浅谈网络损伤仪HoloWAN的使用场景

一、HoloWAN 应用于卫星通讯领域

1.1 卫星通讯领域的背景和挑战

近年来卫星⽹络上的互联⽹协议数据传输量不断激增，现在卫星通信已经⼴泛⽤于世界各地数以万计的组织进⾏语⾳、视频、和⼀系列重要数据的传输。

卫星通信作为⼀种往返于空间⻜⾏器和复杂⼤⽓环境之间的信号传播，会出现很⻓的延迟和⼤量的数据丢失，这些因素会对包括⾳视频通讯、后勤⽀持系统、紧急服务调度系统、军事指挥系统等关键应⽤的性能造成重⼤影响。 所以卫星通讯应⽤在交付给最终⽤户之前，都有责任尽早的预知应⽤会⾯对哪些问题，以确保⽤户的使⽤体验。

1.2 使用HoloWAN实现卫星⽹络仿真

随着卫星通信的增⻓加速，全球各地的组织正在转向使⽤⽹络仿真仪进⾏部署前的测试，以确保对最终⽤户的服务质量。其中HoloWAN产品⽤于测试基于IP通信协议的卫星通信系统的适应性。

使用HoloWAN的好处：

 1、降低开发后期重写应⽤程序的相关成本；
 2、⼀次性确保最终的交付质量；
 3、通过在虚拟化环境中重现卫星⽹络环境进⾏准确的故障排除，降低解决问题的成本。

HoloWAN的作用：

1、可以准确地创建上⾏链路/下⾏链路传输的⾼延迟，可以模拟恶劣天⽓和信号衰减对卫星通讯的影响，然后可以在实验室环境中解决以前最终⽤户在⽣产环境中运⾏关键业务遇到的问题。
2、可以跟OPNET等⽹络仿真软件搭配⼯作，由OPNET等仿真软件模拟计算出延迟、丢包等参数，然后通过⽹络仿真仪进⾏环境模拟。

二、HoloWAN 应用于网络游戏

2.1 网络游戏的背景和挑战

游戏是现⾦主要的在线活动，游戏应⽤程序需要有能够很好地处理各种不同互联⽹服务提供商的各种⽹络条件的能⼒，这是玩家体验和游戏成功的关键。⽹络问题导致的不良游戏体验可能会产⽣严重后果。

网络游戏面临的最大挑战是数据延迟和数据丢失，这两个重要因素会让游戏感觉“卡顿”
造成这两个问题的原因有：

1、如果⼀台机器的帧速率下降（或低于其他机器），其他机器将处理它们的命令，渲染所有分配的时间，最后等待下⼀轮。
2、由于互联⽹延迟和数据包丢失造成的通信延迟也会导致游戏卡顿
3、另⼀个影响游戏可玩性的问题是通过互联⽹传输的数据速率。有很多因素会影响数据速率，包括其他玩家的位置、地形布局、任何作战情况、游戏中对象的当前状态等。数据速率越⾼，玩家越可能遇到数据延迟或数据丢失。

2.2 使用HoloWAN模拟真实的网络环境

HoloWAN⽀持通过免费软件Recorder在安卓⼿机和Windows PC等终端，进⾏⽹络环境捕获，其捕获时间频率可以到达0.2秒每探针，最多⽀持记录100000次探针数据。 Recorder软件可以导出回放⽂件以供HoloWAN进⾏回放，HoloWAN将按照捕获数据重现真实的⽹络环境。 通过捕获回放，测试者可以模拟地铁、电梯、汽⻋、客运站、⼤型活动现场等⽹络环境恶劣的场景，以确保游戏在互联⽹中的可操作性。

三、HoloWAN 应用于数据中心迁移

3.1 数据迁移的背景和挑战

全球各地的企业正在把他们的应⽤程序和数据服务器从集中式的本地服务器转移到远程数据中⼼，整合云服务提供商的资源将其⼤部分IT基础架构外包。这些策略提供了显著的好处，例如：IT成本显著降低，业务连续性和信息安全得到提⾼，服务管理优化，政府和⾏业法规的遵守等。⼤部分企业⽬前正处于整合服务器或执⾏主要数据中⼼迁移的早期阶段。

