在商業(yè)和國防工業(yè)中，衛(wèi)星正成為全球通信的一個日益重要的組成部分。目前有超過2，500顆衛(wèi)星在地球軌道上運(yùn)行，為互聯(lián)網(wǎng)連接，視頻會議和視頻流，災(zāi)難恢復(fù)以及與國防相關(guān)的通信等中繼數(shù)據(jù)。

但是，衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)帶來了獨(dú)特的技術(shù)挑戰(zhàn)，尤其是在確保應(yīng)用程序性能和維護(hù)良好用戶體驗方面。

延遲、數(shù)據(jù)包丟失、鏈路抖動和帶寬不對稱等網(wǎng)絡(luò)損害在衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)上被放大，這可能導(dǎo)致應(yīng)用程序速度變慢或完全無響應(yīng)。此外，衛(wèi)星不斷移動，鏈路經(jīng)常從一個衛(wèi)星"切換"到另一個衛(wèi)星，這可能會導(dǎo)致中斷。

那么，您如何確保您的關(guān)鍵防御系統(tǒng)或多媒體應(yīng)用程序在衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的不良條件下仍將繼續(xù)以盡可能高的質(zhì)量運(yùn)行？

某些優(yōu)化技術(shù)可以幫助減輕網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量差的影響，但最終需要測試和驗證任何新系統(tǒng)、策略或設(shè)備，以確保最佳性能。

衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化技術(shù)

解決網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量差并確保更好性能的一種方法是通過流量管理和衛(wèi)星負(fù)載測試。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載增加到超過臨界點(diǎn)時，網(wǎng)絡(luò)緩沖區(qū)溢出，數(shù)據(jù)包開始丟失。這種擁塞可能會導(dǎo)致嚴(yán)重的延遲甚至應(yīng)用程序故障。

使用資源預(yù)留、擁塞控制、流量整形和緩沖區(qū)管理等流量管理功能可以幫助維護(hù)良好的連接。這些功能的目標(biāo)是通過有效地分配資源來確保公平。

某些衛(wèi)星調(diào)制解調(diào)器還具有 QoS 功能。QoS 機(jī)制通過確定應(yīng)優(yōu)先處理哪些流量來緩解擁塞。根據(jù)管理員或服務(wù)協(xié)議設(shè)置的策略，某些流量被視為關(guān)鍵流量，并且比其他類型的流量具有更高的優(yōu)先級。通過識別目標(biāo)、使用的協(xié)議、數(shù)據(jù)包大小和其他因素，衛(wèi)星調(diào)制解調(diào)器可以確定應(yīng)通過哪些路徑發(fā)送哪些流量。

這些技術(shù)旨在消除瓶頸并最大限度地減少隊列延遲，但了解實(shí)現(xiàn)是否成功的唯一方法是通過適當(dāng)?shù)臏y試，如丟棄的數(shù)據(jù)包測試。然而，在衛(wèi)星上進(jìn)行測試也帶來了一系列挑戰(zhàn)。

是否應(yīng)該通過實(shí)時衛(wèi)星鏈路進(jìn)行測試？

有時有必要通過實(shí)時衛(wèi)星鏈路進(jìn)行測試，但通過衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行測試可能具有挑戰(zhàn)性。您不僅受到可用性有限和高成本的阻礙，還因為測試環(huán)境無法控制。

衛(wèi)星在不斷移動，網(wǎng)絡(luò)條件根據(jù)包括大氣和地面天氣在內(nèi)的多種因素而不斷變化。大雨、大雪和雷暴都會干擾衛(wèi)星信號的發(fā)送或接收，并造成不同程度的干擾。

使用實(shí)時鏈接意味著您的測試受當(dāng)前條件的影響，因此您無法輕松測試最壞情況或隔離單個網(wǎng)絡(luò)障礙。

為了保證確定性，可重復(fù)的結(jié)果，在實(shí)驗室中模擬網(wǎng)絡(luò)會更有效。但是，在實(shí)驗室環(huán)境中復(fù)制衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的不穩(wěn)定行為也被證明非常困難。

衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)測試組件

那么，您如何衡量性能，最終了解網(wǎng)絡(luò)如何為商業(yè)或國防相關(guān)應(yīng)用程序提供最佳體驗質(zhì)量？

通過將網(wǎng)絡(luò)仿真器和流量生成器等設(shè)備引入您的實(shí)驗室，以提高測試結(jié)果的可靠性。

設(shè)置衛(wèi)星性能測試時，有兩個相關(guān)的測試領(lǐng)域：

1.使用流量生成器來模擬實(shí)際的應(yīng)用程序流量并衡量網(wǎng)絡(luò)性能

2.使用網(wǎng)絡(luò)仿真器模擬衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)特征

它們也可以相互結(jié)合使用。帶寬限制、延遲和數(shù)據(jù)包丟失等衛(wèi)星特征都可以使用網(wǎng)絡(luò)仿真進(jìn)行復(fù)制。即使是影響連通性的隨機(jī)天氣模式也可以使用"Gilbert Elliot"模型進(jìn)行模擬，以隨時間動態(tài)改變網(wǎng)絡(luò)條件。然后，流量生成器復(fù)制遍歷網(wǎng)絡(luò)的流量流，例如 Web 瀏覽、視頻流或大量專用應(yīng)用程序，以幫助分析網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用程序性能。

衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)測試配置

衛(wèi)星調(diào)制解調(diào)器的隔離

為了隔離衛(wèi)星調(diào)制解調(diào)器或其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（如防火墻、路由器和交換機(jī)）的性能，必須將網(wǎng)絡(luò)仿真器和流量生成器合并到測試設(shè)置中，如下圖所示。流量生成器模擬通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送的預(yù)期流量類型。然后，網(wǎng)絡(luò)仿真器模仿實(shí)時衛(wèi)星鏈路的動態(tài)條件，以便您可以準(zhǔn)確地測量調(diào)制解調(diào)器或其他被測設(shè)備 （DUT） 的性能。

通過實(shí)時衛(wèi)星鏈路對衛(wèi)星系統(tǒng)進(jìn)行全面的端到端測試

另一種情況涉及使用實(shí)時衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行測試。如下圖所示，流量生成器用于模擬在網(wǎng)絡(luò)兩端發(fā)送和接收信號的設(shè)備。流量生成器通過實(shí)時衛(wèi)星鏈路發(fā)送各種流量流組合，以幫助分析網(wǎng)絡(luò)的性能。

衛(wèi)星測試用例方案

轉(zhuǎn)發(fā)速率

轉(zhuǎn)發(fā)速率是設(shè)備可以處理和轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的最大速率。衛(wèi)星必須像路由器或交換機(jī)一樣處理數(shù)據(jù)包，但它們通常更喜歡較小的數(shù)據(jù)包，因為通過衛(wèi)星鏈路發(fā)送的數(shù)據(jù)往往是最小的。太大的數(shù)據(jù)包會占用帶寬，但發(fā)送過多的小數(shù)據(jù)包可能會淹沒網(wǎng)絡(luò)，在傳輸過程中丟失和/或使設(shè)備不堪重負(fù)。

測試轉(zhuǎn)發(fā)速率有助于確定理想的數(shù)據(jù)包大小，以確保最佳性能。使用流量生成器，您可以通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送各種數(shù)據(jù)包大小，從僅 64 字節(jié)發(fā)送到高達(dá) 9K 的巨型幀，并對吞吐量、延遲和數(shù)據(jù)包丟失等經(jīng)典性能測量進(jìn)行基準(zhǔn)測試。您還可以一次發(fā)送不同數(shù)據(jù)包大小的組合，以模擬實(shí)際流量。特別是IMIX，它是模仿典型互聯(lián)網(wǎng)流量的數(shù)據(jù)包大小的特定組合。這一行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)可用于對衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的性能進(jìn)行基準(zhǔn)測試。

QoS策略驗證

例如，如果要驗證 QoS 機(jī)制是否正常工作，則可以通過將網(wǎng)絡(luò)仿真器和流量生成器引入測試實(shí)驗室來隔離衛(wèi)星調(diào)制解調(diào)器的性能。

網(wǎng)絡(luò)仿真器允許您以比使用實(shí)時鏈路更可控、更可重復(fù)的方式模仿衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的特征。流量生成器允許您創(chuàng)建多個流，包括 Web 瀏覽、視頻流和 VoIP 流量。然后，您可以分析每個流的測量值，以確定每個流正在經(jīng)歷的數(shù)據(jù)包丟失和延遲程度。如果您的流量管理正常運(yùn)行，您的VoIP呼叫應(yīng)該優(yōu)先處理，并經(jīng)歷更少的網(wǎng)絡(luò)損害，但公平性也應(yīng)該傳遞給其他不太重要的流量。

彈性和鏈路中斷

彈性是指在發(fā)生網(wǎng)絡(luò)中斷（如惡劣天氣、硬件故障或鏈路中斷）時保持可接受的服務(wù)級別。由于衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)是出了名的易失性，因此測試設(shè)備和應(yīng)用程序以確保彈性非常重要。許多衛(wèi)星被安排為星座網(wǎng)絡(luò)的一部分。在這種情況下，如果鏈路斷開，它可能會重新連接到另一個衛(wèi)星，而不僅僅是緩沖，直到它可以重新連接。新鏈路的條件可能與初始連接不同 - 類似于從各種手機(jī)信號塔反彈。

