HoloWAN网络仿真损伤仪的基本功能及图解

1、HoloWAN连接路由器时选用WAN口和LAN口的区别？需要对路由器进行什么设置？
- 2、HoloWAN 的带宽限制和 Queue 队列深度的原理？
3、 HoloWAN的报文过滤器的作用、设置方法？为什么一定要设置报文分类器？
4、图解常量延迟
5、图解延迟均匀分布抖动
6、图解延迟正态分布抖动
7、图解延迟Custom抖动
8、图解随机丢包
9、图解周期性丢包
10、图解突发丢包
11、图解双通道丢包
12、图解马尔科夫四状态丢包
13、图解误码率
14、图解重复报文
15、图解报文乱序

1、HoloWAN连接路由器时选用WAN口和LAN口的区别？需要对路由器进行什么设置？

WAN口是路由器对外的接口，用于连接广域网。当路由器开启了 DHCP 时，路由器属于第三层设备（网络层），连接在路由器上均为第二层设备（数据链路层）。所以，当其余设备的数据包通过路由器转发后，这些包会被加上第三层报文头，报文可的源 IP 地址变成了路由器 WAN 口的 IP 地址。
HoloWAN 的业务口连接 WAN 口时，接收到的数据包是经过NAT处理报文，所有报文的源 IP 地址均为路由器 WAN 口的 IP 地址。因此会对所有接收到的流量进行统一的损伤。

LAN是对内的接口，连接局域网。此时路由器仅做接收和转发数据包的功能，NAT没有对设备IP地址进行转换处理。
HoloWAN 的业务口连接 LAN 口时，报文分类器可以识别不同设备的源 IP 地址，从而可以针对单一的报文进行损伤。

在连接 LAN 口时，路由器当成交换机来使用，必须再添加一台网关路由器用于连接广域网。此时，需要对连接 HoloWAN 的路由器做以下处理：

关闭无线路由器的 DHCP 服务，避免与网关路由器的 DHCP 服务发生冲突；
设置 LAN 口的 IP 地址与局域网位于同一网段；
检查 LAN 口的 IP 地址是否与局域网地址冲突。

2、HoloWAN 的带宽限制和 Queue 队列深度的原理？

带宽限制：HoloWAN可以在链路的两个方向都设置带宽。最小为1bps，最大视具体产品而定，单位增量1bps。

带宽限制是用于限制 HoloWAN 转发的最大速率（TX Rate）。

在不添加其他损伤的情况下：
当 HoloWAN 接收的数据小于带宽限制时，HoloWNA 接收的数据等于转发的数据。
即：RX Rate < Bandwidth RX Rate = TX Rtae
当 HoloWAN 接收的数据大于带宽限制时，HoloWAN 接收的数据小于转发的数据。并且溢出的数据会进入到队列 Queue 中。当 Queue 满了，溢出的数据会被丢弃。
即：RX Rate > Bandwidth RX Rate > TX Rate

队列深度：队列深度指定了当收到的数据超过了模拟链路的带宽时能缓存的最大数据量。当队列已满时，任何到达的数据都会被丢弃。
HoloWAN 设置队列深度有 3 种方式：最大的数据包个数；以 KB 为单位的最大数据量；以 ms 为单位的最大排队时延。

3、 HoloWAN的报文过滤器的作用、设置方法？为什么一定要设置报文分类器？

HoloWAN 的报文过滤器用于指定哪些数据包被发送到指定的 WAN 链路。每个端口都有自己的分类规则来区分到达端口的数据包。一般规则包括：源IP地址和目标IP地址的范围；MAC地址；VLAN ID；TCP/UDP端口号；MPLS Lable；RAW 1-Byte offsets；RAW 4-Byte offsets；组合分类。

HoloWAN 中符合分类规则的数据包有三种执行动作：

使用链路（ Path ）：符合规则的数据包会通过指定的链路。
丢弃（ Drop ）：符合规则的数据包将被丢弃。
旁路（ Bypass ）：符合规则的数据将不进行损伤，直接转发。

注意事项：

报文分类器的默认动作，为不符合任何明确规则的数据包指定行为，默认动作为 Bypass。
在没有设置报文分类之前，经过引擎的所有报文默认进行 Bypass 处理。

1. IPv4 / IPv6地址
IP 地址（IPv4为例）范围，可以用以下格式指定：

单一的地址，例如： 10.0.0.10
通过掩码指定一个范围的 IP 地址，例如 10.0.0.0/24
通过填写 IP 地址-IP 地址的方式指定一个范围，例如：192.168.1.2 - 192.168.1.100

2. MAC地址
MAC 地址分类可以匹配每一个数据包的源和目标 MAC 地址。 MAC 地址被指定为 6 组由连字符分隔的十六进制数字（标准的 MAC 地址格式）。“ Any ”可以用于匹配任意值的 MAC 地址。不符合规则的数据包将被执行默认动作。

