干貨 | 使用Netropy廣域網(wǎng)模擬器測試簡化SD-WAN測試

簡介：本文詳細(xì)介紹了使用Netropy模擬器進行SD-WAN損傷測試的多種場景，包括網(wǎng)絡(luò)延遲、中斷、擁塞等因素，以及它們對終端用戶體驗的影響。此外，還強調(diào)了廣域網(wǎng)模擬器在選擇和優(yōu)化SD-WAN系統(tǒng)方面的重要性，展示了Apposite技術(shù)在廣域網(wǎng)仿真領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。

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為什么需要WAN模擬器？

什么是WAN模擬器？

用WAN模擬器測試SD-WAN

SD-WAN損傷測試

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，同時通過互聯(lián)網(wǎng)隧道發(fā)送大部分流量來降低成本。

許多SD-WAN產(chǎn)品會采用數(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)來優(yōu)化應(yīng)用性能，同時降低帶寬需求。SD-WAN控制器采用高度復(fù)雜的算法，來決定將哪些流量導(dǎo)入哪個鏈路，以及何時將流量從一個鏈路切換到另一個鏈路。這些算法是每個供應(yīng)商專有的，差異可能很大。

因此，SD-WAN供應(yīng)商必須在現(xiàn)實的客戶網(wǎng)絡(luò)條件下測試其算法，SD-WAN購買者也必須在符合自身網(wǎng)絡(luò)條件的情況下比較產(chǎn)品，以選擇滿足其需求的最佳解決方案。WAN模擬器可簡化SD-WAN系統(tǒng)的測試和評估，它復(fù)制了真實世界的網(wǎng)絡(luò)條件，使系統(tǒng)能夠在實驗室中可重復(fù)的真實網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中進行測試。

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，以便在實驗室中驗證應(yīng)用程序的性能。從本質(zhì)上講，通過廣域網(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)模擬器的兩個端口，并將條件設(shè)置為與實際網(wǎng)絡(luò)相匹配，就能測試兩個站點之間的應(yīng)用性能。然后就可以對應(yīng)用程序的吞吐量、響應(yīng)速度和質(zhì)量進行評估和測量。許多廣域網(wǎng)模擬器還能對實時網(wǎng)絡(luò)條件進行剖析，并在測試系統(tǒng)中自動重現(xiàn)這些動態(tài)變化的條件。

三、用WAN模擬器測試SD-WAN

圖1顯示了一個典型的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。在此示例中，本地辦事處有三個獨立的網(wǎng)絡(luò)連接：MPLS 網(wǎng)絡(luò)用于高優(yōu)先級流量，低成本寬帶互聯(lián)網(wǎng)連接用于低優(yōu)先級流量，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)器可通過互聯(lián)網(wǎng)鏈路或無線網(wǎng)絡(luò)直接到達，而無需通過數(shù)據(jù)中心連接。如圖2所示，可在廣域網(wǎng)模擬器中通過為每個網(wǎng)絡(luò)連接配置三條獨立路徑來模擬此 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。然后可以動態(tài)改變廣域網(wǎng)條件，以了解 SD-WAN 系統(tǒng)對網(wǎng)絡(luò)中斷、擁塞、過度丟包和其他因素的反應(yīng)，并測量它們對應(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損傷測試

使用廣域網(wǎng)模擬器在測試網(wǎng)絡(luò)中引入網(wǎng)絡(luò)損傷，以測試SD-WAN如何通過鏈路故障切換、數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)向和優(yōu)先級來應(yīng)對網(wǎng)絡(luò)狀況，以及這些變化如何影響應(yīng)用的最終用戶體驗。測試條件包括：

• 延遲和抖動增加。在廣域網(wǎng)模擬器中，主鏈路的延遲和抖動增加，超過了 SD-WAN 編程閾值。SD-WAN 控制器應(yīng)能檢測到這種損害，并確定它是由于擁塞造成的瞬間突變還是長期退化，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，每秒的延遲時間通常相差幾十或幾百毫秒，而無線網(wǎng)絡(luò)的延遲時間相差更大。將延遲顯著增加的有害信號與正常變化的噪音區(qū)分開來是一項挑戰(zhàn)。由于將流量從一條路徑切換到另一條路徑會對性能造成不利影響，因此SD-WAN控制器需要在快速應(yīng)對網(wǎng)絡(luò)損傷以提高性能與過度切換路徑降低性能之間保持微妙的平衡。

圖 3. 跨國互聯(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中斷，并故障切換到輔助鏈路或備用連接。為測試這些算法，可使用廣域網(wǎng)模擬器應(yīng)用數(shù)據(jù)包丟失或創(chuàng)建不同長度的網(wǎng)絡(luò)中斷。

檢測物理鏈路是否正常很簡單，但當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的某個中間跳連續(xù)丟失幾個數(shù)據(jù)包時，要確定是鏈路中斷還是隊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，但如果經(jīng)常發(fā)生，就會造成嚴(yán)重的性能下降。鏈路可能不會完全癱瘓，而只是出現(xiàn)高丟失率或?qū)е聰?shù)據(jù)損壞。

決定何時切換到故障切換鏈路可能是一個復(fù)雜的決策，而確定中斷事件何時結(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產(chǎn)生性能成本，因此切換速度不夠快或路徑切換過于頻繁都會影響最終用戶的體驗。

• 擁塞。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)擁塞時，許多SD-WAN控制器會對流量進行優(yōu)先排序，以優(yōu)化重要數(shù)據(jù)和時間敏感數(shù)據(jù)的性能。廣域網(wǎng)模擬器用于模擬每個鏈路上的帶寬限制以及可能導(dǎo)致?lián)砣谋尘傲髁浚詼y試SD-WAN功能的有效性。
• 鏈路聚合。同一目的地之間多個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)包通過不同的鏈路傳輸，它們的到達順序就會不一致，從而對應(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的應(yīng)用性能。
• 自動化功能。SD-WAN控制器可允許用戶對網(wǎng)絡(luò)障礙做出編程響應(yīng)。例如，在網(wǎng)絡(luò)擁塞期間，對Netflix和Facebook的訪問可能會受到限制。 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)議類型確定流量優(yōu)先級，并根據(jù)成本、性能和容量將流量過濾到不同的鏈路。可以對廣域網(wǎng)模擬器進行配置，使其與不同鏈路的條件相匹配，以驗證用戶依賴的許多不同應(yīng)用的可接受的終端用戶體驗。
• 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。通過廣域網(wǎng)模擬器，用戶可以測試這些優(yōu)化技術(shù)在不同應(yīng)用和各種實際網(wǎng)絡(luò)條件下的功效。

圖 4. 使用 Netropy 廣域網(wǎng)模擬器進行流量監(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)。需要進行大量測試，以便根據(jù)用戶的具體網(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行。廣域網(wǎng)模擬器是一種重要的測試工具，可在選擇供應(yīng)商之前在真實網(wǎng)絡(luò)條件下SD-WAN系統(tǒng)進行基準(zhǔn)測試，并在部署之前進行可靠性測試和優(yōu)化。

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