在商業(yè)和國防工業(yè)中，衛(wèi)星正成為全球通信的一個(gè)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(huì)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(yàn)方面。

延遲、數(shù)據(jù)包丟失、鏈路抖動(dòng)和帶寬不對(duì)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(dòng)，鏈路經(jīng)常從一個(gè)衛(wèi)星"切換"到另一個(gè)衛(wèi)星，這可能會(huì)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(yàn)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(shí)，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(huì)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(jí)。通過識(shí)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(duì)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(shí)衛(wèi)星鏈路進(jìn)行測試？

有時(shí)有必要通過實(shí)時(shí)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?yàn)闇y試環(huán)境無法控制。

衛(wèi)星在不斷移動(dòng)，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(huì)干擾衛(wèi)星信號(hào)的發(fā)送或接收，并造成不同程度的干擾。

使用實(shí)時(shí)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(gè)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(yàn)室中模擬網(wǎng)絡(luò)會(huì)更有效。但是，在實(shí)驗(yàn)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(yàn)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(yàn)室，以提高測試結(jié)果的可靠性。

設(shè)置衛(wèi)星性能測試時(shí)，有兩個(gè)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(dòng)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(shí)間動(dòng)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(shí)衛(wèi)星鏈路的動(dòng)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(shí)衛(wèi)星鏈路對(duì)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(shí)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(hào)的設(shè)備。流量生成器通過實(shí)時(shí)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?yàn)橥ㄟ^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(huì)占用帶寬，但發(fā)送過多的小數(shù)據(jù)包可能會(huì)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(duì)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(duì)衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的性能進(jìn)行基準(zhǔn)測試。

QoS策略驗(yàn)證

例如，如果要驗(yàn)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(yàn)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(shí)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(gè)流，包括 Web 瀏覽、視頻流和 VoIP 流量。然后，您可以分析每個(gè)流的測量值，以確定每個(gè)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(shí)保持可接受的服務(wù)級(jí)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(huì)重新連接到另一個(gè)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(hào)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(yàn)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(shí)是否為關(guān)鍵流量提供了更高的優(yōu)先級(jí)來驗(yàn)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(dòng)。當(dāng)一顆衛(wèi)星移出射程時(shí)，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(huì)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(yàn)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(gè)流，以便您可以觀察每個(gè)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(shí)間過長，以及這些鏈接如何影響性能和最終用戶的體驗(yàn)。

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(yàn)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(yàn)質(zhì)量、降低測試成本并加快部署。

Apposite擁有十多年的經(jīng)驗(yàn)，幫助企業(yè)和國防機(jī)構(gòu)通過衛(wèi)星成功部署應(yīng)用程序。請(qǐng)聯(lián)系我們獲取更多信息。

產(chǎn)品推薦

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(gè)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(duì)這些數(shù)據(jù)包流添加損傷，測試人員可以在上線前驗(yàn)證應(yīng)用性能和終端用戶體驗(yàn)。

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(jí)性能測試

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• 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(dòng)（不規(guī)則的延遲）；
• 丟包；
• 突發(fā)擁塞；
• 亂序；
• 重復(fù)報(bào)文；
• 隊(duì)列深度；
• 附加背景流；
• 報(bào)文識(shí)別和過濾

虹科是在各細(xì)分專業(yè)技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的資源整合及技術(shù)服務(wù)落地供應(yīng)商。虹科網(wǎng)絡(luò)可視化與安全事業(yè)部，憑借深厚的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)積累，近幾年來與世界行業(yè)內(nèi)頂級(jí)供應(yīng)商Apposite，LiveAction，Profitap，Cubro，Elproma等建立了緊密的合作關(guān)系。我們的解決方案包括網(wǎng)絡(luò)流量監(jiān)控，網(wǎng)絡(luò)流量采集和優(yōu)化，端到端網(wǎng)絡(luò)性能可視化，網(wǎng)絡(luò)仿真，網(wǎng)絡(luò)終端安全（動(dòng)態(tài)防御），物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備漏洞掃描，安全網(wǎng)絡(luò)時(shí)間同步等解決方案。虹科的工程師積極參與國內(nèi)外專業(yè)協(xié)會(huì)和聯(lián)盟的活動(dòng)，重視技術(shù)培訓(xùn)和積累。

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