网络损伤仿真,为5G应用保驾护航

时间:2020-03-05 来源: 国内新闻

5G绝对是今年最热门的话题!2019年6月6日,工业和信息化部正式向中国电信、中国移动、中国联通和中国广电颁发了5G商业牌照。中国正式进入5G商业的第一年。5G不仅是通信技术的升级,也是一个新时代。5G的超高带宽、海量连接、低延迟和超高可靠性将成为建设数字社会的坚实基础。较高的网络传输速率

可以使诸如AR/VR/UHD视频服务等技术得到广泛推广和使用,这些技术已经存在很长时间了,但网络速度有限。

和5G技术具有大规模连接的特点,包括各种网络服务,应用广泛。一切都连接到互联网,一切都可以连接到网络,智能家居,智能路灯,智能机场等等,一切与生活接触的东西都可以连接到互联网,实现一个智能城市。

低延迟也是5G技术的一个关键点,它使5G与时间敏感网络完美结合。TSN的主要目标是通过IEEE802(以太网)有线网络提供确定性服务,这意味着低延迟、低分组丢失率和有保证的分组传输。TSN标准可广泛应用于许多垂直领域,如工业物联网(IIoT)和工业4.0(包括运动控制、移动机器人、自动导引车遥控,甚至传统工业过程自动化)和汽车以太网(汽车控制和自动驾驶)。

国家层面不断倡导运营商提速降本,结合快速发展的5G业务,最终目标是提供高速、低延迟、高可靠性的网络基础设施,为基于工业以太网、工业物联网、汽车以太网、广域网、数据中心等网络的应用提供尽可能完美的网络服务质量,为用户提供完美的网络体验。

然而,世界不可能是完美的,互联网也不例外。全球互联的任意两个信息端点之间的通信可能需要经过许多不同的物理环境、传输链路、传输设备和网络设备,并且总是会有自然或意外的随机事件,这将导致在网络上传输的数据分组的破坏。因此,它会给互联网上的各种应用带来非常糟糕的用户体验,尤其是与音视频服务相关的上层应用服务(虚拟现实/UHD视频/网络电话/视频会议/汽车360度全景导航等)。)和TSN(时间敏感网络),它们要求非常高的网络质量。我相信每个人在手机上观看高清视频,尤其是实时高清视频时,都会看到卡顿现象。

据NIST(美国)国家标准和技术研究局统计,总成本的80%将仅用于在应用系统发布并上线后发现和发现问题;此外,根据知名咨询公司高德纳的研究,全球超过70%的应用部署都失败了。

根本原因在于几乎所有的网络设备测试和应用程序开发测试都是在相对完善的实验室网络环境中完成的。被测设备和网络不是由复杂的物理环境、大量的传输链路、传输设备和网络设备组成的。在该实验网络中,它具有较好的时延、抖动、带宽和可靠性,上层应用的测试结果也相对较好(仅代表测试网络环境中的结果)。

但在真实的互联网环境中,有很多因素会导致网络质量的损害,比如以下常见的损害类型和原因:

丢包:网络设备的软硬件问题;线路传输质量差造成的丢包;网络设备配置不合理导致丢包。不合理的网络设计会导致数据包丢失。网络冲突和广播泛滥导致的数据包丢失;

延迟:光纤长距离传输;网络设备转发需要时间。应用服务器的处理时间;网络拥塞;

抖动:网络拥塞;负载平衡设备的部署;路线逆转;

故障:网络拥塞;端口绑定;路线逆转;

重复帧:网络环路;协议栈异常;

物理层损坏:分散或p

假设你在农历12月在网上买了10样东西,但在快递过程中丢了一件(称为“包裹丢失”),你明白我的意思吗?然后是运输过程中的另一个堵塞(此时运输中有一个“延迟”,你收到货物的时间将被延迟。由于时间延迟的存在,你每次收到货物的时间是不同的。这种现象被称为“抖动”。你认为坏事已经过去了吗?不,后来你发现你点的茶托是在你点的茶托到达之后才首先到达的(也就是说,“坏了”,此时你只能看着茶托变干并迅速接住它)。也许唯一值得感谢的是,送茶托的商店反复给你送了两件东西(即所谓的“重复帧”操作),但当你打开包装时,你发现其中一个茶托坏了(即,在运输过程中可能会发生碰撞和“物理层损坏”)。它超级无语吗?

以上只是给出一些例子和图片。阿信编造了一个阴谋。请不要编太多的图片…哈哈哈。

但是,互联网上的大多数应用对网络质量的损害非常敏感,例如音频和视频流的传输:

◆对网络质量的最低要求:丢包率小于8%,延迟小于200毫秒,正负抖动不超过40毫秒;

◆4K高清视频要求承载网络的最小端到端网络质量:带宽应大于50兆位/秒,往返延迟(RTT)应小于20兆位/秒,丢包率PLR应小于10-5;

◆在虚拟现实服务的初始阶段,需要80兆以上的带宽,网络延迟控制在20毫秒以内。舒适体验阶段需要260兆位/秒或更高的带宽,网络延迟控制在15毫秒以内。理想的体验阶段需要1.5Gbps以上的带宽,网络延迟控制在2毫秒以内。

现在的问题是,由于真实互联网中的网络质量损害是不可避免的,我们能在测试网络环境中模拟真实的网络环境吗?在特定的网络质量模型下,模拟对上层应用程序有什么影响?

答案是使用网络损伤模拟器,也称为网络损伤测量仪。它能准确模拟实验室网络中真实的网络损坏情况,用于部署前对网络中的产品、应用和服务进行测试和验证。网络损坏测量仪对于描述和验证真实环境性能和最终用户质量体验至关重要。它可以为高质量的网络应用、灾难恢复、数据中心迁移和多媒体服务测试提供强有力的保证。

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