使用網(wǎng)絡(luò)仿真，可以重新創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)中斷方案，并構(gòu)建具有不同網(wǎng)絡(luò)損傷的路徑以測試復(fù)原能力。引入流量生成允許您發(fā)送應(yīng)用程序流量的組合，以驗證流量是否到達(dá)其目標(biāo)，并且 DUT 將在中斷后按預(yù)期執(zhí)行。您甚至可以通過觀察在連接受到威脅時是否為關(guān)鍵流量提供了更高的優(yōu)先級來驗證是否滿足 QoS 和 ToS。

波束間衛(wèi)星切換

一些衛(wèi)星以高速繞地球旋轉(zhuǎn)，與衛(wèi)星通信的船只通常也在移動。當(dāng)一顆衛(wèi)星移出射程時，通信需要從一顆衛(wèi)星切換到另一顆衛(wèi)星并不罕見，這種變化被稱為波束間切換。隨著連接切換，即使平穩(wěn)過渡也可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)包丟失高峰，但您也可能遇到小的中斷，并且鏈路很少會完全斷開。使用網(wǎng)絡(luò)仿真，可以在上線之前在測試實(shí)驗室中重新創(chuàng)建切換條件，例如數(shù)據(jù)包丟失和間歇性中斷。通過添加流量生成，您可以將網(wǎng)絡(luò)流量拆分為多個流，以便您可以觀察每個特定流的性能，以了解出現(xiàn)任何問題的位置。您可以確定哪些鏈接的恢復(fù)時間過長，以及這些鏈接如何影響性能和最終用戶的體驗。

信任虹科Apposite的衛(wèi)星性能測試

無論您是要確保任務(wù)關(guān)鍵型系統(tǒng)的性能還是企業(yè)應(yīng)用程序的性能，通過衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行測試都可能帶來一些獨(dú)特而復(fù)雜的挑戰(zhàn)。

實(shí)施適當(dāng)?shù)臏y試工具可以幫助減輕與通過真實(shí)衛(wèi)星鏈路進(jìn)行測試相關(guān)的一些困難，或者有助于為實(shí)驗室環(huán)境提供真實(shí)感，以確保確定性結(jié)果。使用網(wǎng)絡(luò)仿真器和流量生成器等設(shè)備來測試和分析應(yīng)用程序性能，有助于最大限度地減少性能下降、提高體驗質(zhì)量、降低測試成本并加快部署。

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流量仿真器

什么是網(wǎng)絡(luò)仿真？

WAN仿真/模擬是一種應(yīng)用性能測試方法，它使用一個設(shè)備來創(chuàng)建本地的虛擬網(wǎng)絡(luò)，復(fù)制真實(shí)世界的客戶/服務(wù)器連接。通過對這些數(shù)據(jù)包流添加損傷，測試人員可以在上線前驗證應(yīng)用性能和終端用戶體驗。

Netropy的高精度網(wǎng)絡(luò)仿真器可輕松模擬復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，以高達(dá)100Gbps的速度進(jìn)行高級性能測試

Apposite的Netropy是一個最先進(jìn)的WAN仿真工具，它允許你在一個可控的、可重復(fù)的環(huán)境中測試應(yīng)用性能。利用我們易于安裝的WAN仿真器工具，你可以在幾分鐘內(nèi)部署測試網(wǎng)絡(luò)。Netropy廣域網(wǎng)仿真器能夠模擬每個端口多達(dá)30個獨(dú)立的廣域網(wǎng)鏈路，使您能夠模擬整個企業(yè)網(wǎng)絡(luò)，包括各自分布的分支機(jī)構(gòu)、用戶和數(shù)據(jù)中心。除了對最復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行高性能的測試和網(wǎng)絡(luò)模擬外，Netropy廣域網(wǎng)仿真器還可以單獨(dú)控制每個獨(dú)立的鏈路的損傷，如帶寬限制、延遲、抖動和丟包。有了這些功能，Netropy廣域網(wǎng)仿真器可以確保當(dāng)你的項目上線時，它將盡可能順利地運(yùn)行，并具有良好的功能。

• 帶寬限制（如模擬ADSL 2Mbps接入、衛(wèi)星通信、ISDN、PON帶寬限制）
• 延遲
• 抖動（不規(guī)則的延遲）；
• 丟包；
• 突發(fā)擁塞；
• 亂序；
• 重復(fù)報文；
• 隊列深度；
• 附加背景流；
• 報文識別和過濾

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