数据迁移带来好处的同时，也⾯临了⾮常多的挑战。数据中⼼的迁移对应⽤程序的性能和服务⽔平有很⼤的影响。以前在⽀持其业务应⽤程序的服务器的本地⽤户将成为远程⽤户。⽹络延迟可能在数据中⼼物理位置改变时发⽣明显的变化，因为地理距离对客户端和服务器之间的⽹络延迟有显著地影响。

例如，简单的延迟加倍（因为服务器现在离⽤户较远）。以延迟的数值来看，这可能看起来操作将需要两倍的时间，但增加的延迟还会降低应⽤程序的吞吐量，进⼀步影响最终⽤户。

3.2 使用HoloWAN进行在线性能测试

在线性能测试通过在真实⽤户和服务器之间部署HoloWAN仿真仪模拟服务器迁移后的最终效果。HoloWAN仿真仪可以提供缓慢增加的延迟和在⼀段时间内减少带宽的能⼒。这可以实时地测试出数据中⼼迁移后的⽤户体验是否能满⾜客户。

优点：

 • 模拟真实的数据中⼼搬迁的网络环境
 • 能够模拟多个差异远程站点 （与不同类型的⽹络连接）
 • 显著降低成本
 • 不需要专业⼈员进⾏分析
 • 实时统计⽹络使⽤率
 • 发现问题可以⽴刻解决
 • 这是⼀个灵活的解决⽅案，您可以⽴即还原到原始未受损伤⽹络中

四、HoloWAN应用于视频流媒体领域

4.1 视频流媒体领域的背景和挑战

在过去⼗年中，视频共享服务，尤其是视频流，已经变得越来越流⾏。许多⽤户每天以新闻，电视剧和电影等形式消耗数⼩时的视频。此外，越来越多的移动应⽤程序正在利⽤智能设备（如婴⼉监视器和家庭安全系统）的实时视频流。
视频占2016年互联⽹流量的73％，根据思科发布的预测，2021年视频占互联⽹总流量的82％。

随着视频共享服务在多媒体市场中变得越来越重要，服务质量（QOS）和体验质量（QOE）成为与⼴播电视有效竞争的最⼤障碍。⽤户主要通过Wi-Fi或蜂窝⽹络传输视频，但这些视频可能具有相当不同的特性。由于⽹络是在线视频流中最动态的因素，因此视频应⽤提供商必须知道不断变化的⽹络状况将如何影响最终⽤户的观看体验。
互联⽹视频基于分组传输，并且可能受到延迟，传输错误，数据丢失和带宽限制的影响，这些都会对多媒体内容的感知质量产⽣破坏性影响。
数据包丢失和过度缓冲是流式视频质量⾯临的最严峻挑战。当⼀个数据包丢失时，视频播放器应⽤程序将停⽌接收数据，直到丢失的数据包被重新传输，即使其他数据包继续到达。虽然丢失单个数据包并不⼀定会导致⽤户遇到错误，但如果第⼆个数据包在重新传输第⼀个丢失数据包之前丢失，则会出现问题。TCP的快速重新传输和视频播放器的缓冲区可以从数据传输的瞬间延迟中恢复，但在短时间内持续的数据包丢失可能会导致⽤户可⻅的重新缓冲事件。

4.2 HoloWAN提供精密的测试解决⽅案

⼯程师可以借助HoloWAN模仿蜂窝，Wi-Fi和IP⽹络，并模拟⽹络损伤的任何组合。进⾏⽹络带宽测试，以确保应⽤程序完全优化，以处理任何服务中断，同时了解不断变化的⽹络条件将如何影响最终⽤户的流媒体体验。

五、HoloWAN应用于实时音视频领域

5.1 实时音视频领域的背景和挑战

实时互联⽹，为实时互动⽽⽣。⼈们在互联⽹上完成的社交、娱乐、游戏、⼯作、学习、问诊、阅读、购物、打⻋、运动等等，都引⼊了实时互动多种场景。这些场景不仅极⼤提升了互动体验，有的甚⾄产⽣颠覆性地影响。实时互动场景的爆发，正在重构互联⽹的流程和体验，实时互联⽹是下⼀代互联⽹的主要潮流。
5G时代即将来临，更⼤的带宽意味着更⼤量、更快速的数据传输。VR沉浸式视频互动、云游戏平台、智能终端物联⽹ IoT、实时应⽤与传输加速、远程⽆⼈驾驶… 5G时代的应⽤将更 “实时”、更“⾼清”、更“互动”。5G 是会带来新⼀轮 RTC实时⾳视频的应⽤场景的喷发。