3. VLAN ID
VLAN 分类是按照数据包的 IEEE 802.1Q VLAN tag 的 VLAN ID 和 PCP 值来分类的。

VLAN ID 可以指定为 0 到 4095 之间的一个单一值，或是由连字符分隔的值的范围。可以使用通配符“any”匹配任何值。

PCP 是 VLAN tag 中的 3 个字段，用于确定优先级。VLAN PCP 可以设置在 0 到 7 之间的个位数，或者可以设置为“ any ”，如要忽略 PCP 请把 PCP 值设置为“ any ”，这样任何 PCP 值都将会被匹配。VLAN分类规则可以匹配 802.1Q VLAN 报文头和堆叠式的 VLAN（SVLAN）802.1ad 报文头。

报文如果没有 VLAN tag 或者 VLAN tag 不符合规则的，将被执行默认动作。

6. TCP/UDP端口号

TCP/UDP 端口分类规则可以匹配数据包的源和目标 TCP 或 UDP 端口号，源和目标 TCP 或 UDP 端口号可以组合匹配。 TCP/UDP 端口分类通常用于选择性地对一个或多个特定应用程序的流量进行损伤，并保证其他的应用程序可以运行在没有损伤的链路上。

数据要匹配这样的一条规则它的传输层协议（ TCP 或 UDP ）和应用程序端口号必须和所有的源和目标值都匹配。每个规则的类型必须是 TCP 或者 UDP 。

端口号是一个 0 到 65535 之间的单一值，或者可以用“ any ”来匹配任意的端口号。需要使用独立的规则来匹配同一个源或者目标设备的多个端口号。

Check Version 选项可以指定匹配 IPv4 或者 IPv6 ，默认为 No 。
不能匹配规则的数据包将被执行默认操作。

7. MPLS Lable

MPLS 标签分类按照报文的 MPLS 标签对每一个报文进行匹配。 MPLS 标签的值可以设置为 0 到 1048575 之间的任意整数，或者为连字符分隔的值的范围。设置为“ any ”可以匹配任何值。

不支持堆叠式的 MPLS 标签。没有 MPLS 标签的或者不符合规则的数据包将被执行默认动作。

8. PPPoE
PPPoE 分类规则可以匹配数据包的 Session ID 和 Code，Session ID 和 Code 可以组合匹配。

9. RAW 1-Byte offsets
RAW 1-Byte Offsets 分类规则需要指定报文起始的位置（二层或者三层）和从起始位置的偏移量，以及需要比较的值（内容）和掩码即可，从而匹配所指定报文所在的位置的值与设定值是否相同。

10. RAW 4-Byte offsets
RAW 4-Byte Offsets 分类规则需要指定报文起始的位置（二层或者三层）和从起始位置的偏移量，以及需要比较的值（内容）和掩码即可，从而匹配所指定报文所在的位置的值与设定值是否相同。

11. Tunnel（GRE）
在 IP地址分类规则中可以打开勾选 Enable Tunnel(GRE) ，用于匹配隧道报文。点击 Add 可以添加一层隧道的识别，最多可以添加三层隧道识别，用户可以通过下拉菜单添加 IPv4 或者 TCP/UDP 规则用于匹配隧道内的内容。

12. 组合分类
组合规则分类可以把 MAC 地址分类规则、VLAN 分类规则、PPPoE 分类规则、IP 地址分类规则、
MPLS 分类规则、TCP／UDP 分类规则组合起来的分类方法，组合规则分类里的所有规则是与的关
系。

4、图解常量延迟

常量延迟是给所有通过链路的报文设置一个固定的延迟值。可以在Delay中设置数值。

5、图解延迟均匀分布抖动

均匀分布抖动：每个报文的延迟值在设置的最小值和最大值范围内均匀分布。也就是说，报文受到的延迟会在 minimum~maximum 之间，取得每个数值的概率是相等的。
Advanced Setup（高级模式）：可以通过曲线来控制时延的变化。设置如下：
Max：曲线最大时延
Min：曲线最小时延
PHase：曲线初始位置
Period：曲线抖动周期（最大3600秒）
Minimum和Maximum用于在曲线抖动时的每一个时刻的延迟的基础上叠加一个均匀分布的延迟值。最终：延迟值 = 曲线抖动的延迟值 + 均匀分布的延迟值。

6、图解延迟正态分布抖动

正态分布：通过设置最小值Min、均值Mean和标准差Std Deviation指定一个截断的正态分布。

如上图所设置的参数，报文受到的延迟值的范围以及概率如下图所示：
Advanced Setup（高级模式）：可以在原来正态分布延迟的基础上周期性出现一个突发的较大延迟，用于在精确的时间段制造网络拥堵现象。Min、Mean、Std Deviation 依然用于控制原有的正态分布计算。
Period：出现突发的时间周期
Duration： 突发时间的时长
Min： 突发时延迟的最小值
Max： 突发时延迟的最大值

如上图所示，在第 60s ~ 第61s 之间，会出现一个突发时延。时延大小在 900ms ~ 1000ms 之间

7、图解延迟Custom抖动

通过设置 平均延迟值 Delay、最小延迟 Min.Delay 、最大延迟 Max.Delay、 +Delta 、-Delta、Spread 弹性系数 这 6 个参数指定一个自定义的正态分布。

