置初始廣域網(wǎng)條件，以確定正常條件下的應(yīng)用性能。然后可以動(dòng)態(tài)改變廣域網(wǎng)條件，以了解 SD-WAN 系統(tǒng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)中斷、擁塞、過(guò)度丟包和其他因素的反應(yīng)，并測(cè)量它們對(duì)應(yīng)用性能的影響。

圖 2. 使用廣域網(wǎng)模擬器模擬 SD-WAN

四、SD-WAN損傷測(cè)試
使用廣域網(wǎng)模擬器在測(cè)試網(wǎng)絡(luò)中引入網(wǎng)絡(luò)損傷，以測(cè)試SD-WAN如何通過(guò)鏈路故障切換、數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)向和優(yōu)先級(jí)來(lái)應(yīng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)狀況，以及這些變化如何影響應(yīng)用的最終用戶(hù)體驗(yàn)。測(cè)試條件包括：
?延遲和抖動(dòng)增加。在廣域網(wǎng)模擬器中，主鏈路的延遲和抖動(dòng)增加，超過(guò)了 SD-WAN 編程閾值。SD-WAN 控制器應(yīng)能檢測(cè)到這種損害，并確定它是由于擁塞造成的瞬間突變還是長(zhǎng)期退化，然后決定是否將流量切換到其他廣域網(wǎng)鏈路。然后，控制器需要能夠檢測(cè)到恢復(fù)到額定狀態(tài)，并將流量切換回主鏈路。

如圖3所示，在典型的互聯(lián)網(wǎng)鏈路上，每秒的延遲時(shí)間通常相差幾十或幾百毫秒，而無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的延遲時(shí)間相差更大。將延遲顯著增加的有害信號(hào)與正常變化的噪音區(qū)分開(kāi)來(lái)是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。由于將流量從一條路徑切換到另一條路徑會(huì)對(duì)性能造成不利影響，因此SD-WAN控制器需要在快速應(yīng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)損傷以提高性能與過(guò)度切換路徑降低性能之間保持微妙的平衡。

圖 3. 跨國(guó)互聯(lián)網(wǎng)廣域網(wǎng)的逐秒延遲

網(wǎng)絡(luò)中斷/數(shù)據(jù)包丟失和鏈路故障切換。SD-WAN控制器必須確定鏈路何時(shí)中斷，并故障切換到輔助鏈路或備用連接。為測(cè)試這些算法，可使用廣域網(wǎng)模擬器應(yīng)用數(shù)據(jù)包丟失或創(chuàng)建不同長(zhǎng)度的網(wǎng)絡(luò)中斷。

檢測(cè)物理鏈路是否正常很簡(jiǎn)單，但當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的某個(gè)中間跳連續(xù)丟失幾個(gè)數(shù)據(jù)包時(shí)，要確定是鏈路中斷還是隊(duì)列瞬間溢出就很困難了。鏈路中斷可能只有幾毫秒，如果只發(fā)生一次，可以忽略不計(jì)，但如果經(jīng)常發(fā)生，就會(huì)造成嚴(yán)重的性能下降。鏈路可能不會(huì)完全癱瘓，而只是出現(xiàn)高丟失率或?qū)е聰?shù)據(jù)損壞。
決定何時(shí)切換到故障切換鏈路可能是一個(gè)復(fù)雜的決策，而確定中斷事件何時(shí)結(jié)束以切換回原始鏈路則更加困難。同樣，由于將流量切換到不同鏈路會(huì)產(chǎn)生性能成本，因此切換速度不夠快或路徑切換過(guò)于頻繁都會(huì)影響最終用戶(hù)的體驗(yàn)。

擁塞。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)擁塞時(shí)，許多SD-WAN控制器會(huì)對(duì)流量進(jìn)行優(yōu)先排序，以?xún)?yōu)化重要數(shù)據(jù)和時(shí)間敏感數(shù)據(jù)的性能。廣域網(wǎng)模擬器用于模擬每個(gè)鏈路上的帶寬限制以及可能導(dǎo)致?lián)砣谋尘傲髁浚詼y(cè)試SD-WAN功能的有效性。

鏈路聚合。同一目的地之間多個(gè)鏈路上的帶寬可以綁定，以聚合可用容量。但是，如果同一流量的數(shù)據(jù)包通過(guò)不同的鏈路傳輸，它們的到達(dá)順序就會(huì)不一致，從而對(duì)應(yīng)用性能造成災(zāi)難性的影響。如果該功能是SD-WAN系統(tǒng)的一部分，則應(yīng)生成足夠的流量，以檢查流量在多路徑之間分流時(shí)的應(yīng)用性能。

自動(dòng)化功能。SD-WAN控制器可允許用戶(hù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)障礙做出編程響應(yīng)。例如，在網(wǎng)絡(luò)擁塞期間，對(duì)Netflix和Facebook的訪問(wèn)可能會(huì)受到限制。 廣域網(wǎng)模擬器可用于更改或創(chuàng)建擁塞或其他觸發(fā)事件，以確保這些功能的正常運(yùn)行。

應(yīng)用感知路由。許多SD-WAN控制器可以根據(jù)應(yīng)用和協(xié)議類(lèi)型確定流量?jī)?yōu)先級(jí)，并根據(jù)成本、性能和容量將流量過(guò)濾到不同的鏈路。可以對(duì)廣域網(wǎng)模擬器進(jìn)行配置，使其與不同鏈路的條件相匹配，以驗(yàn)證用戶(hù)依賴(lài)的許多不同應(yīng)用的可接受的終端用戶(hù)體驗(yàn)。

應(yīng)用加速。許多SD-WAN系統(tǒng)提供各種應(yīng)用加速和廣域網(wǎng)優(yōu)化技術(shù)，包括壓縮和廣域網(wǎng)優(yōu)化技術(shù)，包括壓縮、重復(fù)數(shù)據(jù)刪除、緩存、TCP優(yōu)化和特定應(yīng)用代理。通過(guò)廣域網(wǎng)模擬器，用戶(hù)可以測(cè)試這些優(yōu)化技術(shù)在不同應(yīng)用和各種實(shí)際網(wǎng)絡(luò)條件下的功效。

圖 4. 使用 Netropy 廣域網(wǎng)模擬器進(jìn)行流量監(jiān)控的示例

結(jié)論
SD-WAN能夠優(yōu)化使用連接企業(yè)的廣域網(wǎng)鏈路，在降低成本的同時(shí)提高容量和可靠性。然而，SD-WAN是管理關(guān)鍵任務(wù)網(wǎng)絡(luò)的高度復(fù)雜系統(tǒng)。需要進(jìn)行大量測(cè)試，以便根據(jù)用戶(hù)的具體網(wǎng)絡(luò)條件、應(yīng)用混合情況和預(yù)算選擇SD-WAN系統(tǒng)，并確保在預(yù)期和意外情況下都能正常運(yùn)行。廣域網(wǎng)模擬器是一種重要的測(cè)試工具，可在選擇供應(yīng)商之前在真實(shí)網(wǎng)絡(luò)條件下SD-WAN系統(tǒng)進(jìn)行基準(zhǔn)測(cè)試，并在部署之前進(jìn)行可靠性測(cè)試和優(yōu)化。

審核編輯 黃宇