卡顿、掉线、延时太⾼等等，这些问题始终伴阻碍实时⾳视频通话的发展。⽽这根本上的原因是，互联⽹⼀开始并不是针对实时通信⽽设计的。

⼈们常把互联⽹⽐喻成“信息⾼速公路”，其实更确切的⽐喻应该是“信息公路⽹”。互联⽹就像现实中的路⽹⼀样交错复杂，有像连接两地的⾼速公路⼀样快速的⻣⼲⽹，也有像是难⾛的崎岖⼭路⼀样糟糕的⽹络环境。⽽在互联⽹上传输数据就像是从⼀个地⽅开⻋到另⼀个地⽅⼀样。互联⽹传输具有三个⾮常重要的特点：延时、丢包、抖动。

做好实时通信其技术上的难点，主要有中间传输以及末端传输两⼤难题：

1、中间传输即指从路由到路由的⻣⼲⽹数据传输过程，这⾥承载数据传输服务的主要有光纤以及同轴电缆等渠道。然⽽，就像城市道路⼀样，⼀旦⽤户增加、流量剧增，在这些数据传输渠道⾥同样会发⽣数据拥堵的问题。因此，⽐较容易发⽣延迟以及数据丢包等现象。
2、末端传输主要指从 Wi-Fi
路由器或电信基站到⽤户终端之间的传输，如果⽤户⼿机由于距离太远或者同时连接的设备太多⽽造成信号质量太差的情况，实时通信同样也会⼤受影响。⽽上述问题都会造成⾳视频实时通话时卡顿、模糊、听不清楚等问题。

5.2 使用HoloWAN进行⽹络仿真

为了实时⾳视频产品在推出市场时拥有优质的⽤户体验，产品开发者必须在开发和测试时仿真各种可能存在的弱⽹环境，如2G、3G、4G、5G、Wi-Fi、ADSL、卫星⽹络等等各种⽹络可能存在的⽹络条件。特别需要针对带宽、延迟、丢包、抖动等因素，对实时⽹络通信产品进⾏严苛的测试。

⽬前⾦⼭云、陌陌、映客、快⼿、YY语⾳、今⽇头条等实时⾳视频产品提供商已经使⽤HoloWAN在实验室模拟真实的⽹络条件，对其云视频平台、直播产品等应⽤进⾏鲁棒性测试。

六、HoloWAN应用于军事服务

6.1 军事服务的背景和挑战

千百年来在军事活动和事务中⽹络和信息的传递都起着⾄关重要的作⽤，随着现代通讯的兴起，信息传达到前线部队的⽅式变得越来越多样化，⽬前⼤部分的军事通信都依赖于⽆线电，⽤于信息交换和指挥的系统正在迅速发送变化，军事服务现在的⽬标是通过⽆线⽹络和卫星⽹络提供关键的IP⽹络服务。

卫星通信作为⼀种往返于空间⻜⾏器和复杂⼤⽓环境之间的信号传播⽅式，经历很⻓的延迟和⼤量的数据丢失，这些因素会对包括⾳视频通讯、后勤保障系统、紧急服务调度系统、军事指挥系统等关键应⽤的性能造成重⼤影响。

现代战争是⼀个⾼度复杂的环境，⽀持着众多⽤户的关键业务应⽤程序如后勤供应、战场指挥、搜索和救援等等。这些服务依赖于系统能够提供任意所需的两个地点之间的即时和准确的信息，⽹络系统必须⾜够的可靠，必须可以应对任何可预⻅的情况。这些系统在交付使⽤之前必须模拟精确的⽹络条件进⾏严格的测试。

6.2 HoloWAN 应用于军事服务

HoloWAN⽹络仿真仪可以重现军事服务使⽤的⽆线电⽹络和卫星⽹络环境，因此应⽤程序的性能在真正实施使⽤之前可以进⾏严格的测试以保证质量。