Delay： 延迟的均值、Mean Delay；
Min.Delay： 限定了延迟大小范围的最小值；
Max.Delay：限定了延迟大小范围的最大值；
+Delta 和-Delta：限制了相邻的两个报文的延迟变化的上限和下限。例如：+Delta=50ms 、-
Delta=30ms ，连续经过两个报文，第一个报文的延迟是 200ms，则第二个报文的延迟大小最大不会超过 250ms，最小不会低于 170ms；
Spread 弹性系数： Spread 值越大， Delay 远离均值的概率越大。

点击右下角的 [Preview] 按钮，可以生成用 350 个报文的延迟值描绘的折线预览图以及分布预览
图；预览图可以直观地反映出最终的仿真效果。

8、图解随机丢包

丢包率是一个概率，而不是丢包数量占总包数的比例。

HoloWAN丢包率可设定为 0%—100%，单位增量 0.0001%。当处理的报文数量足够多的时候，丢包数量占总包数的比例会无限接近或者等于丢包率。

9、图解周期性丢包

指定固定的丢包周期，指定突发的大小（单位是报文个数）。

如下图：设置 1000 个报文为周期，突发大小为 10 个报文，那么每发送 990 个报文随后有 10 个报文
被丢弃。

10、图解突发丢包

HoloWAN通过设定：Probability 丢包概率、Minimum 最小连续丢包数量、Maximum 最大连续丢包数 三个参数控制一定概率的连续丢包，最少连续丢包数量可以等于最大连续丢包数量。（必须完结一个 burst 后才能再次判断会否产生下一次 burst，所以连续丢包个数不会超过 Maximum burst）。

例如：设置 Probability 为 1% ，Minimum 为 3 Packets ，Maximum 为 8 Packets ，则每个数据包通过 HoloWAN 时触发丢包事件的概率为 1%，一旦判断丢包事件被触发，则最少连续丢弃多个数据包，连续丢包数量在 3 个到 8 个之间取随机值。

11、图解双通道丢包

HoloWAN分别指定良好通道(Good State)和较差通道(Bad State)的丢包率(Loss)，并指定每个数据包由其中一个通道转变到另外一个通道的转变概率(Change)，所有的数值都是按百分比设置 0%—100% ，增量为 0.0001% ；每次仿真开始的时候，数据的状态都处于良好通道。

12、图解马尔科夫四状态丢包

数字 1、2、3、4 分别代表 4 种状态：
1：Received Successfully，成功收到报文。
2：Received Within a BURST，在BURST状态下接收报文。
3：Lost Within a BURST，在BURST状态下丢包。
4：Isolated Lost Within a Gap，只丢失 1 个报文，一旦报文丢失立即转变为状态1。

BURST 是指一个丢包比例高的时期。

HoloWAN可以设置4个状态之间的转化概率。如下图所示的转换概率是比较接近真实的网络状况。

1)参数 Pij 是从状态 i 到状态 j 的转换概率。譬如 P13=0.8%，表示从状态 1（Received Successfully）转换到状态 3（Lost Within a BURST）的概率为 0.8%。
2)状态 4（Isolated Lost Within a Gap）只能转换到状态 1（Received Successfully），且 P41 恒等于 100%。
3)某状态维持不变的概率为：1 减去转换到其它状态的概率之和，譬如 P11=1-P13-P14。
4)初始化时，默认处于状态 1（Received Successfully）。

13、图解误码率

遭受误码的报文不会被 HoloWAN 丢弃，而是在报文的随机位置加入 Bit Error 然后转发出去，位错误不会被加入到 FCS/CRC 、 preamble 、 pad 中，遭受误码的报文会重新计算 CRC ，但不会重新计算Checksum 。

误码率是基于 Bit 计算的一个概率。当处理的报文足够，实际误码概率比例会无限接近或者等于我们设置的值。

14、图解重复报文

重复帧需要设定帧被重复发送的概率。重复的帧被插入到原始帧的后面，并在参与后续的带宽限制、时延、丢包和乱序等过程与原始帧保持独立。

Duplication－Normal：重复帧的普通模式；
重复概率可以设置为 0—10%，单位增量是 0.001%；要禁用重复帧可以设置重复率为 0%，重复帧默认状态为禁用。
Duplication－Jitter：曲线控制重复帧出现的概率；
Max 最大的概率；
Min： 最小的概率；
Phase： 曲线初始的位置；
Period： 抖动的周期；
Change Mode：点击曲线图可以选择 6 种不同的曲线模型。

15、图解报文乱序

乱序需要指定每个帧发生乱序的概率以及新的位置相对于原来位置的时间范围，此行为由两个参数控制：
概率（ultimatebability）： 指定每个单独的帧乱序的可能性。概率可以设置从0% — 20% ，单位增量是 0.001% 。
延迟（Delay）： 指定了乱序的帧在被重新插入到数据流中相对于原来位置所滞后的时间。时间范围通过一个最小值和最大值指定，最终的时间偏移量是在两者之间的均匀分布随机量。最小和最大乱序延迟设置范围为 0 ～ 10 秒，颗粒度为 0.1 毫秒。

Reordering－Normal：乱序的普通模式。
Reordering－Jitter：通过曲线控制乱序的概率的变化。